Abstract
We compare the resolution power of single frequency very low frequency (VLF) electromagnetic data (real and imaginary parts of the tipper) and multi-frequency RadioMagnetoTelluric (RMT) data in delineating conductive structures typical for the sedimentary cover over crystalline basement in Scandinavia. Using VLF field data from five parallel profiles reveals that the estimated models have responses that fit the observed data well, and the models show an overall agreement with more detailed models derived from broadband RMT data. It is suggested that VLF data be used as a fast mapping tool to fill in the gaps between profiles along which more detailed RMT measurements are made. A generic model with conductive clay lenses and sandy formations over crystalline basement is used to generate synthetic data for the two cases. Using regularized inversion the corresponding estimated models clearly shows the strength and the weakness of both methods. Being inductive methods, they both have difficulties in clearly resolving the depth transition from conductive to resistive units. Especially the single frequency VLF data can be interpreted with very smooth models at depth. However, both methods resolve very well the lateral boundaries of the clay lenses and the RMT data also constrain the thickness of the clays quite well compared with the VLF models, which are less distinct at depth. Single frequency scalar VLF data emphasize those conductive structures that have dominant strikes in the direction of the transmitter. Multi-frequency VLF (tensor VLF) measurements provide the tipper vector which depends upon the underlying conductivity structure only. Real conductivity structures have significant 3D components which can be delineated easily by tensor VLF measurements. We propose that new VLF instrumentation be developed with this in mind
چکیده
قدرت وضوح داده های الکترومغناطیسی فرکانس بسیار پایین (VLF) تک فرکانس (بخش های حقیقی و موهومی تیپر) و داده های رادیومگنتوتلوریک (RMT) چند فرکانس را در ساختارهای ترسیمی معمول رسانا برای پوشش رسوبی روی پی سنگ کریستالی در اسکاندیناوی مقایسه می کنیم. استفاده از داده های صحرایی VLF از پنج مقطع موازی نشان می دهد که مدل های برآورد شده دارای پاسخ هایی هستند که کاملا با داده های مشاهده شده مطابق دارند، و این مدل ها به طور کلی با مدل های دقیق تر ناشی از داده های RMT پهن باند سازگار هستند. پیشنهاد می شود که از داده های VLF به عنوان ابزار نقشه برداری سریع برای پر کردن شکاف بین مقاطعی که در امتداد آن اندازه گیری های RMT دقیق تری انجام شده است، استفاده شود. یک مدل کلی با لنزهای خاک رس رسانا و سازندهای شنی روی پی سنگ کریستالی برای تولید داده های ساختگی برای دو مورد استفاده شده است. استفاده از وارون سازی منظم مدل های برآورد شدۀ متناظر، قدرت و ضعف هر دو روش را به وضوح نشان می دهد. با وجود روشهای القائی، هر دوی آنها در تجزیۀ واضح گذار عمق از واحدهای رسانا به مقاومتی دارای مشکلاتی هستند. به خصوص داده های VLF تک فرکانس را می توان با مدل های بسیار همواری در عمق تفسیر کرد. با این حال، هر دو روش، مرزهای جانبی لنزهای خاک رس را بسیار خوب تجزیه می کنند و داده های RMT نیز در مقایسه با مدل های VLF ضخامت خاک های رس را که در عمق، کمتر متمایز هستند، به خوبی محدود می کنند. داده های VLF اسکالر تک فرکانس روی ساختارهای رسانایی تاکید دارند که راستای غالب در جهت فرستنده دارد. اندازه گیری های VLF چند فرکانس (VLF تانسور) بردار تیپری ارائه می دهند که فقط به ساختار اساسی رسانایی بستگی دارد. ساختار های رسانایی واقعی دارای مولفه های 3D قابل توجهی هستند که می توان به راحتی توسط اندازه گیری های VLF تانسور ترسیم کرد. پیشنهاد می کنیم که تجهیزات VLF جدید با در نظر گرفتن این موضوع توسعه یابند.
1- مقدمه
روش فرکانس بسیار پایین (VLF; 15-30 kHz) یک ابزار نقشه برداری شناسایی سریع برای ساختارهای نزدیک سطح می باشد. انجام نقشه برداری ژئوفیزیکی با استفاده از سیگنال های رادیویی VLF (از فرستنده های رادیویی نظامی دور) به عنوان ابزاری برای اکتشاف مواد رسانا در دهۀ 1960 آغاز شد (Paal, 1965). کاربردهای زمین شناختی و هیدروژئولوژیکی روش های VLF به طور کامل توسط McNeill و Labson (1991) بررسی شده اند.