وارون سازي غيرخطي داده هاي گراني سنجي به منظور تعيين عمق، شعاع و شكل هندسي چشمه بي هنجاري، مطالعه موردي: گنبد نمكي آجي چاي

Nonlinear inversion of gravity profile data for depth, radius and geometry determination of anomaly source, a case study: Aji Chai salt dome

در اين مقاله با استفاده از يك روش وارون سازي غيرخطي داده هاي گراني، پارامترهاي عمق، شعاع، ضريب دامنه و عامل شكل چشمه بي هنجاري محاسبه مي شود. با تعيين مقدار گراني در مبدا مختصات و نيز دو مقدار ديگر گراني در روي پروفيل برداشت، عمق چشمه بي هنجاري با حل معادله غيرخطي f(z)=0 تخمين زده مي‌شود. از آنجايي كه در طبيعت، چشمه هاي بي هنجاري گراني ناهمگن بوده و داراي شكل هندسي نامنظم مي باشند؛ داده هاي گراني پروفيلي معمولاً نسبت به نقطه مبدا -كه داراي مقدار گراني بيشينه، بدون توجه به علامت مثبت و منفي آن، است و معرف مركز چشمه بي هنجاري است- نامتقارن است و منحني تغييرات ميدان گراني در راستاي پروفيل ناهموار است. به همين دليل در عمل از چندين داده در طول يك پروفيل براي تخمين پارامترهاي عمق، ضريب دامنه و عامل شكل استفاده مي‌شود. با دانستن مقدار عمق، سه پارامتر شعاع، ضريب دامنه و عامل شكل قابل محاسبه مي‌باشند. روش پيشنهادي، براي چشمه‌هايي با شكل‌هاي هندسي استوانه عمودي، استوانه قايم و كروي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. كارايي روش مذكور با افزودن نوفه تصادفي به ميدان گراني محاسبه شده براي مدل‌هاي مصنوعي نيز تحليل مي‌شود. همچنين تاثير عمق و اختلاف فاصله در تعيين نقطه مبدا چشمه بي هنجاري گراني بررسي خواهد شد. از روش وارون سازي غيرخطي براي تخمين عمق، شعاع و نيز تعيين شكل حدودي يك گنبد نمكي استفاده مي‌شود. در اين مطالعه گنبد نمكي آجي چاي بررسي شده و طي آن عمق گنبد مذكور در حدود 63/64 متر زمين و شعاع آن 8/34 متر برآورد شده است. همچنين شكل هندسي اين گنبد نمكي بر اساس عامل شكل كه 43/1 محاسبه شده است، به كره قابل تشبيه است.

A nonlinear inversion technique using a fast method is developed to estimate successively the depth, shape factor and amplitude coefficient of a buried structure using residual gravity anomalies along a survey line. By defining the anomaly value at the origin and the anomaly value at different points on the survey line, the problem of depth estimation is transformed into a problem of solving a nonlinear equation of the form f (z) = 0. Knowing the depth of the anomaly source, we can estimate the shape factor, and finally, the amplitude coefficient of the anomaly. Using the amplitude coefficient, we can also compute the radius of the anomaly. This technique is applicable for a class of geometrically simple anomalous bodies, including semi-infinite vertical cylinder, infinitely long horizontal cylinder, and sphere. The efficiency of this technique is demonstrated using the gravity anomaly due to a theoretical model with and without random errors. Finally, the applicability of the technique is illustrated using the residual gravity anomaly of a salt dome, situated near Miyaneh, northeast of Iran. The interpreted depth and other model parameters are in good agreement with the known actual values of the parameters. The estimated depth, radius, shape factor and the amplitude coefficient values of the salt dome are 64.63 m, 34.8 m, 1.43 and -472 mGal, respectively.