پژوهش های ژئوفیزیک کاربردی
سال:1396 | دوره:3 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

وارون سازی داده های مغناطیسی از اهمیت زیادی در تفسیر داده های اکتشافی برخوردار است. در این روش تخمین توزیع مغناطیس پذیری مدل زیرسطحی از طریق داده های اندازه گیری شده سطحی صورت می گیرد. یکی از نکات کلیدی در حل مسائل وارون داده های ژئوفیزیکی تعیین مقدار بهینه پارامتر منظم سازی است. برای این منظور روش های مختلفی در وارون سازی سه بعدی داده های مغناطیسی وجود دارد. در مطالعه حاضر از روش تخمینگر نااریب ریسک احتمالی (UPRE) برای تعیین مقدار بهینه پارامتر منظم سازی جهت وارون سازی سه بعدی مقید داده های مغناطیسی با روش نمایش گرادیان تعدیل شده نیوتن (GPRN) استفاده شد. جهت نیل به این هدف الگوریتمی تهیه گردید؛ که مقدار پارامتر منظم سازی برای وارون سازی تخمین زده می شود. برای بررسی چگونگی عملکرد و تعیین اعتبار الگوریتم تهیه شده، ابتدا از داده های مغناطیسی حاصل از یک مدل مصنوعی و داده های واقعی مغناطیسی مربوط به کانسار آهن الله آباد استان یزد استفاده شد. نتایج مدل سازی وارون سه بعدی داده های مغناطیسی در این منطقه نشان می دهد که عمق کانی سازی در این منطقه کمتر از 100 متر است. نتایج به دست آمده در مقایسه با داده های حاصل از حفاری نشان می دهد که به کارگیری این الگوریتم، می تواند تخمین مناسبی از توزیع مغناطیس پذیری و ساختارهای زیرسطحی ماده معدنی ارائه کند.

واهمامیخت یکی از مراحل مهم پردازش سیگنال های لرزه ای برای به دست آوردن تصاویر با تفکیک پذیری بالا از زیر سطح زمین از جمله تصاویر مخازن هیدروکربن است. در این مقاله فرآیند واهمامیخت ناپایا به منظور تخمین دامنه و زمان ضرایب غیر صفر سری بازتاب و همچنین تخمین فاکتور کیفیت لایه ها با فرض وجود محیط میرا کننده برای انتشار موجک چشمه با استفاده از روشی آماری انجام شده است. بازیابی محل دقیق بازتاب ها و حذف اثر میرایی زمین با استفاده از الگوریتم تبلور شبیه سازی شده صورت گرفته و فاکتور کیفیت برای هر لایه تخمین زده می شود. همچنین دامنه سری ضرایب بازتاب نیز با روش کمترین مربعات به دقت به دست می آید. در روش پیشنهادی، هر سه پارامتر دامنه، زمان ضرایب و فاکتور کیفیت مربوط به هر لایه به صورت هم زمان تخمین زده می شود که می توان آن را مزیتی نسبت به سایر روش ها بیان کرد. از الگوریتم تبلور شبیه سازی شده که الگوریتمی آماری و بر پایه ی تکرار است؛ برای حل مسئله ی مورد نظر استفاده شده است. نتایج حاصل از پیاده سازی این الگوریتم بر داده های مصنوعی و میدانی، دقت عملکرد آن را به خوبی نشان می دهد.

