نشریه مهندسی معدن

نشریه مهندسی معدن

وارون‌سازی داده‌های مگنتوتلوریک با روش اُکام سریع در به تصویر کشیدن دیاپیرهای نمکی منطقه نصرآباد کاشان

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه اکتشاف معدن، دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 استاد، گروه اکتشاف نفت، دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 دانشیار، گروه اکتشاف معدن ، دانشکده معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
4 شرکت مهندسی توسعه و گاز، تهران، ایران
چکیده
روش مگنتوتلوریک یکی از روش‌های الکترومغناطیسی در حوزه فرکانس است. این روش به صورت ژئوفیزیک سطحی غیرفعال است که از میدان‌های الکترومغناطیسی طبیعی زمین برای بررسی ساختار مقاومت ویژه الکتریکی زیرسطحی استفاده می‌کند. چگونگی توزیع مقاومت ویژه الکتریکی، از بهترین و قابل اعتمادترین روش‌های شناسایی تغییرات عمودی و افقی در لایه‌های زیرسطحی است که می‌توان با مدل‌سازی یک‌، دو و سه­بعدی داده‌های مگنتوتلوریک، به این مهم دست یافت. در این مطالعه ابتدا روش اُکام سریع را در وارون‌سازی داده‌های مصنوعی مگنتوتلوریک که برای دیاپیر‌های نمکی منطقه نصرآباد به روش اجزا محدود تطبیقی تولید شده است؛ مورد بررسی قرار می­گیرد؛ سپس این روش بر روی یکی از نیمرخ­های داده‌های مگنتوتلوریک منطقه نصرآباد اعمال می­شود. بدین منظور برای مدل مصنوعی، ابتدا یک مدل اولیه مطابق با مقطع زمین‌شناسی موجود تهیه شده و با استفاده از روش اجزا محدود تطبیقی داده‌های مگنتوتلوریک مصنوعی تولید شده است و در مرحله بعد وارون‌سازی داد‌ه‌های تولید شده با روش اُکام سریع انجام گرفته است. وارون‌سازی با استفاده از روش اُکام سریع نشان داد که این روش در بازیابی سازندهای اطراف دیاپیرها و همچنین در تعیین مرز دیاپیرها و سازند‌های اطراف آن به خوبی عمل می‌کند و روش بسیار قابل اعتمادی است. برای مدل‌سازی داده‌های واقعی منطقه نصرآباد، ابتدا تعیین بعد و جهت استرایک به روش تانسور فاز انجام شد. تعیین بعد داده‌ها نشان داد که ساختار زیرسطحی کاملا دو بعدی است و همچنین جهت استرایک در جهت N30W مشخص شد. وارون‌سازی داده‌ها با روش اُکام سریع و در مد TE+TM انجام شد. نتایج حاصل از وارون‌سازی به خوبی توانست دیاپیرهای شماره 4 و 5 را آشکار کند. به علاوه برای مقایسه دقیق مدل‌های حاصل از وارون‌سازی به روش اکام سریع با مدل‌های حاصل از روش گوس- نیوتون مقایسه شد. نتایج حاصل از این مقایسه نشان داد که مدل‌سازی انجام شده، روش قوی است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Fast Occam Inversion of Magnetotelluric Data for Imaging Salt Diapirs in the Nasrabad Region, Kashan

نویسندگان English

Mohammad Filbandi Kashkouli 1
Abolghasem Kamkar 2
Alireza Arab-Amiri 3
Hakim Esmaeili Oghaz 4
1 PhD Student, Department of Mining Exploration, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
2 Professor, Department of Oil Exploration, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Associate Professor, Department of Mining Exploration, Faculty of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
4 Development and Gas Enginnering Company, Tehran, Iran
چکیده English

The magnetotelluric (MT) method is a passive geophysical technique used to investigate subsurface electrical resistivity structures. The distribution of electrical resistivity is among the most reliable methods for detecting vertical and horizontal subsurface variations, particularly for imaging salt diapirs. This study examines the application of the fast Occam inversion method to invert synthetic MT data generated from the Nasrabad region salt diapirs using adaptive finite element modeling. Subsequently, this inversion method has been applied to a real MT data profile from the Nasrabad region. A synthetic model, developed based on an available geological cross-section, was used to generate MT data. The synthetic MT data were then inverted using the fast Occam method. The inversion results demonstrated the effectiveness of this method in accurately recovering the surrounding formations and delineating the diapiric boundaries. For real data modeling, dimensionality and strike direction analysis were conducted using the phase tensor approach, revealing a predominantly two-dimensional structure with a N30W strike direction. Inversions were performed in TE+TM mode, successfully imaging diapirs 4 and 5. Comparisons between the fast Occam inversion and Gauss-Newton methods confirmed the robustness and reliability of the performed modeling.

