Abstract

2D algorithm for the joint inversion of Electrical Resistivity Tomography and Radio/Audio magnetotelluric data was developed. The algorithm was implemented in ZondRes2D software and tested on several synthetic and field examples which demonstrated the efficiency of the developed approach. It was shown that in comparison with the separate inversion of both methods data the joint inversion enables to increase significantly the quality of the obtained results and the reliability of interpretation in cases of complex geological environment.

Keywords

Electrical resistivity tomography, adiomagnetotellurics, audiomagnetotellurics, joint inversion,

Reference

  •  1) Alekseev D.A., Kulikov V.A., Yakovlev A.G., Grebnev V.P., Koryavko A.I., Matrosov V.A. Opyt primeneniya metoda AMTZ pri poiskah poleznyh iskopaemyh // Razvedka i ohrana nedr. 2004. №5. S. 37-40.

  •  2) Berdichevskiy M.N., Dmitriev V.I. Modeli i metody magnitotelluriki. M., 2009.

  •  3) Bobachev A.A., Erohin S.A. Rezultaty mnogoletnego primeneniya elektrotomografii na Aleksandrovskom geofizicheskom poligone v Kaluzhskoy oblasti // Pribory i sistemy razvedochnoy geofiziki. 2010. №01(31).

  •  4) Kaminskiy A.E., Yakovlev D.V., Aleksanova E.D. Programma sovmestnoy interpretacii dannyh elektricheskih i elektromagnitnyh zondirovaniy NWCOMPLEX1D: Tezisy dokladov EAGE // Engineering Geophysics, 2011.

  •  5) Kaminskiy A.E., Luhmanov V.L. Novye podhody k interpretacii geofizicheskih materialov: Tezisy dokladov EAGE // Engineering Geophysics, 2012.

  •  6) Kulikov V.A., Bobachev A.A., Modin I.N., Palenov A.Yu., Sterligova I.D. Issledovanie neogenovoy paleodoliny na territorii nacionalnogo parka Ugra // Vestnik Mosk. unta. Ser. 4: Geologiya. 2014. №3. S. 54-60.

  •  7) Kulikov V.A., Bobachev A.A., Yakovlev A.G. Primenenie elektrotomografii pri reshenii rudnyh zadach do glubin 300-400 m // Geofizika. 2014. №2. S. 39-46.

  •  8) Saraev A.K., Simakov A.E., Shlykov A.A. Metod radio-magnitotelluricheskih zondirovaniy s kontroliruemym istochnikom // Geofizika. 2014. №1. S. 18-25.

  •  9) Barsukov P.O., Fainberg E.B. and Khabensky E.O. Joint inversion of TEM and DC soundings // Abstracts of 10th European meeting of environmental and engineering geophysics «Near surface», 2004, Utrecht, The Netherlands. P. 1-4.

  •  10) Bastani M. 2001. EnviroMT - a new controlled source / radio magnetotelluric system. PhD thesis, Uppsala University, Sweden.

  •  11) Bastani M., Hubert J., Kalscheuer T., Pedersen L.B., Godio A. & Bernard J. 2012. 2D joint inversion of RMT and ERT data versus individual 3D inversion of full tensor RMT data: An example from Trecate site in Italy. Geophysics, Vol. 77, No. 4, 2012.

  •  12) CandansayarM.E. & Tezkan, B., 2008. Two-dimensional joint inversion of radiomagnetotelluric and direct current resistivity data, Geophysical Prospecting, 56(5), 737-749.

  •  13) Dahlin T. The development of DC resistivity imaging techniques. Computers & Geosciences 27 (2001) 1019-1029.

  •  14) Daily W., Ramirez A., Binley A., LaBreque D. Electrical resistance tomography // The Leading Edge. May, 2004.

  •  15) Kalscheuer T., M. Gama N., Meqbel andL.B. Pedersen. Non-linear model error and resolution properties from two-dimensional single and joint inversions of direct current resistivity and radiomagnetotelluric data. Geophys. J. Int., 182(3): 11741188, 2010.

