مدل‏سازی پیکربندی چند نمونه توده زیرسطحی با استفاده از وارون‏سازی داده‏های گرانی به روش تئوری گراف

نوع مقاله: سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران

2 استاد، گروه فیزیک زمین، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران

3 استادیار، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران

چکیده

در این مقاله الگوریتم وارون‏سازی داده‏های گرانی با استفاده از تئوری گراف بر روی چند نمونه داده واقعی مورد استفاده قرار گرفته است. داده‏های گرانی استفاده شده، مربوط به یک توده کرومیت در کوبا، یک توده منگنز در هند، و توده مافیک در اسلوواکی هستند. هدف آن است تا بتوان پیکربندی این توده‏های زیرسطحی را با استفاده از این روش وارون‏سازی کارا و نوین بدست آورد و با نتایج موجود از روش‏های دیگر مقایسه کرد. در وارون‏سازی به روش تئوری گراف، توده همگن زیرسطحی با استفاده از مجموعه ‏ای از جرم‏های نقطه‏ ای مشابه مدل‏سازی می‏شود. پارامترهای مورد جستجو در این نوع وارون‏سازی، مختصات جرم‏های نقطه‏ای و جرم کل نقاط می‏باشند، بنابراین این الگوریتم تفاوت اساسی با دیگر الگوریتم‏های وارون‏سازی موجود دارد. برای اجرای الگوریتم، مجموعه جرم‏های نقطه‏ای با یک گراف کامل انطباق داده می‏شود. با کاربرد الگوریتم کروسکال، درخت فراگیر کمینه برای گراف محاسبه شده و سپس یک تابع پایدارکننده تحت عنوان تابع هم‏فاصله بدست می‏آید. این تابع علاوه بر پایداری مساله وارون، فواصل میان جرم‏های نقطه‏ای در مدل حاصل را تنظیم می‏کند، بنابراین پیکربندی مناسبی از توده زیرسطحی حاصل خواهد شد. نتایج وارون‏سازی بر روی این سه توده متنوع اطلاعات با ارزشی در مورد گسترش آن‏ها در راستای افق و نیز عمق ارائه می‏دهد. همچنین نتایج مطالعات پیشین بر روی این توده‏ها به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است، بنابراین خواننده این امکان را دارد که این روش جذاب وارون‏سازی را با روش‏های دیگر مقایسه نماید. کدهای مورد استفاده در این تحقیق، توسط نویسندگان توسعه داده شده‏اند و قابل دسترس برای عموم می‏باشد.

کلیدواژه‌ها


سودمند نیری، س، ابراهیم‌زاده اردستانی، و، وطن‌خواه، س، 1398، استفاده از تئوری گراف در وارون‌سازی داده‌های گرانی‌سنجی برای تعیین پیکربندی توده‌های زیرسطحی همگن، مجله فیزیک زمین و فضا، 45 (1)، 47-62.

Al-Garni, M.A., 2013. Inversion of residual gravity anomalies using neural network. Arabian Journal of Geosciences, 6 (5), pp.1509-1516.

Asfahani, J. and Tlas, M., 2008. An automatic method of direct interpretation of residual gravity anomaly profiles due to spheres and cylinders. Pure and Applied Geophysics, 165 (5), pp.981-994.

Bijani, R., Ponte-Neto, C.F., Carlos, D.U. and Silva Dias, F.J., 2015. Three-dimensional gravity inversion using graph theory to delineate the skeleton of homogeneous sources. Geophysics, 80 (2), pp.G53-G66.

Boulanger, O. and Chouteau, M., 2001. Constraints in 3D gravity inversion. Geophysical prospecting, 49 (2), pp.265-280.

Ekinci, Y.L., Balkaya, Ç., Göktürkler, G. and Turan, S., 2016. Model parameter estimations from residual gravity anomalies due to simple-shaped sources using Differential Evolution Algorithm. Journal of Applied Geophysics, 129, pp.133-147.

Essa, K.S., 2014. New fast least-squares algorithm for estimating the best-fitting parameters due to simple geometric-structures from gravity anomalies. Journal of Advanced research, 5 (1), pp.57-65.

Hinze, W.J., Von Frese, R.R. and Saad, A.H., 2013. Gravity and magnetic exploration: Principles, practices, and applications. Cambridge University Press.

Jacoby, W.R., Hartmann, O., Wallner, H., Smilde, P.L., Buerger, S., Sjöberg, L.E., Erlingsson, S., Wolf, D., Klemann, V. and Sasgen, I., 2009. Temporal gravity variations near shrinking Vatnajökull ice cap, Iceland. Pure and applied geophysics, 166 (8-9), pp.1283-1302.

Jawed T, 2014. Siddiquie FN. Mineragraphic Study of Manganese Ore Deposits of Kandri, Mansar, Beldongri and Satak Mines, Nagpur District (Maharashtra) Central India. International Journal of Geosciences.

Kearey, P., Brooks, M. and Hill, I., 2002. An Introduction to Geophysical Exploration, ix+ 262 pp.

Li, Y. and Oldenburg, D.W., 1996. 3-D inversion of magnetic data. Geophysics, 61 (2), pp.394-408.

Prutkin, I., Vajda, P., Tenzer, R. and Bielik, M., 2011. 3D inversion of gravity data by separation of sources and the method of local corrections: Kolarovo gravity high case study. Journal of Applied Geophysics, 75 (3), pp.472-478.

Prutkin, I., Vajda, P., Bielik, M., Bezák, V. and Tenzer, R., 2014. Joint interpretation of gravity and magnetic data in the Kolárovo anomaly region by separation of sources and the inversion method of local corrections. Geologica Carpathica, 65 (2), pp.163-174.

Reddy, A.G.B., Murty, B.S.R. and Kesavamani, M., 1990. A compendium of four decades of geophysical activity in GSI. Geological Survey of India.

Reynolds, J.M., 1997. An introduction to applied and environmental geophysics. Wiley Chichester.

Roy, L., 2001. Short note: Source geometry identification by simultaneous use of structural index and shape factor. Geophysical prospecting, 49 (1), pp.159-164.

Salem, A., Elawadi, E. and Ushijima, K., 2003. Depth determination from residual gravity anomaly data using a simple formula. Computers & Geosciences, 29 (6), pp.801-804.

Vatankhah, S., Ardestani, V.E., Niri, S.S., Renaut, R.A. and Kabirzadeh, H., 2019. IGUG: A MATLAB package for 3D inversion of gravity data using graph theory. Computers & Geosciences, 128, pp.19-29.

Davis, W.E., Jackson, W.H. and Richter, D.H., 1957. Gravity prospecting for chromite deposits in Camaguey province, Cuba. Geophysics, 22 (4), pp.848-86