مجله ژئوفیزیک ایران

مجله ژئوفیزیک ایران

تخمین عمق و مرز بی‌هنجاری‌های گرانی با استفاده از روش‌های اویلر بهبودیافته و کمیت تجانس فاز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیک زمین، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 استاد،گروه فیزیک زمین، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران، تهران
چکیده
روش‌های میدان پتانسیل نقشی اساسی در اکتشافات ژئوفیزیکی دارند. یکی از اهداف اصلی در تفسیر داده‌های میدان پتانسیل، تعیین محل و تخمین عمق ناهنجاری‌های مغناطیسی و گرانی است. به‌منظور افزایش دقت در تعیین مشخصه‌های چشمه‌های زیرسطحی، همواره روش‌های تفسیر کمی داده‌های میدان پتانسیل نظیر روش اویلر استاندارد دستخوش تغییراتی شده‌اند و برای بهبود اطمینان به نتایج، تعمیم­هایی صورت گرفته است. در این پژوهش، برای تعیین محل و تخمین عمق بی‌هنجاری گرانی، تعمیم دیگری از اویلر استاندارد با استفاده از روش تجزیه مقدار منفرد و نسبت گرادیان افقی به سیگنال تحلیلی به‌کار­گرفته­شده­است. همچنین کمیت تجانس فاز نیز برای تفسیر دقیق‌تر نتایج بر داده‌ها اعمال شد. از این دو روش برای تخمین عمق و تعیین محل داده‌های گرانی معدن منگنز صفو استفاده شده است. نتایج اویلر بهبودیافته در مقایسه با اویلر استاندارد، انطباق بیشتری با مرز بی‌هنجاری نشان می‌دهد. همچنین بازه تخمین عمق (نمودار میله‌ای) در اویلر بهبودیافته کوچک‌تر از اویلر استاندارد است که این خود نشان‌دهنده عملکرد بهتر اویلر بهبودیافته نسبت به اویلر استاندارد است. هنگام تعیین محل بی‌هنجاری، برای بررسی بیشتر و جهت افزایش اعتبار تفسیر، کمیت تجانس فاز نیز بر داده‌های مصنوعی و واقعی (معدن صفو) اعمال شده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Estimation of the depth and boundary of gravity anomalies using improved Euler and phase congruency methods

نویسندگان English

Simin Moradi 1
Vahid Ebrahimzadeh Ardestani 2
1 M.Sc., Institute of Geophysics, University of Tehran,Tehran, Iran
2 Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran,Tehran, Iran
چکیده English

In recent decades, the study and recognition of liniments has become an important issue in the field of geosciences. Liniments consider could be a schedule hone for the interpretation of gravity information. Besides, it is imperative for a wide extend of topographical information. Be that as it may, elucidation results of gravity information are found to be exceedingly variable among interpreter and need consistency indeed inside a person. In this manner, modern strategies have been displayed to progress the unwavering quality of basic elucidation, and these methods help interpreters to reach similar results from the same gravity data.
     Potential field methods play a fundamental role in geophysical explorations. One of the main goals in the interpretation of potential field data is to determine the location and estimate the depth of magnetic and gravity anomalies. Quantitative interpretation methods of potential field data, such as standard Euler, have always been modified in order to increase the accuracy of determining the characteristics of subsurface sources, and generalizations have been made in order to improve the reliability of the results. Standard Euler method is based on choosing the dimensions of the window and depends on the structural index. Therefore, defining a window with suitable dimensions and moving it within the data grid or profile and choosing the appropriate structural index can provide the results of this method with higher accuracy. Since the lack of accurate determination of the structural index can lead to wrong results in depth estimation, Euler's generalizations are presented to remove the structural index from the calculation process. Quality of the field data poses great influence on the Euler inversion solutions. If the data has low signal-to-noise ratio, the computational process will be masked. This issue makes it difficult to outline boundaries of the causative sources.
     In this research, in order to determine the location and estimate the depth of the gravity anomaly, a generalization of the standard Euler approach using the singular value decomposition method and the ratio of the horizontal gradient to the analytical signal have been used. Also, the quantity of phase congruency was applied to the data in order to interpret the results more accurately. Compared to the standard Euler, the results show more compliance with the anomaly boundaries. Moreover, the depth estimation interval (histogram) in the improved Euler is smaller than the standard Euler. For further investigation and increasing the credibility of the interpretation, phase congruency was applied to synthetic and real data aiming at more accurately determining the location of the subsurface anomalies.

کلیدواژه‌ها English

Standard Euler
improved Euler
singular value decomposition
phase congruency
Beiki, M., 2010, Analytic signals for gravity gradient tensor and their application to estimate source location: Geophysics, 75, 159-174.
Blakely, R. J., 1995, Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications: Cambridge University Press.
Gilbert, S., 1980, Linear Algebra and Its Applications, second ed.: Academic Press, New York.
Guo, L. H., Meng, X. H., and Zhang, G. L., 2014, Three-dimensional correlation imaging for total amplitude magnetic anomaly and normalized source strength in the presence of strong remanent magnetization: Journal of Applied Geophysics, 111, 121-128.
Morlet, J., Arens, G., Fourgeau, E., and Giar, D. Wave propagation and sampling theory - Part II: Sampling theory and complex waves. Geophysics, 47(2):222–236, February 1982.
Kovesi, P., 1999, Image features from phase congruency: Journal of Computer Vision Research, 1(3), 1-27.
Morrone, M. C., and Owens, R. A., 1987, Feature detection from local energy: Pattern Recognition Letters, 6(5), 303-313.
Nabighian, M.N. (1972) The Analytic Signal of Two-Dimensional Magnetic Bodies with Polygonal Cross-Section: Its Properties and Use for Automated Anomaly Interpretation. Geophysics, 37, 507-517.
Nabighian, M. N., Ander, M. E., Grauch, V. J. S., et al., 2005, Historical development of the gravity method in exploration: Geophysics, 70(6), 63ND-89ND.
Reid, A. B., Allsop, J. M., Granser, H., Millet, A. J., and Somerton, I. W., 1990, Magnetic interpretation in three dimensions using Euler deconvolution: Geophysics, 55(1), 10-131.
Salem, A., Williams, S., and Fairheard, D., 2008, Interpretation of magnetic data using tilt-angle derivatives: Geophysics, 73(1), L1–L10.
Thompson, D. T., 1982, EULDPH-a new technique for making computer-assisted depth estimates from magnetic data: Geophysics, 47(1), 1-129.
Wang, M., Guo, Z. H., Luo, Y., Luo, F., Guo, H., and Qu, J. H., 2012, The application of tilt-Euler deconvolution method to potential field data processing and interpretation: Geophysical and Geochemical Exploration, 36(1), 126-132.
Wang, J., Meng, X., and Li, F., 2017, New improvements for lineaments study of gravity data with improved Euler inversion and phase congruency of the field data: Journal of Applied Geophysics, 136, 326-334.
Venkatesh, S., and Owens, R. A., 1989, An energy feature detection scheme: The International Conference on Image Processing, Singapore, 553-557.