자기 해석을 위한 빠른 이미징 방법

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13548(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

우리는 원통과 구의 기하학적으로 간단한 모델에 의해 프로파일을 따라 수집된 자기 전위 데이터의 해석을 위한 신속한 이미징 접근 방식을 설명합니다. 이 접근 방식은 관찰된 자기 전위 측정의 분석 신호(AS)와 이상화된 모델의 자기 전위 시그니처의 AS 간의 상관 계수를 계산합니다. 깊이, 전기 쌍극자 모멘트, 편광 각도 및 중심은 해석 모델에 대한 이미징 접근 방식에서 추출하려는 역 매개 변수이며 상관 계수의 가장 높은 값과 관련됩니다. 이 접근 방식은 노이즈 없는 수치 실험을 통해 시연되었으며 실제 모델 매개변수를 재현했습니다. 실제 데이터를 해석하기 전에 실제 소음 수준과 지역 필드로 오염된 수치 실험을 통해 제안된 접근 방식의 정확성과 안정성을 검토합니다. 그 후, 지열 시스템과 광물 탐사의 5가지 실제 현장 사례가 성공적으로 분석되었습니다. 결과는 발표된 연구와 잘 일치합니다.

Fox1은 영국 콘월에서 구리-황화물 광체를 탐사하기 위해 구리 전극과 검류계 장비를 사용하는 자가 전위 방법을 제안했습니다. 자기 전위 방법은 발전했으며2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 흑연, 황화물, 자철석, 우라늄 및 금 탐사에 널리 사용되었습니다16,17 ,18,19,20,21,22, 고지대 매핑23,24, 고고학 조사25, 지질 공학26, 동굴 발견27, 석탄 화재 감지28,29,30, 물 이동 모니터링31,32,33. 전기적 자기 전위 방법은 암석의 누적 간극 압력에 의해 발생하는 산사태 또는 질량 이동과 같은 광범위한 모니터링 연구에 적용되었습니다34.

자기 전위는 지구의 지하 표면14에서 자연적으로 발생하는 자기 전위 차이를 측정하는 수동적 기술입니다. 자기 전위 변칙의 메커니즘과 기원은 여러 저자에 의해 논의되었습니다9,10,13,14,35,36,37,38,39. 자기 전위 방법은 부서진 암석과 다공성 암석을 통한 유체 움직임에 민감한 측정과 약한 유체 움직임에 반응하는 자연 또는 적용된 수력 경사 하에서 다른 지구물리학적 기술보다 선호됩니다. 자기 전위 데이터 전방향 모델링, 반전 및 해석을 위한 여러 가지 접근 방식이 개발되었습니다10,13,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53. 이러한 접근 방식은 두 가지 범주로 분류될 수 있습니다.

가정된 소스 모델의 형상 및 매개변수. 상단, 중간 및 하단 패널은 구형, 반무한 수직 실린더 및 무한히 긴 수평 실린더 모델을 나타냅니다.

개발된 구성표의 작업 흐름을 보여주는 흐름도입니다.

클래스 I은 2차원(2D) 및 3차원(3D) SP 모델링 및 반전을 모두 포함하는 다차원 임의 구조의 자체 전위 이상과 관련이 있습니다. 다차원 SP 반전은 고유하지 않고 불안정할 수 있으며 많은 계산 시간이 필요합니다54,55,56,57,58,59,60. 잘못된 역 문제의 안정적인 솔루션을 검색하는 표준 방법은 정규화 기술입니다.

클래스 II는 수집된 자체 전위 이상 현상을 수직 원통, 수평 원통 및 구와 같은 기하학적으로 단순한 모델로 근사화합니다. 이 클래스는 빠른 정량적 해석을 제공하며 관찰된 데이터에 가장 잘 맞는 해석 모델의 깊이, 위치 및 편광 매개변수를 추론하는 것이 목표입니다. 우리가 여기서 추구하는 연구는 이 수업에 속한다. 측정된 자기 전위 이상43,44,45,46,49,51,53,62로부터 원인 소스의 모양, 깊이 및 분극 매개 변수를 얻기 위해 Class II에 대해 다양한 정량적 방법(그래픽 및 수치)이 확립되었습니다. 63,64,65. 이러한 방법의 단점은 주관적이며 결과적으로 모델 매개변수에 일부 오류가 발생할 수 있다는 것입니다66.