geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2022-2-118geophystech-248Research ArticleСтатьиМатематическое моделирование импульсных характеристик вязкой намагниченностиMathematical modeling of impulse response of viscous remanent magnetizationЛеопольдЯ. К.LeopoldYa. K.

Кандидат физико-математических наук, ведущий инженер лаборатории геоэлектрики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: электроразведка, криолитозона, магнитная вязкость, машинное обучение

Yaroslav.Leopold@gmail.comКожевниковН. О.KozhevnikovN. O.

Доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории геоэлектрики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: импульсная индуктивная электроразведка, геофизика криолитозоны, археогеофизика, археометаллургия, Приольхонье.

KozhevnikovNO@ipgg.sbras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8269-2834АнтоновЕ. Ю.AntonovE. Yu.

Доктор физико-математических наук, доцент, главный научный сотрудник лаборатории геоэлектрики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: математическое моделирование электромагнитных полей, метод переходных процессов, вызванная поляризация.

AntonovEY@ipgg.sbras.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3РоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090Russian Federation20222912202202118128Copyright &#x00A9; Леопольд Я.К., Кожевников Н.О., Антонов Е.Ю., 20222022Леопольд Я.К., Кожевников Н.О., Антонов Е.Ю.Leopold Y.K., Kozhevnikov N.O., Antonov E.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/248

При проведении геофизических съемок методом переходных процессов объектов, содержащих суперпарамагнитные частицы, эффекты магнитной вязкости могут оказывать значительное влияние на получаемый сигнал. В настоящее время подобные эффекты считаются помехой, в то время как некоторые исследователи указывают на то, что они содержат полезную информацию об исследуемой среде.

В статье приведено моделирование импульсных характеристик вязкой намагниченности. Используя модель логнормального распределения частиц, были смоделированы различные импульсные характеристики намагниченности. Представлены результаты попыток восстановить параметры распределения  и  модельных импульсных характеристик. Приведена оценка эффективности инверсии синтетических импульсных характеристик.

TEM survey under objects that containing superparamagnetic particles, the effects of magnetic viscosity can have a significant impact on the received signal. At present, such effects of magnetic viscosity are considered a nuisance, while some researchers point out that they contain useful information.

The article presents a mathematical modeling of impulse response of viscous remanent magnetization. Using the lognormal particle distribution model, various impulse responses of the magnetization were modeled. The results of attempts to restore the distribution parameters  and   of model impulse responses are presented. An estimate of the effectiveness of the inversion of synthetic impulse responses is given.

