فهرست مطالب
نشریه پژوهش های ژئوفیزیک کاربردی
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 17، بهار 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/11/10
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 1-13
از روش های مرسوم در اکتشاف کانسارهای فلزی به خصوص اسکارن های آهن و مس، به کارگیری هم زمان روش های تلفیقی قطبش القایی و مقاومت ویژه الکتریکی می باشد. پرکاربردترین آرایه ژیوالکتریکی در برداشت های دوبعدی آرایه دوقطبی- دوقطبی است. این امر به علت حساسیت بالای این آرایه به تغییرات جانبی و کاهش میزان نوفه به حداقل مقدار خود است. کانسار اسکارن پلی متال طلا، مس، روی، آهن عشوند نهاوند در پانزده کیلومتری شمال شرق شهر نهاوند و در دو کیلومتری شمال شرق روستای عشوند قرار دارد. به منظور بررسی کانسار پلی متال عشوند، داده های مقاومت ویژه و قطبش القایی در شبکه مستطیلی در قالب 7 پروفیل به فاصله 50 متر از هم با آرایش دوقطبی- دوقطبی برداشت شد. امروزه مدل سازی داده های ژیوفیزیکی مانند دیگر زمینه های مهندسی جایگاه ویژه ای پیداکرده است. هدف از این مطالعه، وارون سازی داده های مقاومت ویژه و قطبش القایی با استفاده از الگوریتم های لی- اولدنبرگ و هموار می باشد. به منظور صحت سنجی الگوریتم های مذکور مدلی مصنوعی با نرم افزار Res2Dmod طراحی شد، داده های مصنوعی به دست آمده از این مدل با الگوریتم های مذکور وارونسازی شده و نتایج با مدل اولیه تطبیق داده شدند. بر اساس میزان تطابق مدل های حاصل از وارونسازی با مدل مصنوعی اولیه، صحت سنجی صورت گرفت و می توان گفت نتایج معکوس سازی داده های واقعی تا حد امکان به واقعیت نزدیک خواهد بود. با مدل سازی معکوس دوبعدی داده های مقاومتویژه و قطبشالقایی، اطلاعات ارزشمندی از هندسه فضایی، عمق و ابعاد کانیسازی به دست آمد. بر اساس اطلاعات زمین شناسی موجود و نتایج مدل سازی داده های مقاومتویژه و قطبشالقایی در محدوده موردمطالعه مناطق امیدبخش برای حفر گمانه های اکتشافی شناسایی و معرفی گردید.
کلیدواژگان: پلی متال، الگوریتم لی-اولدنبرگ، الگوریتم هموار، عشوند -
صفحات 15-25
بررسی ویژگی های هندسی و ریخت زمین ساختی گسل های پویا، به عنوان چشمه های لرزه زا، یکی از بنیادی ترین گام ها جهت ارزیابی تحلیل خطرلرزه ای در نواحی شهری است. با توجه به موقعیت زمین ساختی گستره کلان شهر تهران و قرارگیری آن در جنوب کوهپایه البرز مرکزی، به عنوان بخشی از کمربند لرزه خیز آلپ-هیمالیا، رخداد زمین لرزه های بزرگ و متوسطی را در گذر زمان تجربه کرده است. لذا، شناسایی و گرد آوری اطلاعات پیرامون گسل های پویا در این گستره شهری، امری ضروری است. با توجه به تدفین برخی از پهنه های گسلی این گستره با پوشش نهشته های آبرفتی کواترنری، بهره گیری از روش های مطالعات زیرسطحی همانند لرزه نگاری برای شناسایی ویژگی های هندسی چنین گسل هایی و ردیابی آنها در ژرفا اجتناب ناپذیر است. با توجه به پیچیدگی های اجرایی و هزینه های عملیات لرزه نگاری در مناطق شهری، در پژوهش حاضر از پردازش ارتعاشات محیطی همانند مایکروترمور ها و خردلرزه ها به عنوان یکی از روش های لرزه نگاری غیرفعال بهره گرفته شده است. در این بررسی، به منظور شناسایی پهنه های گسلی کور پیرامون برج میلاد، در ابتدا با انجام مطالعات ریخت زمین ساختی، دگرشکلی های سطحی مرتبط با کارکرد گسل ها شناسایی شد. در ادامه، با توجه به شناسایی جایگاه و راستای ساختارهای گسلی و تاقدیس پردیسان، پروفیل لرزه ای طراحی و برداشت شده است. با به کارگیری و پردازش ارتعاشات محیطی به کمک روش نسبت طیفی مولفه افقی به قایم (HVSR)، با هدف برآورد پارامتر های دینامیکی رسوبات کواترنری، در درازای پروفیل لرزه ای، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. از جمله پارامتر های دینامیکی رسوبات، فرکانس (پریود) اساسی و ضریب (دامنه) تقویت شدگی امواج در رسوبات هستند که با محاسبه و شبیه سازی آن ها در یک برش عرضی دوبعدی، ضخامت رسوبات و آنومالی های موجود در ژرفا برآورد شده است. با بررسی آنومالی ها در ساختار زیر سطحی برآورد شده و انطباق آن ها با مطالعات ریخت زمین ساختی نشانه-هایی از کارکرد پهنه گسلی کور پردیسان شناسایی و ارایه شده است.
