Использование синтетических магнитотеллурических данных для оценки эффективности методов, основанных на локально-региональном разложении тензора импеданса

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.

1. Бердичевский М.Н., Ваньян Л.Л., Дмитриев В.И. Интерпретация глубинных магнитотеллурических зондирований. I. Влияние приповерхностной проводимости // Физика Земли. 1986. № 12. С. 24–38.

2. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: Научный мир, 2009. 680 с.

3. Суконкин М.А., Пушкарев П.Ю. Анализ синтетических магнитотеллурических данных, рассчитанных для геоэлектрической модели с приповерхностными неоднородностями // Геофизика. 2023. № 6. С. 66–70.

4. Bahr K. Interpretation of magnetotelluric impedance tensor: regional, induction and local telluric distortion // J. Geoph. 1988. Vol. 62. P. 119–127.

5. Caldwell T.G., Bibby H.M., Brown C. The magnetotelluric phase tensor // Geophysical Journal International. 2004. Vol. 158, No. 2. P. 457–469.

6. Eggers D.E. An eigenstate formulation of the magnetotelluric impedance tensor // Geophysics. 1982. Vol. 47, No. 8. P. 1204–1214.

7. 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.

8. 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.

9. McNeice G.W., Jones A.G. Multisite, multifrequency tensor decomposition of magnetotelluric data // Geophysics. 2001. Vol. 66, No. 1. P. 158–173.

10. Zhang P., Roberts R.G., Pedersen L.B. Magnetotelluric strike rules // Geophysics. 1987. Vol. 52, No. 3. P. 267–278.