Geofysiske metoder til sårbarhedskortlægning

1. Geofysiske metoder til sårbarhedskortlægning Esben Auken, Anders V. Christiansen, Nikolaj Foged, Joakim H. Westergaard og Kurt I. Sørensen • GeoFysikSamarbejdet • Geologisk Institut, Aarhus Universitet • www.gfs.au.dk

2. Indhold • Metoder - hvad skal geofysikken kunne? • Geoelektriske metoder • Induktive metoder - TEM/HEM • Afrunding

3. Hvilke metoder har vi? • Sårbarhedskortlægning –højopløselig kortlægning af den overfladenære geologi • Geoelektrik • sender strøm ud i to elektroder og måler potentialeforskellen over to andre elektroder • høj overfladenær opløselighed pga. den galvaniske kontakt med jorden • Induktive metoder – TEM/HEM • måler jordens elektromagnetiske respons • ingen direkte kontakt med jorden – moderat overfladenær opløselighed • kan anvendes i luften

4. Hvad skal geofysikken kunne? • Fladedækkende – tætliggende profiler • Høj lateral opløsning – lille midling • midling indbygget i fysikken • datamidling som følge af den valgte processering • Relevant indtrængningsdybde • der skal være tilstrækkelig opløselighed i dybden • skal passe med fokusintervallet • Stor datanøjagtighed • instrumenterne skal være præcist kalibrerede • instrumenterne skal modelleres i tolkningen

5. Indhold • Metoder - hvad skal geofysikken kunne? • Geoelektriske metoder • Induktive metoder - TEM/HEM • Afrunding

6. Hvorfor geoelektrik - historisk perspektiv • Kan tolke direkte på måledata – giver en vis dybdeinformation • Forholdsvis simple og stabile instrumenter • Spydgeoelektrik • Trekanals slæb kan dække meget store områder

7. 3-kanals slæb - data

9. Hvorfor geoelektrik - nu • 8-kanals PACES • moderat indtrængning • meget stor lateral opløsning • kortlægning i det åbne land – store arealer • midles til 1D LCI tolkning • hurtig måleprocess - økonomisk i brug

10. Hvorfor geoelektrik - nu • MEP • stor indtrængningsdybde • høj lateral opløselighed • 1D LCI og 2D tolkning af data • langsommelig måleprocess

11. Kortlægning ved Hørning

12. Slæbelinier

13. Data – 3 og 8 kanaler 3 kanaler 8 kanaler

15. 1 10 100 1000

16. 1 10 100 1000

17. 1 10 100 1000

19. 1 10 100 1000 Intervalmodstand, 0 – 5 m

20. 1 10 100 1000 Intervalmodstand, 5 – 15 m

21. 1 10 100 1000 Intervalmodstand, 15 – 30 m

22. Indhold • Metoder - hvad skal geofysikken kunne? • Geoelektriske metoder • Induktive metoder - TEM/HEM • Afrunding

23. Stor følsomhed overfor lavmodstandslag – ler Få ækvivalente lagfølger Måler horisontal modstand Ingen anisotropi Følsom overfor koblinger Teknisk avanceret Lige følsom overfor lav- og højmodstandslag Mange ækvivalente lagfølger Måler geometrisk middel af horisontal og vertikal modstand Anisotropi giver overvurdering af modstande og tykkelser – kan give en fejlvurdering af sårbarheden Ingen koblinger Teknisk relativ simpel Induktive metoder - TEM/HEM -Har de en plads i fremtidens kortlægninger? Induktive metoder Geoelektrik

24. Jordbaserede metoder • EM31 • dårlig kalibreret • kortlægger for overfladenært • tæt rumlig dækning • kan ikke bruges! • TEM40 • har rimeligt styr på kalibrering • dækker sårbarhedsintervallet • midler vertikalt for meget • for langt imellem målepunkter • kan ikke bruges!

25. Luftbårne metoder • Luftbåren TEM • der findes en række udstyr - ikke udviklingsmæssigt fokuseret på overfladenær kortlægning • kan ikke bruges! • HEM • der er diskussion om kalibrering – dvs. datanøjagtighed • lateral midling på 150 – 200 m • kan måske bruges!

