Investigación sobre perfiles de sondeo magnetotelúricos
Figura 2.8 Mapa de contorno de la primera derivada vertical después de la anomalía de Bouguer se extiende por 20 km en el área de Mengxing-Jihei (unidad: 10-8s-2).
2.3.2.1 Métodos de trabajo y evaluación de la calidad de los sondeos magnetotelúricos
(1) Escala de trabajo y parámetros técnicos de trabajo
El trabajo de prospección se basa generalmente en 1: 10.000 En promedio, se dispone un punto de medición magnetotelúrico cada 8 km. En algunas áreas no clave con estructuras relativamente simples, la distancia entre puntos aumenta, aproximadamente 15 km. En vista del hecho de que las características eléctricas a una profundidad de unos 10 km se revelan principalmente en la zona de transición cuenca-montaña, el período más largo de datos de alta frecuencia recopilados en el campo es de aproximadamente 300 s, y el tiempo general de recopilación y registro es 2h, lo que se llama punto poco profundo. Sin embargo, para comprender mejor las características estructurales profundas del área, en el trabajo real, generalmente se dispone un punto profundo con un tiempo de registro de más de 10 horas por cada dos o tres puntos poco profundos.
Figura 2.9 Mapa de contorno de la primera derivada vertical después de la anomalía de Bouguer se extiende por 50 km en el área de Mengxing-Jihei (unidad: 10-8s-2).
(2) Instrumentos y desempeño
El trabajo de campo utiliza la sonda magnetotelúrica V5-2000 producida por Phoenix Geophysical Company de Canadá. Antes del trabajo de campo, se realizaron experimentos de campo con los instrumentos 1490 y 1545, incluida la calibración de instrumentos y las mediciones de campo. Las Figuras 2-10a, b y c muestran los resultados de calibración del host del instrumento 1545 y las sondas magnéticas 1614 y 1615, que cumplen completamente con los requisitos del trabajo de campo.
(3) Comprobación de coherencia
En el campo, es particularmente importante utilizar dos instrumentos para trabajar en diferentes puntos de medición en la misma línea topográfica al mismo tiempo para garantizar la coherencia. de los instrumentos. Para ello se utilizan dos instrumentos para comparar y medir en cuatro puntos de medición en diferentes momentos. Los resultados muestran que los resultados medidos con diferentes instrumentos en el mismo punto de medición son básicamente consistentes. La Figura 2.11a es el resultado medido por el instrumento 1545 en el mismo punto, y la Figura 2.11b es el resultado medido por el instrumento 1490 en el punto B338.
La Figura 2.12 muestra la prueba de consistencia de dos instrumentos en el mismo punto de medición. La línea triangular inferior en la figura es el valor de medición del instrumento No. 1490, y la línea continua es el valor de medición del instrumento No. 1545. La Figura 2.13 muestra la prueba de consistencia de dos instrumentos con diferentes modos de polarización. Después del cálculo, el error cuadrático medio relativo de la resistividad aparente del modo TE es 4,95% y el error cuadrático medio relativo de la resistividad aparente del modo TM es 3,70%, los cuales son menores que el 5% requerido por la especificación.
Figura 2.10 Curva de calibración del instrumento
Figura 2.11 Resultados de medición del instrumento
Figura 2.12 Curva de consistencia de 1490 y 1545 puntos de prueba.
Figura 2.13 Consistencia del instrumento de 1490# y 1545# bajo diferentes modos de polarización.
(4) Inspección del instrumento tras la medición in situ.
Después de la medición in situ, calibre nuevamente el instrumento para comprobar su estabilidad. Los resultados de la calibración muestran que los resultados de la calibración antes y después del trabajo de campo son completamente consistentes, y los resultados de la calibración de los dos instrumentos también son consistentes. Las figuras 2.14a, byc muestran las curvas de calibración del instrumento principal 1490 y las dos sondas magnéticas 1610, 1611.
(5) Tratamiento de la interferencia de montaña
La zona montañosa del área de trabajo es espesa pero blanda debido a las hojas caídas y el suelo residual, y es difícil enterrar las sondas debido a la cobertura forestal. Al mismo tiempo, las interferencias son muy graves debido al temblor de los árboles. De acuerdo con los requisitos operativos del instrumento, el instrumento no se puede colocar debajo de un árbol para evitar interferencias causadas por la vibración del viento que sacude el árbol.
Esta interferencia afecta principalmente a los datos de sondeo en frecuencias medias y bajas (Figura 2.15). La razón por la que se llega a esta conclusión es que el ruido del campo magnético hace que los datos de resistividad aparente estimada sean más pequeños que la resistividad aparente real. Los datos de alta y baja frecuencia de la curva de resistividad aparente en la figura se reducen seriamente. , que es su manifestación específica. Durante el proceso de trabajo, se adoptó el método de enterrar profundamente la sonda, pero el efecto no fue el ideal. Por lo tanto, para superar la interferencia de la vibración de los árboles, se utilizan tecnologías avanzadas como la referencia remota y la referencia cruzada para calcular los datos del punto actual utilizando una referencia de campo magnético con poca interferencia del punto de referencia.
