MT法TMモード電磁応答を用いた電気伝導度異方性の検出

Abstract

MT法の二次元解析において，測線方向および深度方向をそれぞれy軸およびz軸とした場合，MT法のTMモードの比抵抗情報は測線方向(ρyy)と深度方向(ρzz)に分解することができるが，等方モデリングでは二つの比抵抗値は互いに等しいとして扱われる。しかし，異方モデリングを用いて，二方向の比抵抗が異なる(異方性)構造を含んだ、数値モデルに対しフォワード計算を行ったところ，ρzzの変化により，TMモードのMT法電磁応答(MTレスポンス)に変化が認められた。また，感度行列の計算により，ρzzのMTレスポンスへの寄与を確認した。そこで，本論文では，TMモードのMTレスポンスを用いてy・z軸の二軸方向の比抵抗構造を求めるインバージョンコードを開発し，異方性の検出可能性を検証した。本インバージョンコードでは，ρyyとρzzの比抵抗間に制約を与え，その制約の大きさによって対象モデルの異方性を表現する。制約の大きさは情報量基準ABICを用いて客観的に決定できるように設定した。数値モデルに対して本手法を適用し，異方異常体モデルに対しては異方性を反映したインバージョン結果が得られ，等方異常体モデルに対しては，等方インバージョンを用いて得られるインバージョンと同等な結果が得られた。この手法によって，対象モデルの異方性に関わらず精度よくインバージョンを行えることが確認された。

The magnetotelluric response in the transverse magnetic (TM) mode has information of two diagonal components of the resistivity tensor with the cross-strike(pyy) and vertical directions (pzz). Although these two values are regarded as the same single value in the ordinary isotropic inversion, forward MT responses and their sensitivity matrix calculated by anisotropic modeling suggest that TM-mode response is affected by pzz. In this study, a new anisotropic inversion technique that takes into different resistivity values in two directions was proposed. The trade-off between the isotropy and anisotropy is determined objectively by the statistical criterion called ABIC. This method can be applied to both isotropic and anisotropic structures. When applied to the anisotropic structures, we could reconstruct the identical pyy and pzz suggesting anisotropy, while applied to the isotropic structures, we could reconstruct the isotropic structures similar to the ones acquired by ordinary isotropic inversion. The calculations with the synthetic data have showed the effectiveness of the proposed method.