Keywords
spatial orientation of measurement systems
Section
Abstract
The paper addresses theoretical and methodological issues of ground-based inductive electrical prospecting involving the measurement of space-time invariants of the electromagnetic field — specifically, the polarization ellipse characteristics of the electric and magnetic fields — as applied to the exploration of ore mineral deposits. The elliptical polarization of an alternating electric field in an inhomogeneous medium is investigated to assess the feasibility of its use in ground-based inductive electrical prospecting methods. Mathematical modeling of the scattering of a harmonic electromagnetic field from an inductive source on a conductive 3D object was performed to determine the information content of the semiaxis parameters of the electric- and magnetic-field polarization ellipses for detecting local conductive bodies. The results of simulations of the scattering of a harmonic electromagnetic field from an inductive source on a local conductive object show that, over a wide range of variations in physical and geometric parameters, the elliptical polarization of the electric field across the entire frequency spectrum of the source current reflects the presence of the local 3D object. Measurements of electromagnetic field components with determination of the semi-major axes of the polarization ellipses of the electric and magnetic fields can be used for conducting studies using the inductive sounding method for the exploration of local conductive bodies.
References
Арзамасцев Е.В., Коноплин А.Д., Астафьев П.Ф. Многочастотный комплекс фазочувствительного частотного индукционного зондирования. // Датчики и системы. 2018. № 5. С. 55–60 [Arzamastsev E.V., Konoplin A.D., Astaf’ev P.F. The complex of multifrequent phase sensitive induction sounding.// Datchiki i sistemy. 2018. № 5. P. 55–60 (in Russian)].
Астраханцев Г.В. Индукционное зондирование при изучении контрастных по электропроводности сред. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. 182 с. [Astrakhantsev G.V. Induktsionnoe zondirovanie pri izuchenii kontrastnykh po elektroprovodnosti sred. Sverdlovsk: UrO AN SSSR, 1988. 182 p. (in Russian)].
Заборовский А.И. Переменные электромагнитные поля в электроразведке. М.: МГУ, 1960. 186 с. [Zaborovskiy A.I. Peremennye elektromagnitnye polya v electrorazvedke. Moscow: MGU, 1960. 186 p. (in Russian)].
Кормильцев В.В., Улитин Р.В., Человечков А.И. Способ геоэлектроразведки. Патент РФ № 2090909. 20.09.1997 [Kormiltsev V.V., Ulitin R.V., Chelovechkov A.I. Sposob geoelektrorazvedki. Pat. RU No 2090909. published 20.09.1997 (in Russian)].
Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. М.: Высшая школа, 1983. 463 с. [Matveev A.N. Elektrichestvo i magnetizm. Moscow: Vysshaya shkola, 1983. 463 p. (in Russian)].
Ратушняк А.Н. Рассеяние электромагнитного поля на проводящих 3D объектах. Екатеринбург: УрО РАН, 2024. 190 с. [Ratushnyak A.N. Rasseyanie elektromagnitnogo polya na provodyaschikh 3D ob’ektakh. Yekaterinburg: UrO RAN. 2024. 190 p. (in Russian)].
Ратушняк А.Н., Коноплин А.Д. Низкочастотная электроразведка с измерениями пространственных инвариантов магнитного поля // Известия УГГУ. 2023. Вып. 3(71). С. 112–119 https://doi.org/10/21440/2307-2091-2023-3-112-119 [Ratushnyak A.N., Konoplin A.D. Low frequency electrical prospecting with measurements of spatial-temporal invariants of the magnetic field // Izvestiya UGGU. 2023. Iss. 3(71) P. 112–119 (in Russian)].
Ратушняк А.Н., Коноплин А.Д. Способ измерения полуосей полного эллипса поляризации магнитного поля и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2793393. 03.04.2023. Бюл. № 10 [Ratushnyak A.N., Konoplin A.D. Sposob izmereniya poluosey polnogo ellipsa polyarizatsii magnitnogo polya i ustroystvo dlya ego osuschestbleniya. Pat. RU No 2793393. published 03.04.2023. bul. No 10. (in Russian)].