Figura 2.14 Curva de calibración del instrumento
Figura 2.15 Datos de sondeo electromagnético de puntos de medición perturbados en áreas forestales
(6) Evaluación de la calidad de los datos de observación
Evaluar la calidad de todos los datos de observación de acuerdo a las "Especificaciones Técnicas para Sondeos Electromagnéticos" (DZ/T0172-1997). La evaluación de la calidad se basa principalmente en la resistividad aparente y la fase de referencia. La evaluación de la calidad de las líneas de prospección que cruzan las principales fallas en los límites de la cuenca se muestra en la Tabla 2.4.
Tabla 2.4 Evaluación de calidad de las principales líneas de estudio del perfil
2.3.2.2 Resultados del procesamiento e interpretación del perfil MT en la zona de falla principal
(1) Zhalantun-Lindian Perfil batimétrico MT
Esta sección comienza en Zhalantun, Mongolia Interior en el oeste y termina en Lindian, Heilongjiang en el este, con una longitud total de aproximadamente 260 km (Figura 2.16). La sección que cruza es la zona de transición entre la Gran Cordillera Khingan y la Cuenca Songliao. Geológicamente, es por donde pasa la falla de Nenjiang-Kailu. Geofísicamente, es por donde pasa la zona de mutación de gradiente máximo de la zona de gradiente de gravedad de la Gran Cordillera Khingan. Los perfiles de gravedad y MT muestran que el sótano de la cuenca Songliao, delimitada aproximadamente por Qiqihar, tiene de 2 a 5 km de profundidad y tiene una estructura eléctrica obvia en forma de "sándwich" con dos resistencias bajas en la parte superior e inferior y una resistencia alta en el medio. El área occidental no es el área de la pendiente occidental tradicionalmente considerada de la cuenca de Songliao, pero hay una depresión de falla más profunda. La estructura eléctrica a una profundidad de 10 km es completamente consistente con la capa de baja resistividad en la parte inferior del este. Cuenca Songliao, lo que indica que las áreas en los lados este y oeste de Qiqihar tienen características de base similares. Según datos geológicos regionales, casi un centenar de conjuntos de rocas básicas y ultrabásicas están expuestos en la sección norte del borde occidental de la cuenca de Songliao. Recientemente, una perforación cerca de Baicheng (pozo Tao 5) en la parte sur del campo petrolífero de Jilin encontró que en la sección de 530 a 550 metros se encontraron rocas fuertemente deformadas, incluidas rocas ultrabásicas sin raíces y bloques de mármol. El cinturón de rocas básico-ultrabásico es consistente con la zona de falla de Nenjiang-Kailu y la zona de fuerte anomalía magnética en forma de cuenta en el borde oriental de la Gran Cordillera Khingan. También es una zona de mutación en el espesor litosférico y la superficie de Moho en el este. y oeste del área de Mengxing-Jihei. Especialmente en los últimos años, se ha identificado un arco magmático del Carbonífero de distribución noreste en las Grandes Montañas Khingan, y su tipo genético se caracteriza por una evolución continua desde la subducción hasta la colisión. Por lo tanto, es básicamente seguro que existe una antigua zona de subducción oculta debajo del área de cobertura del borde occidental de la cuenca de Songliao, y el cuerpo anormal de baja resistividad que se inclina hacia el oeste puede ser un complejo de acreción en la antigua zona de subducción. Como zona estructuralmente débil, esta antigua zona de subducción no sólo restringió significativamente la formación y evolución de la cuenca Songliao, sino que también controló significativamente la formación y evolución de la estructura litosférica en el área.
Figura 2.16 Diagrama explicativo del procesamiento de perfiles eléctricos en el borde occidental de la Cuenca Songliao (ver Figura 2.1XB5 para la ubicación del perfil).
(2) Perfil batimétrico MT Río Danqing-Puente Daotai
Este tramo se sitúa al este del área de estudio, con una longitud total de 64km. Esta sección pasa por la cuenca Fangzheng de la zona de falla Jiamusi-Yitong. Los resultados del sondeo electromagnético (Figura 2.17) muestran que la cuenca Fangzheng tiene una estructura eléctrica "sándwich" similar a la cuenca Songliao. Ambos lados de la capa superior de baja resistividad están controlados por fallas normales, y la capa inferior de baja resistividad está controlada por fallas de cabalgamiento. Esta característica es básicamente consistente con todas las zonas de falla Jiamusi-Yitong y Yilan-Shulan. Los resultados de la perforación en el campo petrolífero de Daqing han confirmado que la capa superior de baja resistividad es Paleógena y la capa intermedia inferior de alta resistividad es del Cretácico Inferior. Sin embargo, la importancia geológica de la capa inferior de baja resistividad aún no está clara. Según el análisis de la estructura eléctrica, la falla Jiamusi-Yilan desarrolló estructuras de empuje antes de la depresión de la falla del Paleógeno, y la depresión de la falla del Paleógeno se desarrolló a partir de estructuras de empuje tempranas.
Figura 2.17 Diagrama explicativo del procesamiento de la sección eléctrica del puente Danqing River-Daotai (consulte la Figura 2.1DB4 para conocer su ubicación).