Магнитная вязкостьсуперпарамагнетизмимпульсная характеристикаматематическое моделированиеинверсияпогрешностьViscous magnetizationsuperparamagnetismimpulse responsemathematical modelinginversionaccuracyReferencesКамнев Я.К., Кожевников Н.О., Казанский А.Ю., Стефаненко С.М. Импульсная характеристика вязкой намагниченности и ее измерение с помощью лабораторной индукционной установки // Геология и геофизика. – 2015. – № 56 (11). – С. 2076–2091, doi: 10.15372/GiG20151110.Buselli G. The effect of near surface superparamagnetic material on electromagnetic transients // Geophysics. – 1982. – Vol. 47 (9). – P. 1315–1324, doi: 10.1190/1.1441392.Buselli G. The effect of near surface superparamagnetic material on electromagnetic transients // Geophysics. – 1982. – Vol. 47 (9). – P. 1315–1324, doi: 10.1190/1.1441392.Dormann J.L., Fiorani D., Tronc E. Magnetic relaxation in fine‐particle systems // Advances in chemical physics, Vol. 48. – John Willey & Sons, Inc., 1997. – P. 283–494, doi: 10.1002/9780470141571.ch4.Dormann J.L., Fiorani D., Tronc E. Magnetic relaxation in fine‐particle systems // Advances in chemical physics, Vol. 48. – John Willey & Sons, Inc., 1997. – P. 283–494, doi: 10.1002/9780470141571.ch4.Dunlop D.J. Özdemir Ö. Rock Magnetism: Fundamentals and Frontiers. – Cambridge University Press, 1997. – 573 p.Dunlop D.J. Özdemir Ö. Rock Magnetism: Fundamentals and Frontiers. – Cambridge University Press, 1997. – 573 p.Kamnev Ya.K., Kozhevnikov N.O., Kazansky A.Yu., Stefanenko S.M. Impulse response of viscous remanent magnetization: laboratory measurements by a pulse induction system // Russian Geology and Geophysics. – 2015. – Vol. 56 (11). – P. 1642–1651, doi: 10.1016/j.rgg.2015.10.010.Kodama K. Application of broadband alternating current magnetic susceptibility to the characterization of magnetic nanoparticles in natural materials // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. – 2013. – Vol. 118 (1). – P. 1–12, doi: 10.1029/2012JB009502.Kodama K. Application of broadband alternating current magnetic susceptibility to the characterization of magnetic nanoparticles in natural materials // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. – 2013. – Vol. 118 (1). – P. 1–12, doi: 10.1029/2012JB009502.Kozhevnikov N.O., Kharinsky A.V., Kozhevnikov O.K. An accidental geophysical discovery of an Iron Age archaeological site on the western shore of Lake Baikal // Journal of Applied Geophysics. – 2001. – Vol. 47 (2). – P. 107–122, doi: 10.1016/S0926-9851(01)00051-9.Kozhevnikov N.O., Kharinsky A.V., Kozhevnikov O.K. An accidental geophysical discovery of an Iron Age archaeological site on the western shore of Lake Baikal // Journal of Applied Geophysics. – 2001. – Vol. 47 (2). – P. 107–122, doi: 10.1016/S0926-9851(01)00051-9.Néel L. Théorie du trainage magnétique des ferromagnétiques en grains fin avec application aux terres cuites // Annales de Géophysique. – 1949. – Vol. 5. – P. 99–136.Néel L. Théorie du trainage magnétique des ferromagnétiques en grains fin avec application aux terres cuites // Annales de Géophysique. – 1949. – Vol. 5. – P. 99–136.Nelder J.A., Mead R. A simplex method for function minimization // Computer Journal. – 1965. – Vol. 7. – P. 308–313.Nelder J.A., Mead R. A simplex method for function minimization // Computer Journal. – 1965. – Vol. 7. – P. 308–313.Pasion L.R., Billings S.D., Oldenburg D.W. Evaluating the effects of magnetic soils on TEM measurements for UXO detection // Expanded Abstracts. – Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, OK, 2002. – P. 1428–1431.Pasion L.R., Billings S.D., Oldenburg D.W. Evaluating the effects of magnetic soils on TEM measurements for UXO detection // Expanded Abstracts. – Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, OK, 2002. – P. 1428–1431.Wang X., Løvlie R., Zhao X., Yang Z., Jiang F., Wang S. Quantifying ultrafine pedogenic magnetic particles in Chinese loess by monitoring viscous decay of superparamagnetism // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. – 2010. – Vol. 11 (10). – Q10008, doi: 10.1029/2010GC003194.Wang X., Løvlie R., Zhao X., Yang Z., Jiang F., Wang S. Quantifying ultrafine pedogenic magnetic particles in Chinese loess by monitoring viscous decay of superparamagnetism // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. – 2010. – Vol. 11 (10). – Q10008, doi: 10.1029/2010GC003194.Worm H.‐U. Time‐dependent IRM: A new technique for magnetic granulometry // Geophysical Research Letter. – 1999. – Vol. 26 (16). – P. 2557–2560, doi: 10.1029/1999GL008360.Worm H.‐U. Time‐dependent IRM: A new technique for magnetic granulometry // Geophysical Research Letter. – 1999. – Vol. 26 (16). – P. 2557–2560, doi: 10.1029/1999GL008360.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.