  •  16) Loke M.H., Chambers J.E., Rucker D.F., Kuras O., Wilkinson P.B. Recent developments in the direct-current geoelectrical imaging method. Journal of Applied Geophysics 95 (2013), p. 135-156.

  •  17) Meju M. Joint inversion of TEM and distorted MT soundings: Some effective practical considerations // Geophysics, 61, 1996. P. 56-65.

  •  18) Monteiro Santos F.A., Andrade Afonso A.R., Dupis A., 2007. 2-D joint inversion of dc and scalar audio-magnetotelluric data in the evaluation of low enthalpy geothermal fields. Journal of Geophys and Engineering, 4, 53-62.

  •  19) RachieA.P., JuppD.L.B., Rutter H., VozoffK. The joint use of coincident loop transient electromagnetic and Schlumberger sounding to resolve layered structures. Geophysics, Vol. 50, No. 10 (October, 1985), P 1618-1627.

  •  20) Shan C., Bastani M., Malehmir A., Persson E., Engdahi M. Integrated 2D modelling and interpretation of geophysical and geotechnical data to delineate quick clays at a landslide site in southwest Sweden. Geophysics, Vol. 79, No.4 (July-August 2014), P. EN61-EN75.

  •  21) Tarasov V.A., Kaminsky A. The joint use of transient electromagnetic and vertical electric sounding in groundwater prospecting, Extended abstract, Geophysics of the 21st Century -The Leap into the Future, 2003.

  •  22) Vozoff K., Jupp D. Joint Inversion of Geophysical Data, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 42, No. 3, 1975.

  •  23) ZondMt2D. Program for two-dimensional interpretation of data obtained by magnetotelluric sounding (MT, AMT, RMT). 2012. http://zond-geo.ru/software/electromagnetic-soundings/ zondmt2d/.

  •  24) ZondRes2D. Program for two-dimensional interpretation of data obtained by resistivity and induced polarization methods (land, borehole and marine variants). 2012. http://zond-geo.ru/ software/resistivity-imaging-ves/zondres2d/.

Совместная двумерная инверсия данных электротомографии и РМТ/АМТ

Шлыков А.А. Каминский А.Е. Ерохин С.А.

Аннотация

Разработан алгоритм для совместной двумерной интерпретации данных электротомографии и магнитотеллурических зондирований. Алгоритм реализован в программе ZondRes2D и протестирован на ряде синтетических и полевых примеров. Результаты тестирования показали высокую эффективность данного подхода. Показано, что по сравнению с инверсией данных каждого метода в отдельности совместная инверсия позволяет значительно повышать качество получаемых результатов и надежность интерпретации при решении сложных геологических задач.

Ключевые слова

Электротомография, магнитотеллурические зондирования, совместная инверсия геофизических данных,

Информация об авторах

Библиографическая ссылка

Шлыков А.А. Каминский А.Е. Ерохин С.А. Совместная двумерная инверсия данных электротомографии и РМТ/АМТ // Геофизика. 2015. № 4. С. 32-39.

Список литературы

  •  1) Алексеев Д.А., Куликов В.А., Яковлев А.Г., Гребнев В.П., Корявко А.И., Матросов В.А. Опыт применения метода АМТЗ при поисках полезных ископаемых // Разведка и охрана недр. 2004. №5. С. 37-40.

  •  2) Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М., 2009.

  •  3) Бобачев А.А., Ерохин С.А. Результаты многолетнего применения электротомографии на Александровском геофизическом полигоне в Калужской области // Приборы и системы разведочной геофизики. 2010. №01(31).

  •  4) Каминский А.Е., Яковлев Д.В., Алексанова Е.Д. Программа совместной интерпретации данных электрических и электромагнитных зондирований NWCOMPLEX1D: Тезисы докладов EAGE // Engineering Geophysics, 2011.

  •  5) Каминский А.Е., Лухманов В.Л. Новые подходы к интерпретации геофизических материалов: Тезисы докладов EAGE // Engineering Geophysics, 2012.

  •  6) Куликов В.А., Бобачев А.А., Модин И.Н., Паленов А.Ю., Стерлигова И.Д. Исследование неогеновой палеодолины на территории национального парка Угра // Вестник Моск. унта. Сер. 4: Геология. 2014. №3. С. 54-60.