(3) Sección de sondeo electromagnético de la ciudad de Baoqing-Dangbi
Esta sección está ubicada en la parte oriental de la provincia de Heilongjiang, pasando por el borde norte del macizo Xingkai de sur a norte y pasando por Dunhua, la falla de Mishan y el borde oriental de la cuenca de Boli, llega a Baoqing en el borde oriental del macizo Jiamusi, con una longitud total de 130 km (Figura 2.18). Los resultados del sondeo electromagnético muestran que todo el bloque Xingkai tiene características de alta resistividad y que la zona de falla Dunhua-Mishan tiene una estructura eléctrica "sándwich" similar a la zona de falla Jiamusi-Yilan.
Entre el norte de la falla Dunhua-Mishan y Baoqing, el Mesozoico y el Paleozoico superior están expuestos en la superficie y están parcialmente cubiertos por basalto cenozoico. Hay una baja resistencia profunda en la unión del Paleozoico y el Mesozoico en el sur de Baoqing. es anormal. Las características estructurales eléctricas de la sección indican que no hay ningún bloque estable de alta resistividad en el área al norte de la falla de Dunmi, y el cinturón complejo de acreción entre el terreno Wandashan y el terreno Jiamusi puede pasar a lo largo de la sección.
Figura 2.18 Diagrama explicativo del procesamiento del perfil dieléctrico Baoqing-Dangbi (consulte la Figura 2.1DB2 para conocer su ubicación).
Las dos secciones anteriores revelan que la zona de falla Jiamusi-Yitong y la zona de falla Dunhua-Mishan están compuestas por dos fallas principales, y ambas fallas tienen capas dobles de baja resistividad "sándwich" en la dirección vertical. En la estructura eléctrica, la profundidad de enterramiento y el espesor de la capa superior de baja resistividad, la capa intermedia de baja resistividad relativamente alta y la capa inferior de baja resistividad son básicamente los mismos. fallas de empuje, mientras que la capa superior de baja resistividad está controlada por dos fallas de empuje normales opuestas. Esta característica indica que las fallas Jiamusi-Yitong y Dunhua-Mishan han experimentado al menos dos etapas de evolución. Según los datos de perforación, se confirma que la capa superior de baja resistividad es Paleógena y la capa intermedia de alta resistencia es del Cretácico Inferior, lo que indica que la falla de empuje temprana debería haber estado activa a finales del Cretácico Inferior o más tarde. A diferencia de la comprensión inicial, el perfil eléctrico no muestra que la depresión de la falla en el sistema del Paleógeno superior tenga las características de desplazarse hacia el este y superponerse hacia el oeste. Estas dos fallas se extienden hacia el este y ambas están cortadas por la falla central Shot-Allin de Rusia. Según los datos de G.L. Kirillova (2003, 2005), la falla central de Westhot-Alin es una falla de rumbo lateral izquierdo, y la estructura de rumbo se produjo en el Cretácico Superior. Esto prueba además que el tiempo de empuje y deslizamiento de las fallas Jiamusi-Yilan y Dunhua-Mishan ocurrieron antes del Cretácico Superior. Cerca de la cuenca Jixi, en el lado norte de la falla Dunhua-Mishan, las rocas metamórficas de alta ley del basamento del Grupo Mashan se empujan hacia el noroeste sobre los estratos carboníferos de la Formación Muling del Cretácico Inferior, lo que ilustra plenamente que Una gran cantidad de procesos ocurrieron en el área desde el final del Cretácico Inferior hasta el comienzo del Cretácico Superior. Los fuertes eventos de deslizamiento y empuje-nappe del lado izquierdo se convirtieron en la base de la deformación extensional en el Paleógeno.
2.3.2.3 Perfil de sondeo magnetotelúrico Huannan-Raohe
El bloque Jiamusi y el bloque Wandashan son dos de los bloques litosféricos Mengxing-Jihei Unidades tectónicas importantes, juegan un papel importante en la Estructura y evolución de la litosfera. En particular, el terreno Wandashan, como parte de un enorme terreno de acreción mesozoico Xihot-Alin, es de gran importancia para comprender la evolución del antiguo Pacífico y las características de la estructura litosférica actual en la región. Se puede decir que esta zona es un área icónica y representativa para comprender la estructura litosférica y la evolución dinámica del margen continental del noreste asiático. A lo largo de los años, aunque se han realizado muchos estudios sobre la naturaleza y la relación del Bloque Jiamusi y el Bloque Wandashan (Zhang Yixia et al., 1998; Jin Xu et al., 1994; Fang et al., 2002; Mao Ye et al., al., 1994; Zhang Xingzhou et al., 1991, 1992; Liu Jinglan et al., 1988; Liu Xianwen et al., 1994), pero estos estudios se basan principalmente en datos geológicos de superficie y carecen de una base y una investigación geofísica profunda. Dado que la sección geológica Manzhouli-Suifenhe está situada en el sur, el macizo Jiamusi y el macizo Wandashan aún no han sido revelados. Por lo tanto, la investigación sobre estas dos unidades estructurales y su relación ha estado en la etapa de investigación geológica de superficie durante mucho tiempo y existe una falta de comprensión de sus características estructurales profundas. Para solucionar este problema, llevamos a cabo la detección de perfiles electromagnéticos en esta zona en 2002.