Ратушняк А.Н., Коноплин А.Д. Способ геоэлектроразведки. Патент РФ № 2859683. 07.04.2026. Бюл. № 10. [Ratushnyak A.N., Konoplin A.D. Sposob geoelektrorazvedki. Pat. RU № 2859683. published 07.04.2026. bul. No 10. (in Russian)].
Светов Б.С. Теория, методика интерпретация материалов низкочастотной индуктивной электроразведки. М.: Недра, 1973. 254 с. [Svetov B. S. Teoriya, metodika interpretatsii materialov nizkochastotnoy induktivnoy elektrorazvedki. Moscow: Nedra. 1973. 254 p. (in Russian)].
Светов Б.С., Мизюк Л.Я., Поджарый В.М. Рудная электроразведка по методике эллиптически поляризованного поля. М.: Недра, 1969. 136 с. [Svetov B.S., Miziyk L.Ya., Podzhariy V.M. Rudnaya elektrorazvedka po metodike ellipticheski polyarizovannogo polya. Moscow: Nedra, 1969. 136 p. (in Russian)].
Титлинов В.С. Индукционное электромагнитное зондирование при поисках рудных месторождений. Свердловск: ИГФ УНЦ АН СССР, 1979. 132 с. [Titlinov V.S. Induktsionnoe elektromagnitnoe zondirovanie pri poiskakh rudnykh mestorozhdeniy. Sverdlovsk: IGF UNTs AN SSSR, 1979. 132 p. (in Russian)].
Титлинов В.С. Особенности аномалий низкочастотного переменного тока над колчеданными месторождениями Урала // Электроразведка в области скважин на колчеданных месторождениях Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1975. С. 121–135 [Titlinov V.S. Osobennosti anomaliy nizkochastotnogo peremennogo toka nad mestorozhdeniyami Urala // Electrorazvedka v oblasti skvazhin na kolchedannykh mestirizhdeniyakh Urala. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR. 1975. P. 121–135 (in Russian)].
Титлинов В.С. Применение метода радиального индукционного зондирования на глубокозалегающем колчеданном месторождении // Электрометрические исследования при поисках и разведке рудных месторождений. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1977. С. 49–52 [Titlinov V.S. Primenenie metoda radial’nogo induktsionnogo zondirovaniya na glubokozalegayuschem kolchedannom mestorozhdenii // Elektrometricheskie issledovaniya pri poiskakh i razvedke rudnykh poleznykh iskopaemykh. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR. 1977. P. 49–52 (in Russian)].
Титлинов В.С., Астраханцев Г.В. Радиальное индукционное зондирование на колчеданных месторождениях Урала // Электроразведка в области скважин на колчеданных месторождениях Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1975. С. 107–120 [Titlinov V.S., Astrakhantsev G.V. Radial’noe induktsionnoe zondirovanie na kolchedannykh mestorozhdeniyakh Urala. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR. 1975. P. 107–120 (in Russian)].
Шлыков А.А., Сараев А.К. Особенности электромагнитного поля горизонтального электрического диполя в методе радиомагнитотеллурических зондирований с контролируемым источником // Вестник СПб университета. 2013. Сер. 7. Вып. 4. С. 3–23 [Shlykov A.A., Saraev A.K. Osobennosti elektromagnitnogo polya gorizontal’nogo elektricheskogo dipolya v metode radiomagnitotelluricheskikh zondirovanii s kontrokiruemym ictochnikom // Vestink SPb university. 2013. V. 7. № 4. P. 3–23 (in Russian)].
Электроразведка. Справочник геофизика. Книга первая // Под ред. В.К. Хмелевского и В.М. Бондаренко. М.: Недра, 1989. 438 с. [Electrical prospecting. Geophysicist's handbook // Edited by V.K. Khmelevskoi, V.M. Bondarenko. Moscow: Publishing House «Nedra», 1989. V. 1. 438 p. (in Russian)].
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2026 А.Н. Ратушняк, А.Д. Коноплин, И.Ю. Чудаев