26. Luftbårne metoder • SkyTEM – nuværende konfiguration • ikke tilstrækkelig måletidsdækning – dvs. for få tidlige gates • lateralt undersamplet • kan ikke bruges! • SkyTEM i near-surface konfiguration • tidlige tider – 10 micros – som ved Protem47 • lateral tæt samplet • både x- og z-komposant måles • kan bruges (håber vi)!

27. Model B Model A Res1=100 ohmm T1=10 m Res1=30 ohmm T1=10 m T2=20 m T2=100 m Res2=30 ohmm Res2=100 ohmm Res3=80 ohmm Res3=10 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm SkyTEM – near-surface konfiguration • Måling af både x- og z-komposanter • Hurtig målerepetition • Måling af meget tidlige tider • Analyser for to modeller

28. Model B Res1=100 ohmm T1=10 m T2=20 m Res2=30 ohmm Res3=80 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm Model A Res1=30 ohmm T1=10 m T2=100 m Res2=100 ohmm Res3=10 ohmm Flyvehøjdens betydning – model A og B • Første måletid 16 micros Res1 - Model A Res2 - Model B

29. Model B Res1=100 ohmm T1=10 m T2=20 m Res2=30 ohmm Res3=80 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm Model A Res1=30 ohmm T1=10 m T2=100 m Res2=100 ohmm Res3=10 ohmm Flyvehøjdens betydning – model A og B • Første måletid 16 micros • Første måletid 11 micros Res1 - Model A Res2 - Model B

30. Model B Res1=100 ohmm T1=10 m T2=20 m Res2=30 ohmm Res3=80 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm Model A Res1=30 ohmm T1=10 m T2=100 m Res2=100 ohmm Res3=10 ohmm Flyvehøjdens betydning – model A og B • Første måletid 16 micros • Første måletid 11 micros • Første måletid 11 micros – med x-component Res1 - Model A Res2 - Model B

31. Model A Res1=30 ohmm T1=10 m T2=100 m Res2=100 ohmm Res3=10 ohmm Parameteranalyse – Model A • Første måletid 16 micros

32. Model A Res1=30 ohmm T1=10 m T2=100 m Res2=100 ohmm Res3=10 ohmm Parameteranalyse – Model A • Første måletid 16 micros • Første måletid 11 micros

33. Model A Res1=30 ohmm T1=10 m T2=100 m Res2=100 ohmm Res3=10 ohmm Parameteranalyse – Model A • Første måletid 16 micros • Første måletid 11 micros • Første måletid 11 micros – med x-component

34. Model B Res1=100 ohmm T1=10 m T2=20 m Res2=30 ohmm Res3=80 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm Parameteranalyse – Model B • Første måletid 16 micros

35. Model B Res1=100 ohmm T1=10 m T2=20 m Res2=30 ohmm Res3=80 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm Parameteranalyse – Model B • Første måletid 16 micros • Første måletid 11 micros

36. Model B Res1=100 ohmm T1=10 m T2=20 m Res2=30 ohmm Res3=80 ohmm T3=70 m Res4=10 ohmm Parameteranalyse – Model B • Første måletid 16 micros • Første måletid 11 micros • Første måletid 11 micros – med x-component

37. Opsummering • Geoelektrik • er den tradiotionelt anvendte metode • har god overfladenær opløsning • måler anisotropi og kan derfor give en fejlvurdering af sårbarheden • er ikke følsom overfor koblinger • Induktive metoder • har mere moderat opløsning af overfladen • er ikke følsom overfor anisotropi og er specielt sensitiv overfor lerlag • er følsom overfor koblinger • instrumenterne og tolkningsmetodikken er måske først på plads nu

38. Geofysiske metoder til sårbarhedskortlægning Esben Auken, Anders V. Christiansen, Nikolaj Foged, Joakim H. Westergaard og Kurt I. Sørensen • GeoFysikSamarbejdet • Geologisk Institut, Aarhus Universitet • www.gfs.au.dk