پایدارسازی مشتقات قائم در برابر نوفه با استفاده از ترکیب دو روش تفاضل محدود و گسترش رو به بالا، مطالعه موردی: داده‌های گرانی محدوده شمالی معدن سنگ آهن جلال آباد زرند، کرمان

نوع مقاله : سایر مقالات

نویسندگان

گروه فیزیک زمین، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران

10.22044/jrag.2024.14025.1356

چکیده

توسعه فیلتر های تعیین لبه و موقعیت افقی چشمه ها و ساختارهای مدفون زمین شناسی به کمک درجات اول و دوم مشتق قائم میدان گرانی گامی اساسی در بهبود روش های تفسیر و پردازش داده های گرانی است. هرچند بزرگترین عیب این فیلترها حساسیت آن ها به نوفه است. در این پژوهش با استفاده از ترکیب دو روش تفاضل محدود و فیلتر گسترش رو به بالا یک روش جدید و توانمند برای محاسبه مشتق قائم میدان گرانی که از پایداری بیشتری در برابر نوفه برخوردار است به منظور تولید مشتقات قائم پایدار و طراحی فیلتر های تعیین لبه معرفی و استفاده می گردد. بدین منظور ابتدا با استفاده از داده های گرانی مصنوعی حاصل از سه منشور با عمق و پارامترهای متفاوت آلوده به 3 و 6 درصد نوفه گاوسی توانایی این تکنیک و سایر روش‌های مرسوم محاسبه مشتق قائم میدان گرانی مورد بررسی قرار گرفته و پس از تایید نظری، توانمندی این روش و سایر روش های محاسبه مشتق قائم به همراه فیلترهای تعیین لبه ها مانند زاویه تیلت افقی (TDX) و فیلتر تابع پله‌ای هوی ساید مشتق قائم (HSV) بر روی داده های گرانی معدن سنگ آهن جلال‌آباد زرند، واقع در استان کرمان نیز مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از مدل های گرانی مصنوعی و داده های میدانی، توانایی این تکنیک را در کاهش تاثیر نوفه در نقشه های گرادیان قائم و ترسیم بهتر لبه های چشمه های گرانی با فیلترهای تعیین لبه زاویه تیلت افقی و تابع پله‌ای هوی ساید مشتق قائم نمایش می دهد.

کلیدواژه‌ها


ابراهیم‌زاده اردستانی، و.، 1389، گرانی‌سنجی کاربردی، انتشارات دانشگاه تهران.
 
ژولیده­سر, ف، مرادزاده, ع. و دولتی­ارده­جانی, ف.، 1399، وارون‌سازی تُنُک سه‌بعدی توام گرادیان متقاطع با استفاده از قید همواری برای داده‌های گرانی و مغناطیس کانسار آهن هماتیتی جلال‌آباد،  نشریه مهندسی معدن، 15(49)، 67-87.
 
یوسفی­طبس, ع. و آقاجانی, ح.، 1397، کاربرد روش گرادیان کل نرمال بهبودیافته در تعیین موقعیت بی‌هنجاری‌های میدان پتانسی، نشریه مهندسی منابع معدنی، 3(3)، 17-29.
 
ژولیده­سر، ف. و مصطفایی، ک.، 1392، خدمات ژئوفیزیک مغناطیس­سنجی و گرانی­سنجی در آنومالی­های سنگ آهن ایران مرکزی، پروژه اکتشاف گرانی­سنجی در محدوده شمالی معدن سنگ­آهن جلال­آباد زرند، گزارش فنی گرانی­سنجی، مشارکت شرکت معدن­کاو و زمین موج­گستر.
 
Alvandi A., Toktay H D. and Pham L T.; 2022a: Capability of improved Logistics filter in determining lateral boundaries and edges of gravity and magnetic anomalies Tuzgolu, Area Turkey. Iranian Journal of Mining Engineering., 7(4), https://doi.org/10.22034/ijme.2022.538984.1889. (in Persian).
 
Alvandi A., Toktay H D. and Pham L T.; 2022b: Interpretation of gravity data using logistic function and total horizontal gradient (LTHG) - A case study: Charak anticline. JOURNAL OF RESEARCH ON APPLIED GEOPHYSICS (JRAG)., 17(56), https://doi.org/10.22044/jrag.2022.11430.1325. (in Persian).
 
Ai, H., Alvandi, A., Ghanati, R., Pham, L., Alarifi, S., Nasui, D. and Eldosouky, A., 2023, Modified non-local means: A novel denoising approach to process gravity field data. Open Geosciences, 15(1), https://doi.org/10.1515/geo-2022-0551.
 
Alvandi, A., Su, K., Ai, H., Ardestani, V.E., and Lyu, C., 2023, Enhancement of Potential Field Source Boundaries Using the Hyperbolic Domain (Gudermannian Function). Minerals13, 1312. https://doi.org/10.3390/min13101312.
 
Alvandi, A., and Ardestani, V.E., 2023, Edge detection of potential field anomalies using the Gompertz function as a high-resolution edge enhancement filter. Bull. Geophys. Oceanogr, 64, 279–300. https://doi.org/10.4430/bgo00420.
 
Alvandi, A., Ghanati, R., 2023, Using magnetic data for estimating the location of lateral boundaries and the depth of the shallow salt dome of Aji-Chai, East Azerbaijan Province, Iran. International Journal of Mining and Geo-Engineering, 57(3), pp. 251-258. https://doi.org/10.22059/ijmge.2023.352685.595014.
 
Baniamerian, J., Liu, S., and Abbas, M. A., 2018, Stable computation of the vertical gradient of potential field data based on incorporating the smoothing filters. Pure and Applied Geophysics, 175(8), 2785–2806.
 
Blakely, R. J., 1996, Potential theory in gravity and magnetic applications. Cambridge: Cambridge University Press.
 
Cooper, G. R. J., and Cowan, D. R., 2006, Enhancing potential field data using filters based on the local phase. Computers and Geosciences, 32(10), 1585–1591.
 
Florio, G., Fedi, M., and Pasteka, R., 2006, On the application of Euler deconvolution to the analytic signal. Geophysics, 71(6), L87–L93.
 
Gang, Y, Lin, Z., 2018, An improved stable downward continuation of potential fields using a truncated Taylor series and regularized vertical derivatives method, Journal of Geophysics and Engineering, 15(5), 2001–2008.
 
Oliveira, S.P. and Pham, L.T., 2022, A stable finite difference method based on upward continuation to evaluate vertical derivatives of potential field data. Pure Appl Geophys 179(12):4555–4566.
 
Rao DB, Prakash MJ, Ramesh Babu N (1990) 3-D and 2 1/2-D modeling of gravity anomalies with variable density contrast. Geophys Prospect 38:411–422.
 
Tatchum, C. N., Tabod, C. T., Koumetio, F., and Manguelle Dicoum, E., 2011, A gravity model study for differentiating vertical and dipping geological contacts with application to a Bouguer gravity anomaly over the Foumban shear zone, Cameroon. Geophysica, 47(1–2), 43–55.
 
Toktay, H.D., 2022, Modeling of Archaeomagnetic Anomaly Maps, Springer, Singapore, https://doi.org/10.1007/978-981-19-4219-8.
 
Tran, K. V., and Nguyen, T. N., 2020, A novel method for computing the vertical gradients of the potential field: application to downward continuation. Geophysical Journal International, 220(2), 1316–1329.
 
Pham, L. T., 2021, A high resolution edge detector for interpreting potential field data: A case study from the Witwatersrand basin, South Africa. Journal of African Earth Science, 178(104), 190.