geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2025-64-4-107-113geolmsu-824Research ArticleСтатьиПространственное положение талых и мерзлых грунтов по площадным данным электротомографииSpatial distribution of thawed and frozen ground based on areal electrical tomography dataСтепченковВ. С.StepchenovV. S.

Владимир Сергеевич Степченков

Москва

Vladimir S. Stepchenov

Moscow

v-stepchenkov@list.ruБольшаковД. К.BolshakovD. K.

Дмитрий Константинович Большаков

Москва

Dmitriy K. Bolshakov

Moscow

dkbolshakov@yandex.ruМодинИ. Н.ModinI. N.

Игорь Николаевич Модин

Москва

Igor N. Modin

Moscow

imodin@yandex.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202501092025644107113Copyright © Степченков В.С., Большаков Д.К., Модин И.Н., 20252025Степченков В.С., Большаков Д.К., Модин И.Н.Stepchenov V.S., Bolshakov D.K., Modin I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/824

В статье представлены результаты исследования пространственного распределения талых и мерзлых грунтов в зоне многолетней мерзлоты с использованием трехмерной электротомографии. Цель работы заключалась в определении границ между мерзлыми и талыми породами, а также в установлении уровня грунтовых вод. В исследовании использованы данные электротомографии, бурения и скважинной термометрии. На основе полученных данных построена объемная геоэлектрическая модель, которая хорошо согласуется с имеющейся геологической информацией. Выявлено, что аномальные зоны с повышенной температурой соответствуют областям пониженного удельного сопротивления, что указывает на наличие таликов. Построены карты уровня грунтовых вод и кровли многолетнемерзлых пород, отражающие особенности геологического строения изучаемого участка. Результаты подтверждают эффективность трехмерной модели для интерпретации данных в условиях сложного геологического строения и могут быть применены для решения аналогичных задач.

The article presents the results of a study on the spatial distribution of thawed and frozen grounds in the permafrost zone using three-dimensional electrical resistivity tomography. The aim of the research was to determine the boundaries between frozen and thawed rocks, as well as to identify the groundwater level. The study utilized data from electrical resistivity tomography, drilling, and borehole thermometry. Based on the obtained data, a three-dimensional geoelectrical model was constructed, which aligns well with the available geological information. It was found that anomalous zones with elevated temperatures correlate with areas of reduced electrical resistivity, indicating the presence of taliks. Maps of the groundwater level and the top of permafrost were created, reflecting the geological features of the studied area. The results confirm the effectiveness of the three-dimensional model for data interpretation in complex geological conditions and can be applied to solve similar problems.