با توجه به قرار گرفتن کشور ایران در کمربند ماگمایی جهانی و وجود چشمه های آب گرم فراوان و کوه های آتش فشانی، ایران از جمله مناطق دارای پتانسیل قابل توجه منابع زمین گرمایی به حساب می آید. اگرچه برخی اکتشافات مقدماتی، وجود پتانسیل های زمین گرمایی در استان کرمان را شناسایی کرده، اما تاکنون مطالعات جامعی به منظور اکتشاف دقیق تر این ذخایر انجام نشده است. در این تحقیق، محاسبه عمق نقطه کوری به منظور تعیین پتانسیل زمین گرمایی در منطقه واقع بین طول های شرقی ´ 30 و ° 56 تا ´ 30 و ° 58 و عرض های شمالی ´ 30 و° 28 تا ´ 30 و ° 29 با وسعت 22010 کیلومترمربع در محدوده مرکزی استان کرمان (واقع در شمال شهر جیرفت و شرق شهر بافت) مورد توجه قرار گرفت. بدین منظور، اطلاعات زمین شناسی منطقه و داده های مغناطیسی هوابرد، به عنوان داده های اصلی تحقیق، مورد استفاده قرار گرفت. بعد از حذف میدان مغناطیسی اصلی از داده های مغناطیسی (با استفاده از مدل میدان IGRF) و پس از اعمال فیلترهای RTP و میان گذر، بلوک بندی منطقه جهت استفاده از روش تحلیل طیفی انجام شد. بعد از انتخاب اندازه بهینه ابعاد بلوک بندی، با استفاده از شیب نمودار طیف توان، عمق بالا و عمق مرکز توده مغناطیسی برای تمام بلوک ها محاسبه و در نهایت، نقشه عمق کوری منطقه مورد مطالعه تهیه شد. عمق کوری در منطقه مورد مطالعه، در محدوده 9 تا 9/9 کیلومتر متغیر است و کمترین مقادیر آن مربوط به ناحیه جنوب شرقی منطقه است. اطلاعات زمین شناسی منطقه حاکی از وجود شواهد دیگری چون چشمه های آب گرم، توده های نفوذی و توده های آتش فشانی در قسمت جنوب شرقی منطقه است. محدوده مذکور، به عنوان محتمل ترین ناحیه جهت انجام مطالعات اکتشاف تفصیلی منابع زمین-گرمایی در محدوده مورد مطالعه معرفی می شود.

تضعیف نوفه یکی از مراحل مهم پردازش داده های لرزه ای بازتابی است. عدم تضعیف نوفه در مراحل ابتدایی پردازش می تواند بر روی مراحل بعدی پردازش و تفسیر تأثیر مخرب داشته باشد و باعث افت کیفیت مقاطع و تصاویر لرزه ای نهایی شود. دسته مهمی از نوفه های داده های لرزه ای، نوفه های همدوس هستند؛ که از یک ردلرزه به ردلرزه دیگر دارای روند می باشند. یکی از مهم ترین نوفه های همدوس، نوفه زمین غلت است؛ که دارای محدوده فرکانسی پایین، دامنه بالا و سرعت انتشار پایین می باشند. روش های مختلفی نظیر فیلتر های فرکانسی بالا گذر، میان گذر و فیلتر فرکانس-عدد موج (f-k) برای تضعیف آن ها به کار می رود؛ که هرکدام از آن ها معایبی دارند. در این مقاله از روش تجزیه مُد متغیر برای تضعیف نوفه زمین غلت استفاده شده است. تجزیه مُد متغیر بر خلاف سایر روش های تجزیه مانند روش تجزیه مُد تجربی دارای پایداری بسیار بهتری در مقابل نوفه است. در این روش سیگنال حاوی نوفه به مؤلفه های نوسانی به نام مُد، تجزیه می شود. هر مُد از حوزه زمان به حوزه زمان-فرکانس انتقال داده می شود و سپس فیلتر طراحی شده بر روی آن اعمال می گردد و به حوزه زمان برگردانده می شود. ردلرزه نوفه زدا شده از حاصل جمع مُدهای فیلتر شده به دست می آید. روش تضعیف نوفه زمین غلت با استفاده از تجزیه مُد متغیر بر روی داده های لرزه ای مصنوعی و واقعی اعمال گردید و نتایج آن با نتایج حاصل از روش متداول f-k مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان داد که روش مبتنی بر تجزیه مُد متغیر بر خلاف روش متداول f-k بدون آسیب رساندن به سیگنال بازتابی، به خوبی نوفه زمین غلت را تضعیف نماید و می تواند به عنوان یک روش مناسب برای تضعیف نوفه زمین غلت مورد استفاده قرار گیرد.

