MT өгөгдөл боловсруулах болон тайлбарлах аргууд
Пендахулуан
Соронзонтеллурикийн арга (МТ) нь дэлхийн цахилгаан болон соронзон орны байгалийн өөрчлөлтийг ашиглан газрын доорх эсэргүүцлийн тархалтыг зурагладаг идэвхгүй геофизикийн арга юм. Эсэргүүцэл нь чулуулгийн төрөл, шингэний агууламж, температур, хагарал эсвэл өөрчлөлтийн бүс зэрэг геологийн бүтэцтэй нягт холбоотой байдаг. Тиймээс МТ-г геотермаль хайгуул, эрдэсжилт, тунамал сав газар (нүүрсустөрөгч), тектоник болон газрын царцдасын судалгаанд өргөн ашигладаг.
Гэсэн хэдий ч түүхий MT өгөгдлийг шууд ашиглах нь ховор байдаг. Энэ нь дохио-шуугианы харьцааг сайжруулахын тулд хэд хэдэн боловсруулалтын алхмуудыг шаарддаг бөгөөд дараа нь геологийн хувьд тогтвортой эсэргүүцлийн загварт үндэслэн тайлбар хийх шаардлагатай. Энэхүү нийтлэлд MT өгөгдлийг боловсруулах, тайлбарлах аргуудыг авч үзэх бөгөөд энэ нь олж авах, чанарын хяналтаас эхлээд импеданс боловсруулах хүртэл, урвуу болон геологийн тайлбар хийх замаар хийгддэг.
-
MT өгөгдлийн сан: E талбар, H талбар, болон импеданс тензор
MT судалгаанд мэдрэгч нь цахилгаан орны бүрэлдэхүүн хэсгүүд (Ex, Ey) болон соронзон орны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (Hx, Hy, заримдаа Hz) цаг хугацааны функц болгон бүртгэдэг. Давтамжийн домэйн дэх цахилгаан ба соронзон орны хоорондын хамаарлаас импедансын тензорыг олж авдаг:
\[
\begin{bmatrix} E_x \\ E_y \end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix} Z_{xx} & Z_{xy} \\ Z_{yx} & Z_{yy} \end{bmatrix}
\begin{bmatrix} H_x \\ H_y \end{bmatrix}
\]
Эдгээр тензор элементүүдийг дараа нь илэрхий эсэргүүцэл (ρa) ба фаз (φ) зэрэг гол тайлбарын параметрүүд болгон гаргаж авдаг. Ерөнхийдөө сайн өгөгдөл нь давтамжийн дагуу ρa ба φ-ийн жигд, тогтвортой чиг хандлагыг харуулдаг бөгөөд бодит алдааны мөртэй байдаг.
-
1-р үе шат: Чанарын хяналт (QC) ба урьдчилсан боловсруулалт
Сайн MT боловсруулалт нь хээрийн өгөгдлөөс эхлэн чанарын хяналтын системээс эхэлдэг. Энэ үе шатанд дараахь зүйлс орно.
1. Цагийн цувааны үзлэг: огцом өсөлт, хэлбэлзэл, мэдрэгчийн ханалт эсвэл үечилсэн гажуудлыг хайх.
2. Соёлын дуу чимээ: нийтлэг дуу чимээний эх үүсвэрүүд нь 50/60 Гц-ийн цахилгаан дамжуулах шугам, галт тэрэг, үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаа, цахилгаан хашаа, цахилгаан холбоо юм.
3. Электрод болон газардуулгын контактуудын байдал: контактын өндөр эсэргүүцэл нь Ex/Ey-ийн чанарыг муутгана.
4. Мэдрэгчийн чиглэл ба байрлал: мэдрэгчийн азимутын алдаа нь тайлбарын гажуудлыг үүсгэж болзошгүй, ялангуяа чиглэлийн бүтцийн судалгаанд.
Энэ үе шатанд муу өгөгдлийн сегментүүдийг ихэвчлэн тасалж, офсет залруулга хийж, алсын лавлах станц ашиглаж байгаа бол цагийн синхрончлолыг хийдэг.
-
2-р үе шат: Давтамжийн домэйн хувиргалт ба спектрийн тооцоолол
MT нь давтамжийн мужид E ба H-ийн хоорондын хамаарлыг шинжилдэг тул цагийн цувааг Фурье хувиргалт гэх мэт спектрийн техник ашиглан хувиргадаг. Дараа нь өгөгдлийг статистикийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд цонх (сегмент) болгон хуваадаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг зарим техникүүдэд дараахь зүйлс орно.
– Спектрийн алдагдлыг багасгахын тулд цонх хэлбэртэй болгож, нарийсгах (жишээ нь, Ханнинг).
– Илүү найдвартай спектрийн тооцоолол авахын тулд цонхнуудын хооронд дундажлах.
– E ба H-ийн хамаарлыг тогтоохын тулд хүчний хөндлөн спектрүүд.
