geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2024-63-6-185-196geolmsu-763Research ArticleСтатьиИспользование синтетических магнитотеллурических данных для оценки эффективности методов, основанных на локально-региональном разложении тензора импедансаUsing synthetic magnetotelluric data to evaluate the efficiency of methods based on local-regional decomposition of the impedance tensorСуконкинМ. А.SukonkinM. A.

Максим Алексеевич Суконкин

Москва

Maksim A. Sukonkin

Moscow

msukonkin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2894-2609ПушкаревП. Ю.PushkarevP. Yu.

Павел Юрьевич Пушкарев

Москва

Pavel Yu. Pushkarev

Moscow

pavel_pushkarev@list.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation20242901202506185196Copyright © Суконкин М.А., Пушкарев П.Ю., 20252025Суконкин М.А., Пушкарев П.Ю.Sukonkin M.A., Pushkarev P.Y.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/763

Составлена характерная упрощенная геоэлектрическая модель земной коры, содержащая трехмерную проводящую осадочную впадину в высокоомном фундаменте. Рассмотрены два варианта модели: с однородной верхней частью разреза и с множеством локальных приповерхностных неоднородностей. С помощью трехмерного моделирования рассчитаны синтетические данные магнитотеллурического зондирования (МТЗ) по системе профилей. В данных для второго варианта модели наблюдается широко распространенный эффект приповерхностных искажений, приводящий к смещению амплитудных кривых МТЗ по уровню, но не затрагивающий фазовые кривые. Нами применены методы разделения локальных и региональных эффектов в данных МТЗ, основанные на соответствующем разложении тензора импеданса. Показано, что в условиях применимости этого разложения методы Бара и фазового тензора позволяют уверенно определить главные направления (азимуты), связанные с региональными структурами (с осадочной впадиной) и не искаженные локальными эффектами (приповерхностных неоднородностей). Демонстрируется эффективность применения карт главных направлений, полярных диаграмм фазы компоненты тензора импеданса и компонент фазового тензора, а также эллипсов фазового тензора для характеристики региональных геоэлектрических структур.

A characteristic simplified resistivity model of the earth’s crust has been compiled, containing a three-dimensional conductive sedimentary depression in a resistive basement. Two variants of the model are considered: with a uniform near-surface part and with multiple local near-surface inhomogeneities. Using three-dimensional modeling, synthetic magnetotelluric sounding (MTS) data were calculated using a system of profiles. In the data for the second variant of the model, a widespread effect of near-surface distortions is observed, leading to a static shift in the amplitude MTS curves, but not affecting the phase curves. We applied methods for separating local and regional effects in MT data, based on the corresponding decomposition of the impedance tensor. It is shown that, under the conditions of the applicability of this decomposition, the Bahr’s and phase tensor methods make it possible to confidently determine the principal directions (azimuths) associated with regional structures (with a sedimentary depression) and not distorted by local effects (of near-surface inhomogeneities). The effectiveness of using maps of principal directions, polar diagrams of the phase of impedance tensor component and of the phase tensor components, as well as phase tensor ellipses for characterizing regional resistivity structures is demonstrated.

магнитотеллурическое зондированиелокально-региональное разложениеметод Барафазовый тензораполярные диаграммыmagnetotelluric soundinglocal-regional decompositionBahr’s methodphase tensorpolar diagramsРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 24-27-00147).ReferencesБердичевский М.Н., Ваньян Л.Л., Дмитриев В.И. Интерпретация глубинных магнитотеллурических зондирований. I. Влияние приповерхностной проводимости // Физика Земли. 1986. № 12. С. 24–38.Бердичевский М.Н., Ваньян Л.Л., Дмитриев В.И. Интерпретация глубинных магнитотеллурических зондирований. I. Влияние приповерхностной проводимости // Физика Земли. 1986. № 12. С. 24–38.Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 680 с.Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 680 с.Суконкин М.А., Пушкарев П.Ю. Анализ синтетических магнитотеллурических данных, рассчитанных для геоэлектрической модели с приповерхностными неоднородностями // Геофизика. 2023. № 6. С. 66–70.Суконкин М.А., Пушкарев П.Ю. Анализ синтетических магнитотеллурических данных, рассчитанных для геоэлектрической модели с приповерхностными неоднородностями // Геофизика. 2023. № 6. С. 66–70.Bahr K. Interpretation of magnetotelluric impedance tensor: regional, induction and local telluric distortion // J. Geoph. 1988. Vol. 62. P. 119–127.Bahr K. Interpretation of magnetotelluric impedance tensor: regional, induction and local telluric distortion // J. Geoph. 1988. Vol. 62. P. 119–127.Caldwell T.G., Bibby H.M., Brown C. The magnetotelluric phase tensor // Geophysical Journal International. 2004. Vol. 158, No. 2. P. 457–469.Caldwell T.G., Bibby H.M., Brown C. The magnetotelluric phase tensor // Geophysical Journal International. 2004. Vol. 158, No. 2. P. 457–469.Eggers D.E. An eigenstate formulation of the magnetotelluric impedance tensor // Geophysics. 1982. Vol. 47, No. 8. P. 1204–1214.Eggers D.E. An eigenstate formulation of the magnetotelluric impedance tensor // Geophysics. 1982. Vol. 47, No. 8. P. 1204–1214.Groom R.W., Bailey R.C. Decomposition of magnetotelluric impedance tensors in the presence of local three-dimensional galvanic distortion // J. Geoph. Res. 1989. Vol. 94, No. B2. P. 1913–1925.Groom R.W., Bailey R.C. Decomposition of magnetotelluric impedance tensors in the presence of local three-dimensional galvanic distortion // J. Geoph. Res. 1989. Vol. 94, No. B2. P. 1913–1925.Mackie R.L., Madden T.R., Wannamaker P.E. Three-dimensional magnetotelluric modeling using difference equations — theory and comparison to integral equation solutions // Geophysics. 1993. Vol. 58, No. 2. P. 215–226.Mackie R.L., Madden T.R., Wannamaker P.E. Three-dimensional magnetotelluric modeling using difference equations — theory and comparison to integral equation solutions // Geophysics. 1993. Vol. 58, No. 2. P. 215–226.McNeice G.W., Jones A.G. Multisite, multifrequency tensor decomposition of magnetotelluric data // Geophysics. 2001. Vol. 66, No. 1. P. 158–173.McNeice G.W., Jones A.G. Multisite, multifrequency tensor decomposition of magnetotelluric data // Geophysics. 2001. Vol. 66, No. 1. P. 158–173.Zhang P., Roberts R.G., Pedersen L.B. Magnetotelluric strike rules // Geophysics. 1987. Vol. 52, No. 3. P. 267–278.Zhang P., Roberts R.G., Pedersen L.B. Magnetotelluric strike rules // Geophysics. 1987. Vol. 52, No. 3. P. 267–278.

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