(1) La ubicación y los antecedentes estructurales de la sección MT
La sección MT comienza en Huanan en el medio del macizo de Jiamusi en el oeste (130 38' 58" de longitud este , 46 11' 1" de latitud norte) Termina cerca de la cueva Wulin (133 39' 8" de longitud este), 50 kilómetros al sur del condado de Raohe, que limita con la frontera entre China y Rusia al este. el macizo de Jiamusi de oeste a este * * * Hay 11 puntos de medición de MT, con una distancia promedio de aproximadamente 20 km.
(2) Recolección y procesamiento de datos de campo de MT
. La medición in situ utiliza el medidor eléctrico multifunción GDP 32-ⅱ producido por American Zonger Company, que tiene un alto grado de automatización y múltiples funciones. Completo y capaz de procesamiento en tiempo real. El instrumento incluye principalmente: dos componentes. receptor de campo eléctrico (con electrodo no polarizado); receptor de campo magnético de dos componentes; sistema informático de adquisición y procesamiento de datos en tiempo real y sistema de suministro de energía. El sistema de adquisición de datos adopta el método de muestreo en cascada para el muestreo y utiliza la transformada de Fourier para superponer y promediar los armónicos sexto y octavo para obtener la amplitud del campo eléctrico, el campo magnético y la fase.
El rango de frecuencia del programa de adquisición GDP 32-ⅱMT es de 0,0007 (6/8192) a 8192 Hz, que se divide en cuatro grupos y se muestra con los armónicos 6.º y 8.º. En el trabajo sólo se utilizan tres grupos de baja frecuencia, media frecuencia y alta frecuencia. Los tres conjuntos de configuraciones de frecuencia se muestran en la Tabla 2.5.
Los datos de baja frecuencia se muestrean, filtran, muestrean y transforman de Fourier continuamente en tiempo real. Para las tres bandas de frecuencia de la tabla, se modelan los grupos de señales (o trenes de señales; ráfagas) y el procesamiento de datos se realiza entre estos grupos de señales. La aceptación y el rechazo de datos se determinan en función del establecimiento de límites de correlación y dispersión. El instrumento GDP 32-ⅱ presenta FFT y capacidades de procesamiento sólidas, lo que garantiza el procesamiento oportuno de los datos de medición de campo. En el laboratorio, los programas de procesamiento SHRED y NSAVG proporcionados por Zonge Company se utilizan para el procesamiento secundario, y luego la resistividad aparente y otros parámetros de diversas interpretaciones se obtienen mediante corrección estática. La Figura 2.19 es la curva de resistividad aparente que representa tres secciones (área de alta resistencia del bloque Jiamusi, área de baja resistencia de Baoqingdong y área de alta resistencia del extremo este).
Tabla 2.5 Configuración de frecuencia de muestreo del PIB 32-ⅱ
Figura 2.19 Curvas MT medidas en diferentes secciones de Hunan-Raohe
(3) Estructura eléctrica de Hunan-Raohe características de la sección MT
Sobre la base del procesamiento de los datos MT medidos y la determinación del modelo de curva del parámetro de resistividad aparente, se utilizaron métodos de inversión convencional unidimensional y de inversión suave bidimensional para realizar operaciones unidimensionales, dos. -Explicación de la inversión dimensional. La figura 2.20 muestra los resultados de la inversión unidimensional, expresados como histograma. La figura 2.21 es el resultado de la inversión bidimensional, dada en sección transversal.
Figura 2.20 Modelo de inversión unidimensional de la sección Huanan-Raohe MT
Figura 2.21 Sección de inversión de montaña 2D de Huanan-Raohe (para ubicación, consulte la sección ⑥ en la Figura 2-1) .
El perfil de sondeo magnetotelúrico de Hunan-Raohe representa la estructura detallada de la corteza y la astenosfera entre Jiamusi y Raohe. Los resultados de la inversión unidimensional dan la relación de la estructura eléctrica longitudinal. En el oeste de Baoqing, hay una capa continua de alta conductividad a más de diez kilómetros de profundidad en la corteza terrestre, y la cima de la astenosfera está entre 90 y 100 kilómetros. En la parte oriental de Baoqing, hay una capa de alta conductividad en la corteza que se profundiza de este a oeste con una profundidad de 20 a 30 kilómetros. Esto puede ser una característica estructural de la corteza oceánica temprana que se subduce hacia la profundidad superior. de la astenosfera es de 75 kilómetros. Los resultados de la inversión bidimensional muestran que la estructura eléctrica del perfil tiene una zonificación obvia en la dirección horizontal. Tomando como límite la posición del punto de medición 07 al este de Baoqing, se divide en dos áreas de estructura eléctrica obviamente diferentes en el este. y oeste. Toda el área al oeste de Baoqing tiene características de alta resistividad, lo que refleja las características de composición del macizo de Jiamusi, que está dominado por series de rocas cristalinas metamórficas. El cuerpo principal del Baoqing oriental tiene características de baja resistividad, lo que refleja las características de composición del complejo de acreción mesozoico. Basándose en esto, se puede determinar con precisión que el límite entre el macizo de Jiamusi y el macizo de Wandashan se encuentra en este lugar, pero sólo en la parte poco profunda de la corteza