A study of the electric conductivity of the earth's mantle from magnetotelluric measurements of the Budkov (Czechoslovakia) station

Резюме

Предлагаются результаты обработки материалов наблюдений на обсерв. Будков в 1958 до 1963 гг. и кривые магнитотеллурического зондирования, построенные из результатов обработки. Для материала в указанном промежутке определена зависимость отношения взаимно перпендикуляриых составляющих электромагнитного поля (импеданс плоской электромагнитной волны) от периода колебаний. Полученными значениями в диапазоне периодов 1<T(сек)<86 400 проложены кривые импеданса в двух этапах. ЗависимостьZ(√T) аппроксимируется тремя прямыми и только во втором этапе рассматривается детальная криволинейная зависимость, проложенная через точки средних арифметических и типичных значений рассчитанных для естественных диапазоновQ_zx√T (фиг. 1, 2). На основе кривых импеданса рассчи-таны прямолинейные (фиг. 3) и криволинейные кривые сопротивленияQ_{z x}(√T) иQ_{z x}(√T), из которых определена также кривая эффективного сопротивления$\bar Q_z (\surd T)$ (фиг. 4). Из анализа кривых сопротивления можно сделать следующие выводы.

• 1. Кривые зондированияQ _{z x} иQ _{z y} совпадают только в диапазоне1<√T(сек) ^1/2<2, дальше они расходятся. Расхождение между кривыми увеличивается с периодом так, что для самых длинных периодов (√T=200–300сек ^1/2) расхождение достигает почти одного порядка.

• 2. Обсуждаются возможные причины взаимного вертикального смещения кривых. Одной причиной может являться деформация плотности электрического тока вызванная неоднород-ностью фундамента в окрестности станции [7]. Годографы поляризации электрических соста-вляющих для отдельных типов колебаний (фиг. 7) показывают, что составляющаяE _y преобла-дающая. Вертикальное смещение кривых можно также объяснить как влияние =qaнизотропии в слоях. Использовав метод Рокитянского [8] мы определили ориентировочно из годографов поляризации электрических и магнитных составляющих коэффициенты ацизотропии и азимут осей анизотропии для колебанийpc 3,pi 2 и бухтообразных. На основе этого анализа считаем более реальными результаты интерпетации кривых со-противленияQ _{z x} иQ _z.

• 3. Прямые (фиг. 3) и кривые сопротивления (фиг. 4) показывают систематическое падение сопротивленияQ _z с периодом, т. е. с глубиной. Это хорошо выражают также зависимостиQ _z от глубины проникновенияp, рассчитанные из прямолинейных проложений импедансов (фиг. 5). Резкое падение сопротивления продолжается до глубин проникновения порядка 130–200км, начиная с которых сопротивление падает только медленно до глубин порядка 900–1000км (по кривойQ _zx), где начинается опять более резкое падение сопротивления.

• 4. Кривые сопротивления (фиг. 4) определают довольно сложный многослойный разрез. Использовав приближенный метод интерпретации [9] мы определили ориенти ровочно глубину трех основных более проводящих слоев, по асимптотам с отрицательным угловым коэффи-цуентом (табл. 3). Средняя глубина первого слоя в короткопериодической части кривых получается 25км. Более проводящий слой, отвечающий характерному понижению сопротивления в средней части кривыхQ _zx иQ _z, залегает на глубине порядка 150–220км, глубина третьего слоя получается по длинопериодной асимптоте 800км и по асимптотеQ _z 1300км.

• 5. Проведено ориентировочное сопоставление двух границ раздела, которые прослеживаются также на кривых друтих станций, с некоторыми характерными областями мантии определенными по сейсмическим данным. Глубина второго проводящего слоя 150–220км грубо совпадает с глубинами, которые предполагаются для слоя пониженных скоростей сейсмических волн. Граница раздела на глубине порядка 1000км возможно связана с областью фазовых переходов в зонеC мантии.