  •  7) Куликов В.А., Бобачев А.А., Яковлев А.Г. Применение электротомографии при решении рудных задач до глубин 300-400 м // Геофизика. 2014. №2. С. 39-46.

  •  8) Сараев А.К., Симаков А.Е., Шлыков А.А. Метод радио-магнитотеллурических зондирований с контролируемым источником // Геофизика. 2014. №1. С. 18-25.

  •  9) Barsukov P.O., Fainberg E.B. and Khabensky E.O. Joint inversion of TEM and DC soundings // Abstracts of 10th European meeting of environmental and engineering geophysics «Near surface», 2004, Utrecht, The Netherlands. P. 1-4.

  •  10) Bastani M. 2001. EnviroMT - a new controlled source / radio magnetotelluric system. PhD thesis, Uppsala University, Sweden.

  •  11) Bastani M., Hubert J., Kalscheuer T., Pedersen L.B., Godio A. & Bernard J. 2012. 2D joint inversion of RMT and ERT data versus individual 3D inversion of full tensor RMT data: An example from Trecate site in Italy. Geophysics, Vol. 77, No. 4, 2012.

  •  12) CandansayarM.E. & Tezkan, B., 2008. Two-dimensional joint inversion of radiomagnetotelluric and direct current resistivity data, Geophysical Prospecting, 56(5), 737-749.

  •  13) Dahlin T. The development of DC resistivity imaging techniques. Computers & Geosciences 27 (2001) 1019-1029.

  •  14) Daily W., Ramirez A., Binley A., LaBreque D. Electrical resistance tomography // The Leading Edge. May, 2004.

  •  15) Kalscheuer T., M. Gama N., Meqbel andL.B. Pedersen. Non-linear model error and resolution properties from two-dimensional single and joint inversions of direct current resistivity and radiomagnetotelluric data. Geophys. J. Int., 182(3): 11741188, 2010.

  •  16) Loke M.H., Chambers J.E., Rucker D.F., Kuras O., Wilkinson P.B. Recent developments in the direct-current geoelectrical imaging method. Journal of Applied Geophysics 95 (2013), p. 135-156.

  •  17) Meju M. Joint inversion of TEM and distorted MT soundings: Some effective practical considerations // Geophysics, 61, 1996. P. 56-65.

  •  18) Monteiro Santos F.A., Andrade Afonso A.R., Dupis A., 2007. 2-D joint inversion of dc and scalar audio-magnetotelluric data in the evaluation of low enthalpy geothermal fields. Journal of Geophys and Engineering, 4, 53-62.

  •  19) RachieA.P., JuppD.L.B., Rutter H., VozoffK. The joint use of coincident loop transient electromagnetic and Schlumberger sounding to resolve layered structures. Geophysics, Vol. 50, No. 10 (October, 1985), P 1618-1627.

  •  20) Shan C., Bastani M., Malehmir A., Persson E., Engdahi M. Integrated 2D modelling and interpretation of geophysical and geotechnical data to delineate quick clays at a landslide site in southwest Sweden. Geophysics, Vol. 79, No.4 (July-August 2014), P. EN61-EN75.

  •  21) Tarasov V.A., Kaminsky A. The joint use of transient electromagnetic and vertical electric sounding in groundwater prospecting, Extended abstract, Geophysics of the 21st Century -The Leap into the Future, 2003.

  •  22) Vozoff K., Jupp D. Joint Inversion of Geophysical Data, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, Vol. 42, No. 3, 1975.

  •  23) ZondMt2D. Program for two-dimensional interpretation of data obtained by magnetotelluric sounding (МТ, АМТ, РМТ). 2012. http://zond-geo.ru/software/electromagnetic-soundings/ zondmt2d/.

  •  24) ZondRes2D. Program for two-dimensional interpretation of data obtained by resistivity and induced polarization methods (land, borehole and marine variants). 2012. http://zond-geo.ru/ software/resistivity-imaging-ves/zondres2d/.