برای تعیین موقعیت افقی اجسام زیرسطحی از روی نقشه های میدان پتانسیل، روش های تعیین مرز مورد استفاده قرار می گیرند. در این روش ها عمدتاً از مشتقات میدان پتانسیل استفاده می شود. از رایج ترین این روش ها می توان به سیگنال تحلیلی، زاویه تمایل، مشتق افقی کل زاویه تمایل و مشتق افقی کل نرمال شده اشاره کرد؛ که در تفسیرهای ژئوفیزیکی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله، قابلیت روش واریانس ناهمسانگردی نرمال شده در تعیین مرز آنومالی های گرانی بررسی و با روش های ذکرشده مقایسه شده است. عدم استفاده مستقیم از مشتقات درجات بالا و مشتق قائم در محاسبات، از مزایای این روش است؛ که موجب شده نتایج به دست آمده برای داده های همراه با نوفه از پایداری بیشتری برخوردار باشند. یکی از پارامترهای تأثیرگذار در محاسبات مربوط به این روش، عدد پنجره است. این عدد برای داده های بدون نوفه مقدار بهینه سه در نظر گرفته شده است و برای داده های حاوی نوفه، این مقدار بهینه از طریق محاسبه تغییرات بیشینه های واریانس ناهمسانگردی نرمال شده برحسب عدد پنجره های مختلف انجام گرفته است. به منظور بررسی کارایی این روش در تعیین مرز توده های گرانی و مقایسه نتایج آن با نتایج سایر فیلترهای ذکرشده، از مدل های مکعبی در دو حالت مختلف استفاده شده است. در حالت اول از مکعب های در کنار هم و در حالت دوم از دو مکعب هم مرکز که با یک فاصله عمودی روی یکدیگر قرار دارند، بهره گرفته شده است. فیلترهای عنوان شده قادر به شناسایی مرز مکعب ها در حالت دوم نبوده اند. این در صورتی است که مرز مکعب ها در هر دو حالت توسط روش واریانس ناهمسانگردی نرمال شده به خوبی آشکارسازی شده است. همچنین، قابلیت این روش در حالتی که داده ها همراه نوفه هستند؛ نیز بررسی شده است. درنهایت، این روش بر روی داده های واقعی معدن منگنز صفو اعمال شده است؛ که نتایج قابل قبولی به دست آمده است.

امروزه روش های مختلفی برای آنالیز سرعتی داده های لرزه ای به کار می رود؛ که از آن جمله روش های مبتنی بر همدوسی است؛ که در تخمین سرعت برانبارش بسیار راهگشاست. از آنجا که همه روش های مطرح شده در حوزه زمان پیاده سازی شده اند؛ سعی بر آن است با معرفی حوزه موجک گسسته غیرکاهشی ارتقای آنالیز سرعتی نشان داده شود. وجود نوفه و همچنین تضعیف سیگنال ها در اثر جذب فرکانس باعث می شود که سیگنال طی زمان و عبور از لایه های مختلف دچار اعوجاج شده و به تدریج در حیطه زمانی با از دست دادن فرکانس هایش پهن تر شود. از دست دادن فرکانس های بالاتر و حضور نوفه می تواند منجر به خطا در تخمین دقیق سرعت شده و نهایتاً تصویرسازی لرزه ای را دچار خطا کند. در این مقاله ابتدا داده ها توسط یک موجک مادر که در اینجا دابیچی2 انتخاب شده است؛ تجزیه شده و به فضای موجک گسسته غیر کاهشی برده می شود. سپس آنالیز سرعتی در هر کدام از مقیاس ها به طور جداگانه صورت می پذیرد. توجه شود که هر ردلرزه به صورت مجزا تجزیه می شود و روش تبدیل موجک گسسته غیرکاهشی به فرم یک بعدی اعمال می گردد. سپس مقیاس های یکسان از همه ردلرزه ها در یک مقیاس تجمیع شده و آنالیز سرعتی انجام می شود. در انتها طیف های سرعتی مقیاس ها با وزن یکسان یکپارچه شده و آنالیز سرعتی چند تفکیکی را ارائه می دهند. نتایج حاصل از داده های مصنوعی و واقعی مبین افزایش چشم گیر دقت آنالیز سرعتی چند تفکیکی نسبت به آنالیز سرعتی در حوزه زمان است. همچنین حضور نوفه همدوس و اتفاقی تأثیر کمتری در ایجاد خطا در روش پیشنهادی داشته است.