terrestre. Esta posición se desplaza hacia el oeste a medida que aumenta la profundidad, lo que indica que los límites entre unidades tectónicas superficiales y profundas no son idénticos. Esto lo confirman aún más las estructuras eléctricas verticales a ambos lados del límite. La Figura 2.21 muestra que aunque el Macizo Jiamusi muestra características estructurales estables de alta resistividad en su conjunto, hay una capa estable de baja resistividad a una profundidad de 9 ~ 17 km, lo que indica que el Macizo Jiamusi no tiene una alta resistividad continua desde la superficie hasta el fondo. Los bloques, es decir, los cuerpos horizontales de alta velocidad por encima de los 9 km, no tienen raíces. De manera similar, el terreno Wandashan también muestra diferencias obvias en la estructura eléctrica entre las partes poco profundas y profundas. El rendimiento sobresaliente es que hay una capa horizontal de baja resistividad entre 6 y 9 km, y hay una capa estratificada de alta resistividad encima de la capa de baja resistividad. La capa de baja resistividad es el cuerpo principal y contiene varios bloques de alta resistividad. . Las anomalías de baja resistividad entre bloques de alta resistividad son casi verticales y se extienden desde cerca de la superficie hasta la base de la litosfera. En general, la anomalía de baja resistividad muestra que el espesor de la litosfera es de aproximadamente 60 a 65 km, lo que es consistente con las características de elevación astenosférica de aproximadamente 60 km a lo largo de la falla Dunhua-Mishan en el sur (Jin Xu et al., 1994 ) y casi 60 km al norte. Esto parece indicar que no sólo existe un límite entre el macizo de Jiamusi y el terreno Wandashan, sino también una litosfera en la parte oriental del macizo de Jiamusi, hacia el sur a lo largo de la falla Dunhua-Mishan, hasta el borde oriental del macizo de Bureya en Rusia. Importantes zonas estructurales fronterizas a gran escala. Cabe señalar que la resistividad de varios puntos de medición cerca de Baoqing es significativamente menor que la de las secciones occidental y oriental. Los resultados de la inversión de los datos medidos durante el período máximo de observación del instrumento muestran que su profundidad máxima no alcanza la profundidad máxima. fondo de la litosfera. Esto puede estar relacionado con la baja resistividad de la formación rocosa, la fuerte absorción del campo electromagnético y la poca profundidad de penetración del campo electromagnético.
(4) Interpretación geológica y significado estructural de los resultados del sondeo magnetotelúrico de Huanan-Raohe.
En estudios previos sobre estructuras geológicas profundas se analizó el alcance del macizo de Jiamusi y la ubicación y naturaleza de su límite oriental, pero la ubicación concreta solo se infirió en base a algunos fenómenos superficiales y se carecía de conocimiento de las estructuras geológicas profundas. Estructuras. Evidencias geofísicas. La composición y estructura de la llamada ofiolita Wandashan básicamente no se han estudiado. El perfil de sondeo magnetotelúrico de Hunan-Raohe comprende claramente las cuestiones anteriores. A juzgar por la estructura eléctrica revelada por los resultados de la inversión unidimensional y bidimensional, toda la sección está dividida aproximadamente en partes este y oeste, delimitadas por el área de cobertura de la cuenca al este de Baoqing. Existen diferencias obvias en la estructura eléctrica entre los dos, lo que indica la existencia de estructuras de fallas a escala litosférica. La capa poco profunda de alta resistividad en el macizo de Jiamusi no tiene raíces, y la capa de baja resistividad de 10 kilómetros de espesor debajo de ella puede ser una estructura de desprendimiento intracortal, pero no se puede descartar la posibilidad de que sea una capa de roca sedimentaria oculta. El terreno Wandashan tiene una capa horizontal de alta resistividad sobre una capa horizontal de baja resistividad, y hay dos bloques de alta resistividad debajo de ella, separados por una zona casi vertical de baja resistividad. Esta estructura muestra que la ofiolita Wandashan es una estructura de lámina de empuje con un espesor de 5 a 7 km. El cuerpo de alta resistividad intercalado en el cuerpo de baja resistividad debajo de la rebanada de roca puede ser un bloque de acreción relacionado con la subducción, o puede ser un bloque agrietado temprano en el borde oriental del bloque Jiamusi. La zona vertical de baja resistencia desde la superficie cercana a la astenosfera puede haber sido una estructura de deslizamiento a finales del Mesozoico y se convirtió en un canal para la erupción de basalto en el Cenozoico.
2.3.2.4 Reprocesamiento e interpretación de datos de sondeos magnetotelúricos
De acuerdo con las tareas de investigación del proyecto, se recogieron sistemáticamente los datos de sondeos electromagnéticos de detección profunda existentes en la zona (Tabla 2.6) , y utilizó la tecnología de inversión automática continua bidimensional avanzada internacionalmente para invertir todos los datos de perfil recopilados. La inversión unidimensional se realizó en algunas secciones donde no se proporcionó la profundidad de inversión del fondo de la litosfera y el límite del fondo de la litosfera se determinó por inferencia.
