بررسی اندیس معدنی درح با استفاده از مدل‌سازی وارون داده‌های ژئوفیزیکی (M، Rs و IP)

نوع مقاله: مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه بیرجند، ایران

چکیده

وارون‌سازی داده‌های ژئوفیزیکی نقش مهمی در بررسی‌های زمین‌شناسی ایفا می‌کند. در محدوده معدنی درح داده‌های ژئوفیزیکی تصحیح‌شده مغناطیسی، مقاومت ویژه و قطبیدگی القایی، برای به‌دست آوردن شکل و دیگر پارامتر‌های توده‌های زیر‌سطحی مدل شده‌اند. بدین‌منظور داده‌های مغناطیسی ابتدا فیلتر و سپس به‌ روش وارون‌سازی فشرده داده‌های مغناطیسی مدل‌سازی‌‌ شدند. این روش وارون‌سازی، براساس اصول ابتدایی کمینه‌سازی سطح مقطع عبوری از منبع، در هر نیم‌رخ‌‌، توصیف شده است. کُد این الگوریتم در نرم‌افزار مَت‌لب (Matlab) نوشته و بر روی داده‌های مغناطیس زمینی برداشت‌شده از محدوده مورد بررسی به‌کار برده شد که نتایج قابل‌قبولی به‌دست داد.
به‌منظور بررسی‌های بیشتر روی این محدوده پردازش‌های آماری روی داده‌های مقاومت‌ ویژه ظاهری و قطبیدگی القایی صورت گرفت و چون پردازش‌های آماری به توزیع داده‌ها حساس‌اند، داده‌ها نرمال شدند. سپس ضریب همبستگی برای شناسایی میزان پراکندگی داده‌ها مورد استفاده قرار گرفت. پس از پردازش‌های آماری، داده‌های مقاومت‌ ویژه ظاهری و قطبیدگی القایی با نرم‌افزار RES2DINV مدل‌سازی‌‌ شد. این نرم‌افزار یک برنامه رایانه‌ای است که به‌طور خودکار داده‌های مقاومت‌ ویژه ظاهری و قطبیدگی القایی را مدل‌سازی‌‌ دوبُعدی می‌کند. در این نرم‌افزار یک مدل‌سازی‌‌ پیشرو برای محاسبه مقادیر مقاومت‌ ویژه ظاهری و روش بهینه‌سازی کمترین مربعات غیر‌خطی در فرایند وارون‌سازی به‌کار رفته است و برنامه، از هر دو روش مدل‌سازی‌‌ پیشروی عنصر متناهی و تفاضل متناهی پشتیبانی می‌کند.
محدوده مورد بررسی در زون فیلیشی جنوب شرق شهر درح در استان خراسان جنوبی واقع است. نتایج بررسی‌های مغناطیسی، 3 توده متراکم را نشان می‌دهد که گسترش عمقی آنها 80-100 متر است و شکل هندسی دایک مانند دارند. نتایج بررسی داده‌های مقاومت‌ ویژه ظاهری و قطبیدگی القایی نشان‌دهنده بی‌هنجاری‌‌‌هایی در نزدیکی سطح است. تحلیل‌های آماری، توده غنی و متراکمی را، ناشی از همبستگی منفی، در زیر نیم‌رخ‌‌‌های برداشت، نشان می‌دهند. نتایج به‌دست آمده از بررسی‌های مغناطیسی و الکتریکی همدیگر را تایید می‌کنند. در انتها به‌منظور بررسی‌های تفصیلی این محدوده، نقاطی برای حفاری پیشنهاد شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prospecting the Doroh mining Index using inverse modeling of geophysical data (M, Rs, IP)

نویسندگان [English]

  • Farshad Joulidehsar
  • Gholamreza Nowrouzi
  • Moslem Jahantigh
چکیده [English]