کمربند چین خورده-راندگی زاگرس در نتیجه برخورد صفحه عربستان با پوسته قاره ای ایران مرکزی استو به عنوان یک مثال از یک کمربند جوان برخورد قاره-قاره در نظر گرفته می شود. در این مطالعه تحلیل تابع گیرنده P برای تعیین ضخامت پوسته و نسبت Vp/Vs در شمال غرب زاگرس استفاده شده است. به همین منظور از داده های زمین لرزه هایی که توسطایستگاه هایلرزه نگاری کوتاه دوره و باند پهن سه مؤلفه ای شبکه های کرمانشاه و خرم آباد در فاصله رومرکز ˚ 95>D>˚ 30 و با بزرگای 5/5≤ mbکهطی سال های 2010 تا 2015 ثبت شده اند؛ استفاده شده است. ابتدابااستفادهازتأخیرزمانیبینفاز تبدیل یافته Ps از موهو نسبت به رسید مستقیم P، متوسط عمق موهو برای منطقه برآورد شد. سپسبااستفادهازروشبرآوردهمزمانعمقونسبت Vp/Vs پوسته وبهکمکبازتاب هایچندگانهپوسته (PpPs, PpSs + PsPs) مقدارمتوسط ضخامت پوستهونسبت Vp/Vs با روش زو و کاناموریمحاسبه شد. با استفاده از این روش متوسط عمق موهو در شمال غرب زاگرس 44 کیلومتر به دست آمد؛ که از 36 کیلومتر تا 55 کیلومتر تغییر می کند. در بخش شمالی منطقه ضخامت پوستهبه طور متوسط 38 کیلومتر بوده و با عبور به سمت قسمت مرکزو جنوب منطقه؛ پوسته ضخیم تر می شود. نتایج نشان می دهد ناپیوستگی موهو در زیر منطقه مورد مطالعه تخت نیست. نسبتVp/Vs برای پوسته شمال غرب زاگرس به طور متوسط 74/1 به دست آمد؛ که از 66/1 تا 86/1 تغییر می کند.

عریان شدگی از جمله خرابی های رایج است که در اغلب روسازی های آسفالتی به وقوع می پیوندد. منشأ این خرابی از رطوبت است. به نحوی که در اکثر مطالعات «عریان شدگی» و «آسیب رطوبتی» معمولاً به جای هم استفاده می شود. روش متداول برای شناخت این خرابی، مغزه گیری از نقاط مشکوک در سطح راه و انجام آزمایش های مخرب بر روی مغزه به دست آمده است. از جمله رایج ترین آزمایش ها، چگالی واقعی آسفالت، مقایسه نسبت تنش کششی غیرمستقیم نمونه ها در حالت اشباع به خشک و به دست آوردن میزان درصد فضای خالی آسفالت است؛ اما این قبیل از آزمایش ها، مخرب اند و چاله های به وجود آمده از مغزه گیری در سطح راه باید مرمت و وصله شوند. همچنین انجام این کار دشوار و دستیابی به نتایج حاصل از آزمایش های مخرب اغلب وقت گیر هستند. روش ارزیابی با رادار نفوذی به زمین Ground Penetration Radar (GPR) از جمله روش های غیر مخرب است، که امروزه کاربرد آن در مهندسی راه رو به افزایش است. در این پژوهش قطعاتی از مسیر شبکه راه های استان تهران، با انتخاب نقاطی از مسیر، پس از ارزیابی غیر مخرب، مغزه گیری شد و نتایج حاصل از تحلیل رادار با پارامترهای آزمایش های مخرب مقایسه شد. به طوری که با کاهش درصد فضای خالی کمتر از 7 درصد، افزایش چگالی واقعی آسفالت، افزایش مقدار نسبت تنش کششی غیرمستقیم نمونه ها در حالت اشباع به خشک به بیش از 8/0 و در نهایت افزایش مقدار ثابت دی الکتریک ناشی از ارزیابی غیر مخرب مشاهده شد. در این پژوهش عدد ثابت دی الکتریک کمتر از 10/5، عریان شده و بیشتر از آن آسفالت سالم در عمق 5 سانتی متر از سطح آسفالت و در سطوح زیرین آسفالت (از عمق 5 تا عمق 10 سانتی متری) ثابت دی الکتریک کمتر از 40/5 منطبق بر نواحی عریان شده و بالاتر از این مقدار منطبق بر آسفالت سالم است.