электротомографиямноголетняя мерзлотаталики3D-инверсияуровень грунтовых водтермометрияelectrical resistivitypermafrosttaliks3D inversiongroundwater levelthermometryReferencesБобачев А.А., Горбунов А.А., Модин И.Н., Шевнин В.А. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации // Приборы и системы разведочной геофизики. 2006. № 2. С. 14–17.Бобачев А.А., Горбунов А.А., Модин И.Н., Шевнин В.А. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации // Приборы и системы разведочной геофизики. 2006. № 2. С. 14–17.Большаков Д.К., Модин И.Н., Ефремов К.Д. Многосегментная технология измерений методом электротомографии // Тезисы докладов Научной конференции «Ломоносовские чтения — 2019». Секция «Геология». Москва: МГУ, 2019. 15–25 апреля. 7 с. URL: https://conf.msu.ru/rus/event/5604/ (дата обращения: 16.04.2019).Большаков Д.К., Модин И.Н., Ефремов К.Д. Многосегментная технология измерений методом электротомографии // Тезисы докладов Научной конференции «Ломоносовские чтения — 2019». Секция «Геология». Москва: МГУ, 2019. 15–25 апреля. 7 с. URL: https://conf.msu.ru/rus/event/5604/ (дата обращения: 16.04.2019).Брушков А.В., Васина А.И., Кияшко Н.В. и др. Глобальное потепление и состояние вечной мерзлоты в России // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2024. Т. 63, № 6. С. 4–11.Брушков А.В., Васина А.И., Кияшко Н.В. и др. Глобальное потепление и состояние вечной мерзлоты в России // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2024. Т. 63, № 6. С. 4–11.Григорьев Д.В., Ведерников А.С. Результаты применения 3D-электротомографии для поисков карстовых пустот в условиях солеотвала // Проблемы недропользования. 2019. № 4(23). С. 137–143.Григорьев Д.В., Ведерников А.С. Результаты применения 3D-электротомографии для поисков карстовых пустот в условиях солеотвала // Проблемы недропользования. 2019. № 4(23). С. 137–143.Модин И.Н., Лубнина Н.В., Скобелев А.Д., Крылов О.В. Электростратиграфия западной части Херсонеса Таврического // Геофизика. 2024. № 1. С. 40–50.Модин И.Н., Лубнина Н.В., Скобелев А.Д., Крылов О.В. Электростратиграфия западной части Херсонеса Таврического // Геофизика. 2024. № 1. С. 40–50.Модин И.Н., Скобелев А.Д., Валиулина А.М., Степченков В.С. Электротомографические исследования в кальдере Узон на гейзере Шаман (полуостров Камчатка) // Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр». Серия: Науки о Земле. 2023. Т. 60, № 4. С. 22–34.Модин И.Н., Скобелев А.Д., Валиулина А.М., Степченков В.С. Электротомографические исследования в кальдере Узон на гейзере Шаман (полуостров Камчатка) // Вестник Камчатской региональной ассоциации «Учебно-научный центр». Серия: Науки о Земле. 2023. Т. 60, № 4. С. 22–34.Павлова А.М., Шевнин В.А. 3D-электротомография при исследованиях ледниковых отложений // Геофизика. 2013. № 6. С. 32–37.Павлова А.М., Шевнин В.А. 3D-электротомография при исследованиях ледниковых отложений // Геофизика. 2013. № 6. С. 32–37.Павлова А.М. Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. М., 2014. 27 с.Павлова А.М. Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. М., 2014. 27 с.Романовский Н.Н., Хуббертен Г.В., Холодов А.Л., Типенко Г.С. Состояние толщ многолетнемерзлых пород на шельфе морей восточного сектора российской Арктики // Криосфера Земли. 2001. Т. V, № 2. С. 3–10.Романовский Н.Н., Хуббертен Г.В., Холодов А.Л., Типенко Г.С. Состояние толщ многолетнемерзлых пород на шельфе морей восточного сектора российской Арктики // Криосфера Земли. 2001. Т. V, № 2. С. 3–10.Романовский Н.Н., Хуббертен Г.В., Гаврилов А.А. и др. Эволюция мерзлых толщ и зоны стабильности гидратов газов в среднем плейстоцене-голоцене на шельфе восточной части евразийской Арктики // Криосфера Земли. 2003. Т. VII, № 4. С. 51–64.Романовский Н.Н., Хуббертен Г.В., Гаврилов А.А. и др. Эволюция мерзлых толщ и зоны стабильности гидратов газов в среднем плейстоцене-голоцене на шельфе восточной части евразийской Арктики // Криосфера Земли. 2003. Т. VII, № 4. С. 51–64.Bermejo L., Ortega A.I., Guérin R., et al. 2D and 3D ERT imaging for identifying karst morphologies in the archaeological sites of Gran Dolina and Galería Complex (Sierra de Atapuerca, Burgos, Spain) // Quaternary International. 2017. Vol. 433. P. 393–401.Bermejo L., Ortega A.I., Guérin R., et al. 2D and 3D ERT imaging for identifying karst morphologies in the archaeological sites of Gran Dolina and Galería Complex (Sierra de Atapuerca, Burgos, Spain) // Quaternary International. 2017. Vol. 433. P. 393–401.Loke M.H. Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. 2018. Part 8. P. 137–138. URL: www.geotomosoft.comLoke M.H. Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. 2018. Part 8. P. 137–138. URL: www.geotomosoft.comPasierb B. The application of the 2D/3D electrical resistivity tomography (ERT) method in investigating the carbonate karst of the Zakrzówek Horst // Geology, Geophysics and Environment. 2022. Vol. 48, № 3. P. 319–327.Pasierb B. The application of the 2D/3D electrical resistivity tomography (ERT) method in investigating the carbonate karst of the Zakrzówek Horst // Geology, Geophysics and Environment. 2022. Vol. 48, № 3. P. 319–327.Pasierb B., Nawrocki W. Integrated Geophysical Search for 19th‐Century Underground Tanks in Krakow (Poland): Analysis of 2D, 2.5D and 3D ERT Surveys // Archaeological Prospection. 2025. DOI: https://doi.org/10.1002/arp.1974Pasierb B., Nawrocki W. Integrated Geophysical Search for 19th‐Century Underground Tanks in Krakow (Poland): Analysis of 2D, 2.5D and 3D ERT Surveys // Archaeological Prospection. 2025. DOI: https://doi.org/10.1002/arp.1974Yang X., Lagmanson M. Comparison of 2D and 3D electrical resistivity imaging methods // SAGEEP. 2006. P. 585–594.Yang X., Lagmanson M. Comparison of 2D and 3D electrical resistivity imaging methods // SAGEEP. 2006. P. 585–594.

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