کلیدواژه‌ها English

Magnetotelluric
Fast Occam
Inversion
Diapir
Nasrabad
Al-Zoubi, A. and Ten Brink, U.S., 2001, Salt diapirs in the Dead Sea basin and their relationship to Quaternary extensional tectonics. Marine and Petroleum Geology, 18, 779–797. ##
Berdichevsky, M. N., and Dmitriev, V. I., 2008, Models and methods of magnetotellurics: Springer Berlin Heidelberg. ##
Booker, J. R. (2013). The Magnetotelluric Phase Tensor: A Critical Review. Surveys in Geophysics, 35(1), 7–40. ##
Cagniard, l., 1953, Basic theory of the magneto-telluric method of geophysical prospecting: geophysics, 18, 605–635. ##
Caldwell, T. G., Bibby, H. M., & Brown, C. (2004). The magnetotelluric phase tensor. Geophysical Journal International, 158(2), 457–469. ##
Chave, A. D., Jones, A. G., Mackie, R., and Rodi, W., 2012, The magnetotelluric method: Cambridge University Press. ##
Constable, S. C., Parker, R. L. and Constable, C. G., 1987, Occam's inversion: A practical algorithm for generating smooth models from electromagnetic sounding data.  Geophysics. V. 52, No. 3, pp. 289-300. ##
De Groot-Hedlin, C., and Constable, S., 1990, Occam’s Inversion to Generate Smooth, Two-Dimensional Models from Magnetotelluric Data. Geophysics, 55, 1613-1624. ##
Jacques, J.M., Parsons, M.E., Price, A.D., and Schwartz, D.M., 2003, Improving geologic understanding with gravity and magnetic data: Examples from Gabon, Nigeria and the Gulf of Mexico. First Break, 21, 57–62. ##
Key, K., 2016, MARE2DEM: a 2-D inversion code for controlled-source electromagnetic and magnetotelluric data. Geophysical Journal International. 207(1), 571–588. ##
Key, K., J. Ovall., 2011, A parallel goal-oriented adaptive finite element method for 2.5-D electromagnetic modelling. Geophysical Journal International, 186(1), 137–154. ##
Krieger, L., & Peacock, J. R. (2014). MTpy: A Python toolbox for magnetotellurics. Computers & Geosciences, 72, 167–175. ##
Malinowski, M., Grad, M., Guterch, A., 2007, Effective sub-Zechstein salt imaging using low-frequency seismics Results of the GRUNDY 2003 experiment across the Variscan front in the Polish Basin. Tectonophysics, 439, 89–106. ##
Moradi, M., Oskooi, B., Pushkarev, P., Esmaeili Oghaz, h., 2019, Cooperative inversion of magnetotelluric and seismic data on Shurab diapirs in Central Iran. Environ Earth Sci, 78, 341.
Naif, S., Key, K., Constable, S., Evans, R.L., 2013, Melt-rich channel observed at the lithosphere–asthenosphere boundary. Nature, 495, 356–359. ##
Pearson, W.C., 2006, Identification of magnetic anomalies from basement, intrasedimentary faults and salt domes and basement structural interpretation enhance prospectiveness for upper Jurassic and lower Cretaceous gas exploration in the Sabine Uplift Area of Texas and Louisiana: Example from Black Lake Gasfield Area, Natchitoches Parish, Louisiana. SEG Expanded Abstracts, 25. ##
Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T. & Flannery, B.P., 2003, Numerical Recipes in Fortran 77, Vol. 1, Cambridge Univ. Press. ##
Rodi, W., and Mackie, R.L., 2002, Nonlinear conjugate gradients algorithm for 2-D Magnetotelluric inversion. Geophysics. V. 66, pp. 174-187. ##
Rowan, M.G., and Vendeville, B.C., 2006, Foldbelts with early salt withdrawal and diapirism: Physical model and examples from northern Gulf of Mexico and the Flinders Ranges, Australia. Marine and Petroleum Geology, 23, 871–891. ##
Schwalenberg, K., Rath, V., and Haak, V., 2002, Sensitivity studies applied to a two-dimensional resistivity model from the Central Andes, Geophysical Journal International, 150(3), 673–686. ##
Siripunvaraporn, W., Egbert, G., 2000, An efficient data-subspace inversion method for 2D magnetotelluric data. Geophysics, 65, 791–803. ##
Smith, J.T., Booker, J.R., 1991, Rapid inversion of two- and three-dimensional magnetotelluric data. J. Geophys. Res. 96, 3905–3922. ##
Stewart, S.A., 2006, Implications of passive salt diapir kinematics for reservoir segmentation by radial and concentric faults. Marine and Petroleum Geology, 23, 843–853. ##
Telford, W. M., Geldart, L. P., and Sheriff, R. E., 1990, Applied geophysics: Cambridge University Press. ##
Vozoff, K., 1991, Electromagnetic Methods in Applied Geophysics: Society of Exploration Geophys. ##
 

  • تاریخ دریافت 24 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 12 اسفند 1403
  • تاریخ پذیرش 24 فروردین 1404