مدل‌سازي وارون ماركوارت بي هنجاري گراني ساختارهاي تاقديسي و ناوديسي بر اساس تباين چگالي سهموي (مطالعه موردي: ناحيه كرند)

Marquardt inverse modeling of gravity anomalies due to anticlinal and synclinal structures based on parabolic density contrast. (A case study: Kerend region)

در اين مقاله روشي بر اساس مدل سازي وارون ماركوارت دو بعدي ساختارهاي تاقديسي و ناوديسي با استفاده از داده ميدان گراني ارايه و تباين چگالي اعماق مختلف زمين بر اساس تابع تباين چگالي سهموي محاسبه مي گردد. در اين روش ساختارهاي چين خورده از نظر هندسي به مثلث متساوي الساقين تشبيه مي شود. داده گراني بوگه شامل گراني منطقه اي و محلي مي باشد و نياز است تا اثرگراني منطقه اي حذف گردد. روش هاي مختلفي براي اين منظور ارايه شده است؛ اما در بهترين حالت نيز اثر ميدان گراني منطقه اي بطور كامل حذف نمي شود. در اين مقاله، كارايي روش براي بي هنجاري هاي گراني مربوط به مدل هاي مصنوعي تاقديسي و ناوديسي، با و بدون بي هنجاري گراني منطقه اي مورد بررسي قرار مي گيرد. در اين روش با بكارگيري روش بهينه سازي ماركوارت پارامترهاي عمق بالا و پايين و زاويه ساق هاي مثلث، با تكرار تغيير مي كنند تا اينكه خطاي بين داده هاي گراني محاسبه اي و مشاهده اي از حد تعيين شده كمتر گردد. نتايج بدست آمده عملكرد قابل قبول الگوريتم نوشته شده را نشان مي دهند. همچنين داده هاي گراني واقعي مربوط به ناحيه كرند استان گلستان مورد تجزيه و تحليل قرار مي گيرند تا شكل و عمق ساختارهاي چين خورده كه مي توانند بعنوان تله هاي هيدروكربني در منطقه مورد مطالعه عمل كنند، تعيين گردد. خروجي اين روش در واقع عمق نهشته ها موجود در منطقه مورد مطالعه كه روي سنگ بستر واقع شده اند را نشان مي دهد. مدل سه بعدي ساختارهاي چين خورده مدفون در زير نهشته ها حاصل از وارون سازي ماركوارت، عمق بالاي تاقديس را در حدود 2800 متر، عمق پايين تاقديس يا بالاي ناوديس كه تقريبا مطابق با داده گراني صفر مي باشد را در حدود 4200 متر و عمق پايين ناوديس را در حدود 5600 متر تخمين زده است.

In this paper, a method based on the 2D Marquardt inverse modeling of anticlinal and synclinal structures using the gravity field data is introduced and the density contrast of the difference depths of the earth is computed based on a parabolic density function (PDF). The normal and inverted isosceles triangular models are generally used to describe the geometries of these structures in analyzing gravity anomalies. In the absence of known geology, it may not be possible to isolate completely the gravity signature due to a geological structure from the regional gravity background. In this paper a computer program solves three different parameters of the structure, z1, z2 and i, in addition to estimating two coefficients of regional gravity anomaly. The modeling process begins with computing the theoretical gravity anomaly of an anticline or syncline prototype, defined by approximate shape parameters in each case that can be attained from known geology. The program reduces the error between the observed gravity anomaly and the estimated gravity anomaly by improving the initial parameters of the model during repetition until the misfit function falls below a predefined allowable error or the damping factor acquires a large value or the specified number of iterations is completed. The efficiency of the algorithm is illustrated with a set of synthetic gravity anomalies over an anticlinal and a synclinal structure both with and without regional background, further, the code is exemplified with the gravity data from Kerend region, Iran. The target of gravity survey studies is determination the limits and depth values of anticlinal structures as a probable hydrocarbon traps. The results show the top depth of the anticlinal about 2800 m, the bottom depth of the anticlinal about 4200 m and the bottom depth of the synclinal about 5600 m.