بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر روی پاسخ اهداف مغناطیسی در روش مغناطیس ‏سنجی با استفاده از مدلسازی پیشروی دوبعدی و سه بعدی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

2 گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

چکیده

در پژوهش حاضر مدلسازی مصنوعی دوبعدی و سه بعدی اهداف معرف ساختارهای زمین شناسی متداول با ‏Encom ModelVision‏ انجام شد. در این راستا تأثیر عوامل مختلف همانند جنس، اندازه و ابعاد، عمق دفن و ‏شکل هندسی توده و نیز فواصل برداشت پروفیلی بر روی پاسخ توده‌های مغناطیسی به شکل کروی، بیضوی و ‏خطی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مدلسازی مصنوعی داده‌ها نشان داد که مطابق انتظار، شدت میدان ‏مغناطیسی با اندازه و ابعاد توده‌های مدفون، رابطه مستقیم و با عمق دفن توده، رابطه عکس دارد. همچنین ‏برای توده‌های به شکل چندضلعی دلخواه منتظم و غیرمنتظم، بیضوی و استوانه قائم، پاسخ مغناطیسی توده ‏تا حدود زیادی از شکل هندسی آن تبعیت می‌کند. براساس بررسی تاثیر فواصل برداشت پروفیلی بر روی ‏توده‌های با اشکال کروی، بیضوی و خطی، بین فواصل برداشت پروفیلی و نسبت ارتفاع به نصف عرض بی ‏هنجاری مغناطیسی، روابط ریاضی خطی ساده با ضریب همبستگی بالا به دست آمد که این روابط می توانند ‏در عمل برای پی جویی و اکتشاف مقدماتی مورد استفاده قرار گیرند. نتایج پژوهش از طریق برداشت های ‏میدانی بر روی لوله های فلزی مدفون در محوطه دانشگاه صنعتی اراک نیز نشان داد که علیرغم انتخاب ‏فواصل ایستگاهی ثابت و کوچک (یک متر) و اعمال تبدیل ها و فیلترهای مناسب بر روی داده ها توسط نرم ‏افزار ‏Geosoft Oasis montaj، بطورکلی با کاهش تعداد پروفیل ها (افزایش فواصل بین پروفیلی)، پاسخ لوله ‏های فلزی مدفون، پهن‌تر و ضعیف‌تر می‌شود، بگونه‌ای‌که در برخی موارد روند بی‌هنجاری‌ها به‌طورکلی تغییر ‏کرده و حتی تشخیص نوع هدف غیرممکن است.‏

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of various parameters on the response of magnetic ‎targets in magnetometry method using 2D and 3D forward modeling

نویسندگان [English]

  • Reza Ahmadi 1
  • Masoumeh Shariati Zarch 2
1 Faculty member of Mining Engineering Department, Engineering of Earth Science College, Arak University of Technology
2 Mining Engineering Department, College of Geosciences Engineering, Arak University of Technology
چکیده [English]

In this research, 2D and 3D synthetic modeling of targets representing common geological ‎structures was carried out using Encom ModelVision. In this regard the effect of factors such as ‎material type, size and dimensions, burial depth and geometrical shape of body as well as survey ‎profiles interspacing on the response of spherical, elliptical and linear magnetic bodies ‎representing geological structures was investigated. The results of synthetic data modeling ‎showed that as expected, magnetic intensity is directly correlated with the size and dimensions ‎of the buried bodies having reverse correlation with the burial depth of the body. Also the ‎magnetic response of bodies containing regular and irregular arbitrary polygons, ellipsoid and ‎vertical cylinder largely follows the geometric shape of the body. According to the effect of ‎survey profiles spacing on the spherical, elliptical and linear bodies, a series of simple linear ‎mathematical relationships with high correlation coefficient between survey profile interspacing ‎and ratio of height to half width of magnetic anomaly were obtained. These relationships can be ‎used in prospecting and preliminary exploration stages. The results of field surveys on the buried ‎metallic pipes at Arak University of Technology campus, revealed that despite the selection of fix ‎small station intervals (1m) and employing appropriate transforms and filters on the data by ‎Geosoft Oasis montaj, overal by reducing the number of profiles the response of the buried ‎metallic pipes, gets wider and weaker so that in some cases the trend of anomalies completely ‎changes and even identification of target type is impossible.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • ‎2D and 3D modeling
  • Encom ModelVision
  • Magnetic survey profile
  • Arak University of ‎Technology campus
  • Geosoft Oasis montaj
محمدی، س.، نمکی، ل.، حامد پور دارابی، م.، 1395، ارائه یک برنامه رایانه ای به زبان متلب جهت مدلسازی پیشرو داده­های مغناطیس سنجی، کنفرانس ژئوفیزیک ایران، دوره 17.

خلیل آبادی، م.ر.، صفی خانی، م.، شاه­میرزایی، ح.، 1396، پردازشداده­هایمغناطیسیدریاواستخراجنقشۀناهنجاری هایمغناطیسی، دوفصلنامهعلمی- پژوهشیهیدروفیزیک، دوره 3، شماره 1، صفحه 10-1.