Tabla 2.6 Tabla estadística de datos electromagnéticos pasados en el área de Mengxing-Jihei
(1) Principios básicos de la inversión del modelo de suavizado bidimensional de datos MT
La inversión del modelo de suavizado es un método de inversión eficaz y robusto para convertir datos de sondeo magnetotelúrico en un modelo de resistividad-profundidad. k, 1995; ,1991;PersonalP. Yo, señor. k, 1991), para inversiones unidimensionales simples, los parámetros eléctricos de un modelo de la Tierra en capas (resistividad y espesor de la capa) generalmente se determinan a partir de la resistividad aparente y la fase observada en cada punto de observación, de modo que convierta los datos de observación en una resistividad. función de profundidad. En la inversión suave del modelo, el número de capas del modelo geoeléctrico está determinado por el número de puntos de frecuencia de observación. El espesor de cada capa está determinado por la profundidad de penetración de ondas electromagnéticas de la frecuencia correspondiente y permanece sin cambios durante el proceso de inversión, mientras que el valor inicial de la resistividad de cada capa está determinado por la resistividad aparente. Durante el proceso de inversión iterativo, la resistividad de la capa se corrige continuamente hasta que la respuesta electromagnética calculada sea lo más cercana posible a los datos observados y el modelo de resistividad mantenga ciertos requisitos de suavidad. La suavidad del modelo de inversión requiere que la resistividad entre capas no cambie mucho, lo que hace que el modelo cambie suavemente en la dirección vertical.
Los cambios laterales en la resistividad se pueden lograr mediante inversión bidimensional. Para realizar una inversión bidimensional, es necesario calcular la resistividad aparente y la fase de impedancia de una sección determinada. Aquí se utiliza el método de elementos finitos bidimensionales para la simulación directa. Para terreno ondulado, la malla de elementos finitos se divide a lo largo del terreno.
Al realizar una inversión bidimensional a lo largo de la línea topográfica, el número de cuadrículas transversales en el modelo de inversión está determinado por la cantidad de puntos de observación. Hay una columna de cuadrículas debajo de cada punto de observación y su espesor. está determinado por la frecuencia de observación unidimensional. De esta manera, a partir del número de puntos de medición y la frecuencia de observación de cada punto de medición se puede obtener la cuadrícula de resistividad del modelo terrestre de inversión bidimensional. La distribución de resistividad en una columna debajo de cada punto de medición es consistente con la distribución de la capa eléctrica en cada punto de medición, con el valor de resistividad ubicado en el punto medio de la capa eléctrica. En la inversión bidimensional, la resistividad inicial del modelo (resistividad de fondo) se puede obtener a partir de los resultados de la inversión del modelo suave unidimensional o de la resistividad aparente observada mediante algún método de promedio. Si hay información previa, como datos de registros de pozos, esta información especial se puede agregar al modelo de fondo para reflejar las características eléctricas de la estructura geológica. De esta manera, la distribución de resistividad de la rejilla es equivalente al perfil del modelo de resistividad. Para una línea de estudio completa, la pseudosección de distribución de resistividad correspondiente se puede hacer a partir de la rejilla de resistividad.
Durante el proceso de inversión, la resistividad de la red de la sección del modelo se ajusta iterativamente hasta que la resistividad aparente y la fase de impedancia calculadas por el modelo estén lo más cerca posible de los datos de observación y el modelo satisfaga ciertas restricciones. incluida la limitación de las restricciones del modelo de inversión que modelan la diferencia entre la resistividad del modelo y una resistividad de fondo que contiene información geológica conocida a priori, y las restricciones de suavizado del modelo que limitan la variación espacial de la resistividad del modelo.
Por lo tanto, invertir la resistividad aparente y la fase de impedancia en un modelo geoeléctrico con cambios suaves de resistividad es un medio importante para indicar efectivamente la información contenida en los datos de sondeo magnetotelúrico. El método de inversión suave del modelo no requiere información previa sobre los parámetros del modelo, y las restricciones del modelo pueden hacer que el modelo de inversión contenga tanta información geológica conocida como sea posible.
En resumen, el método de inversión automática del modelo suave bidimensional tiene las siguientes ventajas:
1) Seleccione uno o ambos modos TM y TE para la inversión y aproveche al máximo de datos de observación para obtener más información sobre la distribución eléctrica subterránea;
2) Al mismo tiempo, utilice la fase de resistividad e impedancia aparente observada para realizar simulaciones de inversión bidimensionales, que pueden aprovechar al máximo la información geológica. contenida en la información de observación, lo que reduce la no unicidad de la inversión, y los resultados de la inversión son más confiables que la inversión que usa solo resistividad aparente;
3) En la simulación directa de elementos finitos bidimensionales, Se considera la influencia del relieve del terreno. Evita la corrección estática del sondeo magnetotelúrico convencional, acercando los resultados del cálculo a las observaciones reales;
4) Todo el proceso de inversión está completamente automatizado y no requiere intervención humana excepto restringiendo el modelo inicial, y los resultados del procesamiento son más objetivos.
(2) Reprocesamiento de datos de sondeos magnetotelúricos en la zona de Songnan-Liaobei.
1) Inversión 2D de la sección Zhalut Banner-Changtu. Este tramo comienza en Zharut Banner en Mongolia Interior y termina en Changtu, Liaoning, con una longitud total de 330 km y un punto de medición de 69 TM. Los resultados de la inversión bidimensional muestran que el rango de la cuenca en esta sección se vuelve más pequeño, la profundidad se vuelve menos profunda y las características del borde de la cuenca son obvias. Los resultados de la inversión se muestran en la Figura 2.22.
