火山地热水系统中时域感应极化正测-反测失配的系统性分析及其对非线性IP效应的指示作用

《Geophysical Journal International》：Reciprocal error in Time Domain Induced Polarization: Systematic Noise or Systematic Signal?

　　

摘要

互易测量是电阻率勘探中数据质量控制的标准，但其作为解释工具的潜力很少被开发利用。在线性地下行为假设下，正测和反测读数应产生相同的结果，但如果存在系统性偏移，则可能指示额外的过程。在此，我们展示了来自火山地热水系统（冰岛雷克雅内斯）的一组时域感应极化（TDIP）数据集，其中观察到正测和反测之间存在强烈的系统性偏移。这种差异表现为反测衰减曲线的正向偏移（>100 mV/V）。尽管正测和反测反演都解析出剖面南部存在的强 IP 异常，但两者之间存在相当大的偏移（>20 mS/m）。该偏移在空间上是局限性的，并在连续 100 天内持续存在，异常本身与归因于黏土矿物和分散的铁硫化物及氧化物共同出现的强 IP 响应相吻合。除了随机噪声外，我们评估了导致偏移的四种可能机制：(1) 电极极化，(2) 正测和反测配置之间固有的灵敏度差异，(3) 来自附近电厂的杂散电流以及 (4) 响应取决于电流密度的非线性 IP 效应。鉴于地质背景和异常的局部性质，非线性效应是合理的，但仅凭野外数据无法完全消除系统性噪声与真实地下信号之间的歧义。本研究证明，对 TDIP 中正测 - 反测失配的系统分析可以作为一种广泛使用的工具，用于识别被标准数据质量流程所忽略的信号，无论其起源是地质性的还是人为的。

感应极化, 火山监测, 非线性电磁学