Зорилго нь өндөр (гүехэн) давтамжаас нам (гүн) давтамж хүртэлх өргөн давтамжийн хүрээнд импедансын нарийвчлалтай тооцооллыг авах явдал юм.
-
3-р үе шат: Бат бөх боловсруулалт ба алсын зайн лавлагаа
MT-ийн нэг бэрхшээл бол тодорхой суваг доторх ихэвчлэн хамааралтай шуугиан юм. Тиймээс гадуурх утга болон муу өгөгдлийн сегментүүдийн нөлөөллийг бууруулахын тулд бат бөх боловсруулалтын техникүүдийг боловсруулсан. Бат бөх аргууд нь тогтворгүй өгөгдлийн хувь нэмрийг дарахын тулд давталтын жинлэлтийг ашигладаг.
Өөр нэг маш чухал арга бол алсын зайнаас лавлах (RR) юм. Соронзон оронг орон нутгийн дуу чимээний эх үүсвэрээс хол байрлах станцад хэмждэг гэсэн ойлголт байдаг. Үндсэн станц дээрх E ба H-ийг RR станц дээрх H-тэй харьцуулснаар орон нутгийн дуу чимээний H-д үзүүлэх нөлөөг бууруулж болно. RR нь ялангуяа орон сууцны хороолол эсвэл дэд бүтцийн ойролцоох дуу чимээтэй газарт үр дүнтэй байдаг.
Энэ үе шатнаас гарах гарц нь ихэвчлэн:
– Zxy болон Zyx-ийн ρa болон φ муруйнууд
– Алдааны мөр (стандарт хазайлт)
– Анхдагч дохионуудын хоорондох уялдаа холбоо
-
4-р үе шат: Дуу чимээг арилгах болон гажуудлыг зохицуулах (Статик шилжилт)
Шуугианаас гадна MT нь ихэвчлэн статик шилжилтэд өртдөг бөгөөд энэ нь гүехэн олон янз байдлаас (жишээлбэл, нимгэн шавар давхарга, хайрга, эсвэл электродын нөхцөл) шалтгаалан илэрхий эсэргүүцлийн муруйн босоо шилжилт юм. Статик шилжилт нь фазыг мэдэгдэхүйц өөрчилдөггүй, харин ρa-г үржвэрээр дээш эсвэл доош шилжүүлдэг.
Статик шилжилтийн зохицуулалтыг дараах аргаар хийж болно:
1. TDEM/CSAMT өгөгдөлд суурилсан залруулгыг гүехэн эсэргүүцлийн хяналт болгон ашиглах.
2. Гүехэн загварыг илүү нягт болгохын тулд MT-TDEM-ийг хамтарсан урвуу байрлалд оруулах.
3. Шилжүүлгийн бат бөх урвуу арга, жишээлбэл, станц бүрт шилжилтийн параметрүүдийг зөвшөөрөх.
Үүнээс гадна давтамжийн гажуудлыг илрүүлэх ажлыг мөн хийдэг: муруйн огцом хазайлттай зарим цэгүүдийг ихэвчлэн орхигдуулдаг эсвэл илүү их алдаа гаргадаг.
-
5-р үе шат: Хэмжээст байдал ба цохилтын шинжилгээ
Урвуулахаас өмнө доод давхаргын бүтэц нь 1 хэмжээст, 2 хэмжээст эсвэл 3 хэмжээст эсэхийг тодорхойлох нь чухал юм. Энэ нь урвуулах арга болон тайлбарыг сонгоход нөлөөлдөг. Нийтлэг шинжилгээнд дараахь зүйлс орно.
– 3D түвшинг үнэлэхийн тулд гажуудлын параметрүүдийг (жишээ нь, Бахр гажуудал) ашиглана уу.
– Статик шилжилтэд нөлөөлөхгүйгээр бүтцийн давамгайлсан чиглэлийг харах фазын тензор.
– 2 хэмжээст бүтцийн давамгайлсан цохилтын чиглэлийг тодорхойлох цохилтын шинжилгээ.
Хэрэв өгөгдөл нь хүчтэй 2 хэмжээст шинж чанарыг харуулсан бол үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (TE/TM) тодруулахын тулд цохилтын чиглэлтэй импедансын тензорын эргэлтийг ихэвчлэн гүйцэтгэдэг. Хэрэв 3 хэмжээст шинж чанарууд хүчтэй байвал 3 хэмжээст инверсийг илүүд үздэг.
-
Алхам 6: MT Өгөгдлийн Инверс (1D, 2D, 3D)
MT-ийн тоон тайлбарыг ерөнхийдөө урвуу байдлаар гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь өгөгдлийн хариу урвалд хамгийн сайн тохирох эсэргүүцлийн загварыг олохыг хэлнэ. MT инверс нь шугаман бус бөгөөд буруу байрлалтай тул загварыг "зэрлэг" болгохоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд тогтмолжуулах шаардлагатай байдаг. Урвуугийн төрлүүд:
1. 1 хэмжээст урвуу: давхаргатай хэсэгт тохиромжтой (жишээ нь, хэвтээ тунадас). Хурдан боловч хязгаарлагдмал.
