Введение к работе
Интерпретация магнитотеллурических данных состоит из 2 основных этапов.
-
Предварительный анализ магнитотеллурических данных, позволяющий построить качественную геоэлектрическуго модель исследуемого региона (оценить степень геоэлектрической неоднородности среды, определить характер неоднородностей, наметить их форму, выделить фоновый разрез и наиболее интересные геоэлектрические структуры и т.д.).
-
Количественная интерпретация магнитотеллурических данных, которая сводится к решению обратной геоэлектрической задачи и построению параметрических моделей неоднородного геоэлектрического разреза.
Важность первого этапа (анализа) определяется тем, что обратная геоэлектрическая задача некорректна и может быть решена только в заранее выбранном классе моделей, составляющих компактное множество. Выбор модельного класса и есть основная цель качественной интерпретации МТ - данных. Обоснованность выбора зависит от полноты априорной информации и глубины качественного анализа. Очевидно, что предварительный анализ является ответственным этапом магнитотеллурической интерпретации.
В 70-х годах качественный анализ магнитотеллурических данных выполнялся по амплитудным полярным диаграммам импеданса и индукционным Еектором. Такой анализ был эффективным в районах с вытянутыми квазидвумерными структурами. В присутствии трехмерных неоднородностей информативность квазидвумер-ного анализа понижалась, а результаты теряли свою определен-
2 ность.
Разработка общих подходов к анализу МТ-данных, охватывающих трехмерную ситуацию, является актуальной проблемой современной магнитотеллурики.
Первые шаги в этом направлении были сделаны Бостиком и Симсом. Они предложили способ параметризации тензора импеданса, получивший название способа вращения. Новые подходы были предложены в 80-х годах. Речь идет о работах Эггерса, Ла Торра-ка и Маддена, Йи и Паулсона. В этих работах были развиты методы анализа тензора импеданса, тяготеющие к классической задаче о собственных значениях матрицы (метод ортогонализации, метод даагонализации). Кроме того, надо отметить работу Возоф-фа, в которой был намечен путь для усовершенствования методики индукционных векторов.
Среди недавних результатов наиболее интересен способ Бара, позволяющий разделить влияние двумерных и трехмерных не-однородностей.
Для оценки эффективности всех этих методик необходимо модельное тестирование. На этой модельной основе должна быть разработана эффективная методика качественного анализа маг-нитотеллурических данных. Эта задача и рассматривается в диссертации.
Актуальность работы. Сегодня в распоряжении геофизиков, ведущих Ш - исследования, имеется ряд методов обеспечивающих качественный анализ МТ - данных. Сравнительный анализ этих методов, их усовершенствование и построение на этой основе эффективной системы качественной интерпретации МТ - данных является актуальной задачей современной магнитотеллурики.
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие новые результаты.
1) Проведен сравнительный модельный анализ трех способов
параметризации тензора импеданса: способа вращения, способа
ортогонализации,, способа диагонализации. Выполненный анализ поз
воляет рекомендовать способ ортогонализации в качестве основ
ного.
-
Предложен новый метод анализа магнитовариационных данных, в основе которого лежит построение магнитовариационных векторов и определение магнитовариационных фаз.
-
Опробован метод разделения двумерных и трехмерных эффектов (способ Бара). Исследованы условия применения этого способа, предложены новые критерии для оценки этих условий. Развит способ непосредственного определения фазы продольной и поперечной компонент тензора импеданса. Показана возможность построения карты теллурических векторов, характеризующей трехмерные структуры.
-
Развит способ анализа МТ - данных, реализующий предложение Л.Л.Ваньяна об использовании фазы при построении полярных диаграмм импеданса. Модельное опробование показывает, что фазовая полярная диаграмма существенно дополняет результаты, полученные при анализе амплитудных полярных .диаграмм.
-
Предложена логически связанная последовательность приемов качественного анализа МТ-данных, состоящая из следующих этапов:
а) построение амплитудных и фазовых полярных диаграмм импеданса;
6) ортогонализация тензора импеданса и определение его
4 главных значений и главных направлений;
в) определение параметров геоэлектрической неоднородности
и асимметрии;
г) разделение трехмерных и двумерных эффектов;
д) анализ магнитовариационных векторов и магнитовариапион-
ных фаз.
Практическая ценность . Ценность полученных результатов состоит в том, что на их основе можно построить систему качественного анализа МТ - данных и повысить эффективность МТ- исследований.
Апробация работы. Результаты этих исследований были опубликованы в журнале Известия АН СССР, серия "Физика Земли", а также доложены на Международном Симпозиуме по электромагнитной индукции в Мексике в 1990 г., на ІУ-м Всесоюзном съезде по геомегнетизму в Суздали в 1991 г. и на Симпозиуме по обратной геоэлектрической задаче в Алма-Ате в 1991 г.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в пяти опубликованных работах.
Работа была выполнена на кафедре геофизических методов исследования Земной коры во время пребывания автора в аспирантуре Геологического факультета МГУ.
Научным руководителем диссертации является д.т.н. профессор М.Н.Бердичевский, которому автор глубоко признателен за постоянную помощь и поддержку.
А также автор выражает благодарность сотрудникам геофизической кафедры Н.С.Голубцовой, А.Г.Яковлеву, Н.А.Лебедевой, В.А.Шевяину за помощь в ходе выполнения работы.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, двух глав и заключения, общим объемом I4S страниц. Работа содержит 27 таблиц и 75 рисунков. Список литературы включает 19 наименований опубликованных работ.