ورفی نژاد، ر.، پرنو، س.، کامکار روحانی، ا.، 1398، وارون‌سازی دوبعدی داده‌های مغناطیس‌سنجی با استفاده از قیدهای فشردگی و وزن‌دهی عمقی: دو مطالعه موردی روی داده‌های لوله انتقال گاز و داده‌های آثار باستانی، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 45، شماره 3، صفحه 507-521.

کلاگری، غ.ح.، 1389، اصول اکتشافات ژئوفیزیکی، انتشارات مولف کتاب، 512 ص.

شاهوردی، م.، نمکی، ل.، منتهایی، م.، مصباحی، ف.، م.، بساوند، 1396، تفسیر داده‌های مغناطیسی براساس محاسبه زاویه تیلت و بهبود گرادیان افقی، مطالعه موردی فروافتادگی زنجان، مجله فیزیک و فضا، دوره 43، شماره 1، 113-101.

علمدار، ک.، انصاری، ع.ح.، مجتهدزاده، س.ح، 1392، روش­های گرانی و مغناطیس در ژئوفیزیک کاربردی، چاپ اول، جلد 2، 522 ص.

نوروزی، غ.ح.، 1376، طراحی بهینه شبکه برداشت در مطالعات مغناطیسی، نشریه دانشکده فنی، جلد 30، شماره 2، 51-41.

نمکی، ل.، حفیظی، م.ک.، میرزایی، م.، 1389، معرفی روشی برای مدلسازی دوبعدی اتوماتیک داده­های مغناطیس سنجی با بررسی موردی منطقه مکران در جنوب شرق ایران، مجلة فیزیک زمین و فضا، دوره 36، شماره 1، 127-137.

کشوردوست، ر.، عابدی، م.، 1390، مدل سازی لوله های زیرسطحی با استفاده از داده های مغناطیس سنجی، هشتمین کنفرانس دانشجویی مهندسی معدن، دانشگاه تهران، تهران.

محمدی، س.، 1393، مدل سازی دوبعدی ساختارهای زمین شناسی به روش مغناطیس سنجی با استفاده از المان های منشوری قائم، پایان نامه کارشناسی ارشد، علوم پایه دانشگاه‌ هرمزگان.

سرخیل، ح.، عظیمی، ی.، 1393، مدلسازی سه بعدی آنومالی های مغناطیسی محدوده کهک قم با استفاده از تحلیلی ریاضی روند سطحی ارتونرمال، همایش تخصصی کاربرد ریاضیات در علوم زمین، شیراز،دوره 1.

سیف، م.ر.، محمدزاده مقدم، م.، میرزایی، س.،1397، شناسایی و مکان­یابی اهداف و تاسیسات زیرزمینی بر پایه داده­های مغناطیس سنجی با استفاده از روش های سیگنال تحلیلی، اویلر و وارون سازی سه‌بعدی، نشریه علوم و فناوری های پدافند غیرعامل، دوره 9، شماره 3، 368-359.

Saada, A., 2016. Edge detection and depth estimation of Galala El Bahariya Plateau, Eastern Desert-Egypt, from aeromagnetic data, Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 2(1), 25–41.

Fairhead, J.D., 2015. Advances in gravity and magnetic processing and interpretation, EAGE, 352 p.

Lanza, R., Meloni, A., 2006. The Earth’s Magnetism: An Introduction for Geologists, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 287 p.

Reynolds, J.M., 2011. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, 2nd Edition, A John Wiley & Sons, Ltd., Publication, 712 p.

Hinze, W.J., von Frese, R.R.B., Saad, A.H., 2013. Gravity and Magnetic Exploration: Principles, Practices, and Applications, Cambridge University Press, 525 p.

Valenta, J., 2015. Introduction to Geophysics–Lecture Notes, Czech Republic Development Cooperation, 72 p.

Parasnis, D.S., 1973. Mining geophysics, 356 p.                                                        

Telford, W.M., Geldart, L.P., Sheriff, R.E., 1990. Applied geophysics, 792 p.

Parasnis, D.S., 1996. Principles of applied geophysics, 5th edition, Springer, Dordrecht, Netherlands, 456 p.

Cooper, G.R., Cowan, D.R., 2004. Filtering using variable order vertical derivatives. Computers & Geosciences, 30(5), 455–459.

Ganiyu, S.A., Badmus, B.S., Awoyemi, M.O., Akinyemi, O.D., and Olurin, O.T., 2013. Upward continuation and reduction to pole process on aeromagnetic data of Ibadan area, South-Western Nigeria, Earth Science Research, 2, 66–73.

Claerbout, J.F., 1988. Fundamentals of geophysical data processing with applications to petroleum prospecting, Blackwell Scientific Publications.

Zeng, H., Xu, D., Tan, T., 2007. A model study for estimating optimum upward-continuation height for gravity separation with application to a Bouguer gravity anomaly over a mineral deposit, Jilin province, northeast China, Journal of Geophysics, 72, 145-150.

Agocs, W.B., 1955. Line spacing effect and determination of optimum spacing illustrated by Marmora, Ontario magnetic anomaly, Geophysics, 20(4), 871-855.