Geophysical data inversion has a prominent role in geo-structural investigations. In this study, the corrected geophysical data of Doroh mining area were modeled to obtain the underground body's shape and other parameters such as susceptibility. At first, magnetic data were filtered and then modeled by the magnetic compact inversion method (Last & Kubik) and properties including depth, susceptibility and the deposit shape were provided. This inversion can be described according to basic principles to minimize the cross-sectional area of the sources. The under-surface area was divided into horizontal prisms with an extreme length and fixed magnetic susceptibility. The simulation was performed using synthetic magnetic anomalies generated by compact bodies embedded in an inducing magnetic field. It was shown that this modeling was capable of solving underdetermined problems with good accuracy in the presence of moderate noise data. At first, a MATLAB code was employed to implement the algorithm. The output results from the synthetic model demonstrated the accuracy of the code. The code was then applied to real magnetic data. The results showed acceptable accuracy.
    A statistical analysis was also carried out on the IP&Rs normalized data. Normalization was done because the statistical analysis was tender to data dispersion. Therefore, the outlier data was identitfied by a box plot of SPSS software and replaced using the Q method. Then the correlation coefficient was used to determine the dispersion extent. The statistical analysis showed a compact and rich body under the surveyed profiles. Then for providing more information on this area, apparent resistivity and induced polarization data were modeled by the RES2DINV software. RES2DINV is a computer program that automatically creates a two-dimensional resistivity model for the electrical data of the subsurface. In this software, the under-surface area is divided into horizontal prisms with an extreme length. In some situations, particularly where there are large resistivity variations near the ground surface, better results can be obtained by using narrower model cells. In almost all cases, this gives the optimum results. A forward modeling subroutine was used to calculate the apparent resistivity values, and a non-linear least-square optimization technique was used for the routine inversion. The program supports both finite-difference and finite-element forward modeling techniques.
    The studied area is located in Flysch zone in the Southeast of Doroh City in Sarbishe in the South Khorasan Province. Lithology of this area includes shale, sandstone and thin layer limestone, here and there. In this area, magnetic surveys were done via 40 profiles with a north eastern-south western strike and 1200 survey points. Apparent resistivity and induced polarization surveys were done in five profiles with a dipole-dipole array and 700 survey points. The magnetic consideration results showed three compact bodies under the surveyed profiles which were named A, B and C. The depths of these bodies were 80 – 100 meters. The results of IP & Rs modeling showed that these anomalies were located near the surface and are dyke-shaped. The results of magnetic compact inversion methods and modeling are in agreement with IP & Rs inversion results. For an exact review of this body, a few point were eventually proposed for drilling.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Doroh mining index
  • Compact inversion
  • magnetometry
  • Resistivity
  • Induced Polarization

جهان‌تیغ، م.،  نوروزی، غ. ر.، ژولیده‌سر، ف.، حمزه‌لو، ا. و تکنیک و.، 1389، کاربرد روش‌های زاویه تیلت، سیگنال تحلیلی و گرادیان، برای تفسیر آنومالی‌‌های مغناطیسی درح: بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

جهان‌تیغ، م. ، نوروزی، غ. ر.، آریافر، ا. و ژولیده‌سر، ف.، 1390، بررسی ویژگی‌های هندسی کانسار درح با اِعمال فیلتر‌های مختلف مغناطیسی و تخمین عمق آن به روش زاویه تیلت: اولین همایش ملی مس، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

حسنی‌پاک، ع. ا.، 1384، تحلیل داده‌های اکتشافی، انتشارات دانشگاه تهران.

ژولیده‌سر، ف.، نوروزی، غ. ر.، جهان‌تیغ، م. و حسینیان، ش.، 1390، a، تفسیر کیفی و مدل‌سازی‌‌ داده‌های میدان مغناطیسی کل به‌منظور شناسایی محدوده و گسترش عمقی توده آنومال، دومین کنفرانس زمین‌شناسی اقتصادی، دانشگاه لرستان.

ژولیده‌سر، ف.، نوروزی، غ. ق.، جهان‌تیغ، م. و حسینیان، ش.، 1390، b، بررسی اندیس معدنی درح با استفاده از مدل‌سازی‌‌ داده‌های ژئوفیزیکی (M، Rs، IP): اولین همایش ملی مس، دانشگاه باهنر کرمان.

عابدی، م.، افشار، ا.، ابراهیم‌زاده اردستانی، و.، نوروزی، غ. و لوکس، ک.، 1388، مدل‌سازی‌‌ سه‌بُعدی بی‌هنجاری‌های گرانی با استفاده از روش شبکه‌های عصبی تحمیلی، مجله ژئوفیزیک ایران، 3(2)، 77-90.

نمکی، ل.، حفیظی، م. ک. و میرزایی، م.، 1389، معرفی روشی برای مدل‌سازی‌‌ دوبُعدی اتوماتیک داده‌های مغناطیس‌سنجی با بررسی موردی منطقه مکران در
جنوب شرق ایران: مجله فیزیک زمین و فضا، 36(1)، 127-137.

نوروزی، غ. ح. و غلامی، س.، 1384، تحلیل و مدل‌سازی‌‌ داده‌های ژئوفیزیکی (M، Rs، IP) در محل اندیس معدنی سوناجیل: نشریه دانشکده فنی، 39(2)، 253-265.

نوروزی، غ. ر.، ضیاء، ح.، 1390، بررسی بی‌هنجاری مس تیغ نوآب با استفاده از مدل‌سازی‌‌ معکوس داده‌های مقاومت ویژه و پلاریزاسیون القایی: اولین همایش ملی مس، دانشگاه باهنر کرمان.

Eckhart, U., 1980, Weber’s problem and Weiszfeld’s algorithm in general spaces: Math. Programming, 18, 186-196.

Last, B. J., and Kubik, K., 1983, Compact gravity inversion: Geophysics, 1(6), 713-721.

Oldenburg Douglas, W., and Yaoguo, Li., 1994, Inversion of induced polarization data:Geophysics, 59(9), 1327-1341.

Stocco, S., Godio, A., and Sambuelli, L., 2009, Modelling and compact inversion of magnetic data: A Matlab code: Computers & Geosciences, 35, 2111–2118.

Telford, W. M., Gedart, L. p., and Sheriff, R. E., 1990, Applied Geophysics: Cambridge University Press.