2) Inversión 2D y 1D de la sección Keyou Middle Banner-Liaoyuan. Esta sección está ubicada en la cuenca sur de Songliao, comenzando desde Keyou Middle Banner en Mongolia Interior y terminando en la ciudad de Liaoyuan, provincia de Jilin, con una longitud total de 330 km y un punto de medición de 78 TM. Los resultados de la inversión bidimensional muestran claramente el patrón eléctrico regional, con el rango de la cuenca significativamente ampliado y la profundidad aumentada significativamente. Los resultados de la inversión bidimensional se muestran en la Figura 2.23 y los resultados de la inversión unidimensional se muestran en la Figura 2.24.
Figura 2.22 Sección de inversión 2D de Zharut Banner-Changtu MT.
Figura 2.23 Perfil de inversión 2D de Keyouzhong Banner-Liaoyuan Mountain
Figura 2.24 Inversión electromagnética unidimensional de Tangke Youzhong Banner-Liaoyuan
3) Inversión 2D e inversión 1D del tramo Wafangdian-Yingchengzi. Este tramo está ubicado en la parte central y sur de la Cuenca de Songliao, con una longitud total de 330 km y un punto de medición de 78 TM. Los resultados de la inversión bidimensional son similares a los de la "Sección Keyou Middle Banner-Liaoyuan", pero la cuenca es más grande y más profunda. Algunas pequeñas cuencas y depresiones en el perfil también se reflejan claramente. Los resultados de la inversión se muestran en la Figura 2.25. Con base en los resultados de la inversión MT unidimensional y bidimensional y la discontinuidad de la capa eléctrica, se determina que existen múltiples fallas litosféricas y fallas que controlan la cuenca, como la falla Xilamulun, la falla Yilan-Yitong, Changchun-Siping. Falla, falla de Nenjiang-Kailu, etc. En esta zona, a excepción de la cuenca de Songliao, hay capas intermitentes de alta conductividad entre 8 y 48 km de la corteza, y la profundidad de la astenosfera está entre 58 y 126 km. La característica general es que el área de levantamiento astenosférico corresponde a las áreas de depresión mesozoica y cenozoica. La astenosfera cambia mucho en fallas grandes y profundas, lo que indica que algunas fallas litosféricas también corresponden al levantamiento de la astenosfera (Figuras 2.24 y 2.26).
4) Inversión 2D de la sección Kezuohouqi-Qian'an. Este tramo discurre de norte-noreste y es básicamente perpendicular a las tres primeras direcciones. El tramo comienza en Kezuohou Banner (Wengsi) y termina en Qian'an en el medio de la cuenca Songliao. La longitud total del tramo es de 290 km y los puntos de medición son 65 TM. Los resultados de la inversión bidimensional reflejan claramente que el borde de la cuenca se profundiza gradualmente hacia el norte. Los resultados de la inversión se muestran en la Figura 2.27.
(3) Inversión 2D y 1D de datos de sondeo magnetotelúrico de la sección geológica Manzhouli-Suifenhe.
Los resultados completos de la investigación de la sección de geociencia de Manzhouli-Suifenhe se presentaron anteriormente. Aquí, se utiliza un software de inversión avanzado para realizar una reinversión bidimensional de los datos de los puntos de medición de 30 TM en el estudio de la sección de geociencias, y todos los puntos de medición dentro del rango de longitud de 1.300 km de la sección de geociencias se completan al mismo tiempo. Los resultados de la inversión describen claramente las características estructurales eléctricas de toda la sección. Las características del modelo de interpretación unidimensional y del perfil de inversión bidimensional se muestran en la Figura 2.28 y la Figura 2.29 respectivamente. Las principales características estructurales eléctricas se resumen a continuación:
1) El dominio del perfil se divide en 7 bloques eléctricos según las diferencias eléctricas. Los cambios eléctricos regionales de los resultados de la inversión bidimensional del perfil completo son los mismos. como aquellos divididos por interpretación unidimensional Los bloques son consistentes y básicamente consistentes con las divisiones estructurales geológicas.
2) En el área de la sección, a excepción de la Cuenca Songliao donde la resistividad general es baja y es imposible determinar si hay una capa de alta conductividad en la corteza, hay capas irregulares de alta conductividad. en la corteza en otras áreas, con una profundidad de 20 ~ Entre 38 km, el espesor está entre 2 ~ 3 km y la resistividad es generalmente de 10 ~ 50 ω · m. Hay dos capas de alta conductividad en la corteza al este de la zona de la falla Dunhua-Mishan.
3) La Cuenca de Songliao tiene una capa de baja resistividad de al menos 40 kilómetros de espesor, con una resistividad de 3 ~ 8ω·m..
4) La profundidad del manto alto -La capa de conductividad en la zona del perfil varía entre 60 y 118 km, siendo básicamente simétrica en espejo con respecto al relieve del terreno. El espesor de la litosfera cerca de Manzhouli en el extremo occidental de la sección es de 118 km; el espesor de la litosfera en la cuenca de Hailar, la cuenca de Bahrein y la cuenca de Songliao es de aproximadamente 60 km, en el extremo oriental de la sección es de aproximadamente 90 km; km.