2. 2 хэмжээст урвуу: хагарал, грабен эсвэл чиглэлтэй геотермаль систем гэх мэт сунасан бүтцэд тохиромжтой.
3. 3 хэмжээст урвуу: нарийн төвөгтэй геологийн хувьд хамгийн бодитой боловч нягт өгөгдөл, том тооцоолол, хатуу чанарын хяналт шаарддаг.
Урвуу зорилгын функц нь ихэвчлэн өгөгдлийн тохиромжгүй байдал болон загварын барзгар байдлыг агуулдаг:
\[
\Phi = \Phi_d + \lambda \Phi_m
\]
энд λ нь тогтмолжуулалтын параметр юм. λ-г сонгох нь маш чухал: хэт жижиг нь загварыг хэт бүдүүн болгодог (хэт тохиромжтой), хэт том нь загварыг хэт жигд болгож, чухал геологийн шинж чанаруудыг орхигдуулдаг.
-
Алхам 7: Урвуу үр дүн болон мэдрэмжийн үнэлгээ
Урвуу дараа загварыг зөвхөн харааны бус, харин үнэлэх ёстой. Энэхүү үнэлгээнд дараахь зүйлс орно.
– Misfit (RMS): зорилтот түвшинтэй тохирч байгаа эсэх (жишээ нь, алдааны тодорхойлолтоос хамааран RMS ~ 1–2).
– Станц бүрийн өгөгдлийн муруй болон загварын хариу үйлдлийн харьцуулалт.
– Нарийвчлалын тест: жишээлбэл, шатрын тест эсвэл мэдрэмжийн зураг.
– Өмнөх загваруудын нөлөө: үр дүнгийн тогтвортой байдлыг харахын тулд хэд хэдэн анхны загварыг туршиж үзээрэй.
Хэрэв жижиг параметр өөрчлөгдөхөд загвар эрс өөрчлөгдвөл энэ нь тайлбарыг илүү болгоомжтой хийх хэрэгтэй бөгөөд нэмэлт өгөгдөл шаардаж магадгүй гэсэн үг юм.
-
Геологийн тайлбар: Эсэргүүцлийг газрын доорх системтэй холбох нь
Эсэргүүцэл нь шууд "чулуулгийн төрөл" биш, харин нийлмэл физик хариу үйлдэл юм. Гэсэн хэдий ч зарим ерөнхий хэв маяг нь ихэвчлэн удирдамж болдог:
– Бага эсэргүүцэл (дамжуулагч): шавар, гидротермаль хувирал (шавар бүрхүүл), давсны шингэний бүс, бал чулуу эсвэл сульфидын эрдэс бодисууд.
– Өндөр эсэргүүцэлтэй (эсэргүүцэлтэй): асар том магмын чулуулаг, хуурай чулуулаг, цахиурлаг бүс, эсвэл талст суурь.
Жишээлбэл, геотермаль хайгуулд сонгодог загварууд нь ихэвчлэн дараах зүйлсийг харуулдаг.
1. Дээд талдаа дамжуулагч шавар таглаа
2. Усан сан нь доор илүү эсэргүүцэлтэй байдаг
3. Бүтцийн хяналттай дээш урсгалын бүс (хагарал)
4. Литологи болон температураас хамааран заримдаа эсэргүүцэлтэй эсвэл нарийн төвөгтэй аномали хэлбэрээр илэрдэг дулааны эх үүсвэрүүд.
Сайн тайлбар нь үргэлж бусад өгөгдөлтэй холбоотой байдаг: гадаргуугийн геологи, дулааны илрэл, геохими, таталцал, газар хөдлөлт эсвэл худгийн өгөгдөл.
-
Хаах
MT өгөгдөл боловсруулах болон тайлбарлах аргууд нь хоорондоо уялдаа холбоотой: цагийн цувааны чанарын хяналт (QC), спектрийн тооцоолол, бат бөх/алсын лавлагаа боловсруулалт, статик шилжилтийн залруулга, хэмжээст байдлын шинжилгээнээс эхлээд 2D/3D инверсия болон нягтралын үнэлгээ хүртэл. MT-ийн амжилт нь зөвхөн инверсийн програм хангамжаас гадна хэмжилтийн чанар, шуугианыг ойлгох, геологийн нөхцөл байдалтай нэгтгэхээс хамаарна.
Сахилга баттай ажлын урсгал болон олон өгөгдөлд суурилсан тайлбартай тул MT нь газрын доорх эсэргүүцлийн бүтцийг зураглах, нарийн төвөгтэй хайгуул, геологийн судалгаанд шийдвэр гаргахад туслах хүчирхэг хэрэгсэл юм.
