Основные принципы аэрогеофизических исследований
Аэрогеофизические методы представляют собой совокупность геофизических исследований, проводимых с применением летательных аппаратов: самолетов, вертолетов, беспилотников. Принципиальное отличие аэрогеофизики от наземной геофизики заключается в высокой производительности работ, возможности охвата труднодоступных и обширных территорий, а также в непрерывной записи данных вдоль профиля полета.
К числу основных задач аэрогеофизики относятся:
Наиболее часто применяются следующие методы: аэромагнитная съёмка, аэрогамма-спектрометрия, аэрогравиметрия, а также электромагнитные и радиометрические методы. Каждый из них основан на измерении физического поля, модифицированного геологической средой.
Физический принцип. Метод основан на регистрации вариаций магнитного поля Земли, вызванных различиями в магнитной восприимчивости пород. Магнитное поле изменяется в зависимости от глубины залегания, состава и структуры геологических тел.
Аппаратура. Используются высокочувствительные магнтометры – наиболее распространённые это протонные и феррозондовые приборы. Они устанавливаются в носовой части летательного аппарата или в буксируемом датчике (в “гондоле”) на тросе, чтобы исключить влияние ферромагнитных конструкций самолета.
Параметры съёмки.
Обработка данных. Включает коррекцию по вариациям основного магнитного поля, удаление регионального фона, выделение аномалий, их количественный и качественный анализ. Используются методы спектрального анализа, дериваций, фильтрации и трансформации поля.
Физическая основа. Метод фиксирует интенсивность гамма-излучения, испускаемого естественными радиоактивными элементами (K, U, Th), присутствующими в горных породах и почвах.
Особенности методики.
Интерпретация данных. Позволяет:
Аэрогамма-спектрометрия эффективно сочетается с аэромагнитной съёмкой, предоставляя комбинированную информацию о составе и структуре поверхности.
Принцип действия. Метод основан на измерении ускорения силы тяжести над различными участками земной поверхности. Изменения гравитационного поля отражают неоднородности плотности пород.
Оборудование. Используются специальные гравиметры, стабилизированные гироплатформой, способные работать в условиях вибрации и ускорения. Современные приборы (например, LaCoste & Romberg Air-Sea System) обеспечивают точность до нескольких мГал.
Методические особенности.
Применение. Позволяет моделировать глубинные структуры земной коры, такие как антиклинали, синклинали, зоны разломов, плотностные неоднородности, соляные купола, батолиты и др.
Физические основы. АЭМ-методы основаны на возбуждении электромагнитного поля с помощью передающей катушки и регистрации вторичного поля, наведённого в проводящих средах под землёй. Принцип аналогичен наземным ВЭЗ и ВЧ методам, но реализуется в беспроводной схеме.
Оборудование.
Достоинства.
Области применения. Поиск рудных месторождений, геоэкологические исследования, выявление зон разломов, картирование грунтовых вод.
Физическая сущность. Основаны на регистрации естественного радиоизлучения от поверхности Земли, в том числе коротковолнового инфракрасного и микроволнового диапазонов.
Применяемые приборы. Радиометры, спектрорадиометры и болометры, устанавливаемые на борту самолета или беспилотника. Фиксируют как собственное излучение объектов, так и отражённое солнечное.
Интерпретация данных.
Планирование маршрутов. Съёмка проводится по заранее составленным профилям с соблюдением заданной плотности. Направление профилей выбирается перпендикулярно предполагаемым простираниям геологических структур.
Навигация и привязка. Используется дифференциальная GPS-навигация с точностью до 1 метра, синхронизированная с регистрацией геофизических данных.
Корректировка на высоту и атмосферу. Вносятся поправки за счёт барометрического давления, температуры и влажности. Высотные данные калибруются по цифровой модели рельефа.
Комплексирование данных. Совмещение различных методов (магнитного, гравиметрического, гамма-спектрометрического и др.) позволяет повысить достоверность интерпретации. На этапе обработки широко применяются ГИС-технологии и методы машинного обучения.
Аэрогеофизика особенно эффективна при проведении:
Современные тенденции включают активное использование БПЛА, снижение высоты полета, повышение разрешающей способности приборов и интеграцию с данными спутникового дистанционного зондирования.