(4) Inversión 2D de datos de sondeo magnetotelúrico en la zona volcánica de Tianchi de la montaña Changbai.
Según la definición actual de volcanes activos, el Volcán Tianchi es un volcán con potencial riesgo de erupción. De julio a agosto de 1995, la Administración de Terremotos de China realizó una detección de MT a las 15 en punto en el volcán Tianchi en la montaña Changbai. Entre ellos, los resultados de la inversión bidimensional en dirección noreste muestran que hay un sistema de bolsas de magma a una profundidad de 20 a 25 km. El saco de magma puede tener raíces y la profundidad que se extiende hacia abajo merece un estudio más profundo (Liu Ruoxin et al., 1999). Los resultados de la investigación de Tang Ji et al. (1997) también mostraron que hay cuerpos geológicos de baja resistividad a una profundidad de aproximadamente 12 km en la montaña Changbai Tianchi y su área oriental, con una resistividad de decenas de ohmios metros, que pueden ser magma. sacos en la corteza terrestre (Tang Ji et al. People, 2001). Los resultados de la inversión unidimensional también muestran que la profundidad de la astenosfera cerca del cráter es obviamente poco profunda. En un perfil de varios kilómetros de largo, la profundidad de la astenosfera cambia enormemente, formando un cambio repentino en la astenosfera. Características de la misma zona volcánica. Liu Ruoxin y otros (1992, 1995, 1996) señalaron una vez que el volcán Tianchi es un volcán con riesgo potencial de erupción. La existencia de un sistema de magma activo en lo profundo de un volcán activo inactivo es una condición importante para estimar los riesgos de futuras erupciones (Liu Ruoxin et al., 1999). Este estudio recopiló resultados de inversión bidimensional de perfiles MT en diferentes direcciones del volcán Tianchi. La Figura 2.30 es el resultado de la inversión en dirección norte-sur (Tang Ji et al., 1997), y la Figura 2.31 es el resultado de la inversión en dirección norte-norte (Liu Ruoxin et al., 1995). De los resultados de la inversión en dos direcciones diferentes se desprende que a una profundidad de unos 20 kilómetros por debajo del punto de medición n5 en el perfil NE hay cuerpos de baja resistividad y también a profundidades correspondientes por debajo del N07. -N08 puntos de medición en el perfil N-S. Se trata de una zona volcánica profunda. Evidencia fiable de la existencia de bolsas de magma.
Figura 2.25 Sección de inversión 2D de Wafangdian-Yingchengzi
Figura 2.26 Inversión unidimensional de la montaña Wafangdian-Yingchengzi
Figura 2.27 Sección de inversión 2D de Ganan MT de Kezuohou Banner.
Figura 2.28 Modelo de interpretación de MT unidimensional de la sección geológica Manzhouli-Suifenhe
Figura 2.29 Sección de inversión de MT bidimensional de la sección geológica Manzhouli-Suifenhe
Figura 2.30 Norte y sur de Tianchi en el perfil de inversión 2D de MT de la montaña Changbai
Figura 2.31 Perfil de inversión 2D de MT al noreste de Tianchi de la montaña Changbai
Figura 2.32 Área volcánica del lago Jingbo al noroeste de MT 2D perfil de inversión.
Figura 2.33 Perfil de inversión MT 2D dirigido al noreste del área volcánica del lago Jingbo
Figura 2.34 La inversión MT unidimensional de dos líneas resulta en la dirección noroeste del lago Jingbo.
Figura 2.35 Resultados de inversión unidimensional de MT en la dirección noreste del lago Jingbo
(5) Inversión bidimensional de datos magnetotelúricos en el área volcánica del lago Jingbo.
El lago Jingbo está situado en el condado de Ning'an, provincia de Heilongjiang, en el lado noroeste de la zona de falla de Dunhua-Mishan. Hay 13 cráteres volcánicos en el bosque a unos 50 kilómetros al noroeste del lago Jingbo, denominado Grupo Volcánico del Holoceno. Para comprender la estructura profunda de las áreas volcánicas y si hay bolsas de magma en las profundidades, la investigación sobre la predicción de erupciones volcánicas es de gran importancia. En 2000, la Escuela de Ciencia y Tecnología de Exploración de la Tierra de la Universidad de Jilin realizó sondeos magnetotelúricos en 30 puntos del área (Zhu et al., 2001) e implementó dos perfiles batimétricos largos en el noroeste y noreste (Zhu et al., 2001). 2001). La Figura 2.32 y la Figura 2.33 muestran los resultados de la inversión bidimensional en dirección noroeste y noreste respectivamente.
Los resultados de la inversión bidimensional muestran que existen bolsas de magma en las partes profundas del área volcánica (Zhu et al., 2001, especialmente en la sección noroeste, hay un cuerpo de baja resistividad conectado desde la parte superior hasta la profundidad cercana). El cráter de baja resistividad tiene una parte superior estrecha. Los resultados de la inversión unidimensional de algunos puntos de medición también muestran que la profundidad de la interfaz superior de la astenosfera en el área volcánica del lago Jingbo es de 70 ~ 100 km (Figura 2.34). La diferencia es obvia, especialmente porque la astenosfera se vuelve menos profunda hacia el cráter (Figura 2.35).