Estimating regional mean conductivity profiles and detecting galvanic distortion using magnetotelluric rotational invariants

Abstract

Having a reliable regional mean conductivity profile is useful and informative in interpreting magnetotelluric (MT) data. Traditionally, the Berdichevsky average, the average determinant [(det) which is rotational invariant property] impedance, is used to estimate the regional mean conductivity profile. Nonetheless, the det impedance is found to be biased downward by galvanic distortion. As a consequence, the Berdichevsky average may overestimate the regional mean conductivity profile. On the contrary, the sum-of-the-squared- elements (ssq) impedance is less sensitive to such an effect. Using the average ssq impedance is a sensible choice to estimate the regional mean conductivity profile. In addition, the combination of det and ssq impedances enables us to indicate the existence and strength of galvanic distortion in MT data. The local and regional distortion indicators are introduced to quantify the strength of the shear and splitting effects in galvanic distortion at individual stations and throughout the dataset, respectively. The apparent gains are defined and proven to be a good approximation of the site gain, which is generally claimed to the non-determinable distortion parameters. These findings are advantageous and able to solve several problems with MT datasets in performing 3D inversion.

โครงสร้างสภาพนำไฟฟ้าเฉลี่ยในระดับภูมิภาคเป็นข้อมูลที่มีประโยชน์ในการแปล ความหมายข้อมูลแมกนีโตเทลลูริก โดยทั่วไป ค่าเฉลี่ยเบอร์ดิเชฟสกี้หรือค่าเฉลี่ยของดีเทอร์ มิแนนต์ [(เด็ท) ซึ่งเป็นปริมาณที่ไม่ขึ้นกับการหมุน] อิมพิแดนซ์ถูกใช้ในการประมาณโครงสร้างเฉลี่ยนี้ แต่อย่างไรก็ดี ขนาดของเด็ทอิมพิแดนซ์ถูกพบว่ามีความเอนเอียงลดต่ำลงเนื่องจากการบิดเบือนกัลวานิค ด้วยเหตุนี้ ค่าเฉลี่ยเบอร์ดิเชฟสกี้จึงอาจให้โครงสร้างสภาพนำไฟฟ้าเฉลี่ยในระดับภูมิภาคที่สูงเกินกว่าความเป็นจริง ในทางตรงข้ามเอสเอสคิวอิมพิแดนซ์ได้รับผลกระทบจากการบิดเบือนกัลวานิคน้อยกว่าเด็ทอิมพิแดนซ์ ดังนั้น การใช้ค่าเฉลี่ยเอสเอสคิวอิมพิแดนซ์จึงเป็นวิธีที่เหมาะสมในการประมาณโครงสร้างสภาพนำไฟฟ้าเฉลี่ยดังกล่าว นอกจากนี้การใช้เด็ทอิมพิแดนซ์และเอสเอสคิวอิมพิแดนซ์ประกอบกันสามารถบ่งชี้ถึงการมีอยู่และระดับความเข้มของการบิดเบือนกัลวานิค ตัวบ่งชี้การบิดเบือนเฉพาะที่และระดับภูมิภาคสามารถนิยามขึ้นเพื่อแสดงระดับความเข้มของการบิดเบือนแบบเฉือนและแบบแบ่งของแต่ละสถานีและทั้งชุดข้อมูลตามลำดับ ค่าอัตราการขยายปรากฏได้รับการบัญญัติขึ้นและพิสูจน์แล้วว่าสามารถเป็นค่าประมาณที่สมเหตุสมผลของค่าอัตราการขยายของแต่ละสถานี ซึ่งค่าอัตราการขยายของแต่ละสถานีนี้เป็นที่กล่าวอ้างโดยทั่วไป ว่าเป็นค่าการบิดเบือนกัลวานิคที่ไม่สามารถหาค่าได้ การค้นพบเหล่านี้มีประโยชน์และสามารถบรรเทาปัญหาต่างๆ ในการแปลความหมายข้อมูลแมกนีโตเทลลูริก