کلیدواژگان: پردازش ارتعاشات محیطی، روش HVSR، گستره کوهپایه تهران، گسل پردیسان -
صفحات 27-40
محدوده اکتشافی مورد مطالعه در شهر نیمور استان مرکزی و در 15 کیلومتری شرق محلات واقع شده است. این محدوده از نظر تقسیم بندی زمین شناسی در مرز بین زون ساختاری سنندج-سیرجان و ارومیه دختر قرار گرفته است. واحد های رخنمون یافته در محدوده اغلب شامل توالی های شیل، مارن، ماسه سنگ، کنگلومرا و آهک است که لایه بندی ها با امتداد (شمال) غربی- (جنوب) شرقی با شیب به سمت شمال شرق است. واحد تراورتن با سن پلیوکواترنر با شیب کم به صورت دگرشیب روی این واحد های زمین شناسی قرار گرفته است. ابتدا به منظور بررسی کارایی روش ژیوالکتریکی، اندازه گیری های آزمایشگاهی پارامتر مقاومت ویژه الکتریکی روی نمونه هایی از ماده معدنی و باطله های همراه انجام شد و باتوجه به قابل قبول بودن نتایج آزمایشگاهی، از مطالعات ژیوفیزیکی به روش های مقاومت ویژه و بارپذیری الکتریکی با آرایش ترکیبی دوقطبی-دوقطبی و قطبی-دوقطبی استفاده شد. برداشت ها در امتداد سه پروفیل و با فواصل الکترودی 15 و 10 متری و تعداد 850 نقطه (قرایت) توسط دستگاه ژیوالکتریک GDD با توان 3600وات انجام شده است. هدف از این مطالعات، اکتشاف ذخایر احتمالی تراورتن می باشد که در زیر روباره و یا در برخی مناطق توسط خاک و لاشه حاصل از فعالیت های قدیمی معدنکاری مدفون شده است. داده های خام صحرایی بعد از پردازش، در امتداد هر پروفیل به صورت دوبعدی معکوس شدند تا زون های محتمل از رخداد عدسی های تراورتن بارز شوند. نتایج مدل سازی معکوس دو بعدی به صورت سه بعدی نیز نمایش داده شد. با در نظر گرفتن نتایج آنالیز آزمایشگاهی خاصیت مقاومت ویژه الکتریکی واحدهای متنوع زمین شناسی موجود در محدوده آتشکوه، بعد از ساخت مدل بلوکی برای هر پروفیل و تخمین مقادیر مقاومت ویژه و بارپذیری الکتریکی، یک مدل زمین شناسی به هریک از سه پروفیل برداشت نسبت داده شد. با توجه به مقادیر بسیار بالای مقاومت ویژه بر روی رخنمون تراورتن در امتداد پروفیل 3، تنها یک مورد آنومالی در مقطع پروفیل 1 و در تراز عمقی 15 تا 20 متر تشخیص داده شد که متعاقبا برای بررسی بیشتر نیاز به حفاری و مطالعات زمین شناسی دقیق تر در نقطه مورد نظر می باشد. همچنین کیفیت مدل های زمین شناسی پیشنهاد شده از روی خواص ژیوالکتریکی با حفر دو گمانه اکتشافی در محدوده مورد تایید قرار گرفت. نتایج حاکی از این است که برداشت های ژیوالکتریکی اطلاعات با ارزشی جهت اکتشاف سنگ های ساختمانی تراورتن تهیه خواهد کرد.
کلیدواژگان: ژئوالکتریک، تراورتن، مقاومت ویژه الکتریکی، بارپذیری الکتریکی، آتشکوه -
صفحات 41-48
آشکارسازی و تعیین دقیق ابتدای امواج لرزه ای از اهمیت بسیار بالایی در مطالعات لرزه شناسی برخوردار است. کیفیت نتایج مطالعه امواج لرزه ای بستگی به قابلیت سنسور لرزه ای در تبدیل صحیح و دقیق امواج لرزه ای دریافتی به سیگنال الکتریکی دارد. به عبارتی دریافت پالس های لرزه ای و تبدیل آن به سیگنال لرزه ای به گونه ای که از نظر زمان دریافت و شکل موج تطبیق بالایی با واقعیت داشته باشد، بسیار مهم است. در این پژوهش برای آشکارسازی امواج لرزه ای از سیستم نوسانی متداول جرم و فنر، و برای تبدیل جابه جایی جرم نوسان کننده به سیگنال الکتریکی از یک سیستم ثبات بر پایه تکنیک ماره استفاده شده است. در این لرزه نگار به سادگی با تغییر زاویه مابین خطوط توری ها و یا تغییر گام آنها حساسیت لرزه نگار تغییر می کند. سنسور ماره ای ساخته شده در واقع یک نمونه ژیوفون در حوزه لرزه نگاری اکتشافی می باشد که مانند دیگر سنسورهای متداول، تک مولفه ای و از نوع قایم می باشد. البته با توجه به این که در این سنسور از برهم نهی توری های ماره در یک زاویه خاص استفاده شده است و جابجایی در جهت عمود بر خطوط توری ها سبب جابجایی فریزهای ماره می شود که به نوبه خود باعث آشکارسازی ارتعاشات می شود. این لرزه نگار به دلیل خاصیت بزرگ نمایی تکنیک ماره قابلیت آشکار کردن جابه جایی های بسیار کوچک از مرتبه چند میکرومتر را دارد. در این پژوهش پاسخ بدست آمده از لرزه سنج ماره ای و یک نمونه از لرزه سنج های متداول به لرزه های نوعی در شرایط یکسان بررسی شده است. نتایج نشان دهنده تطبیق بسیار خوب داده های هر دو نمونه سنسور می باشد. از طرفی ابتدای امواج لرزه ای رسیده به سنسور ماره ای به مراتب دقیق تر از نمونه متداول آن تعیین شد. نتایج به خوبی گویای کارایی و دقت بالای لرزه سنج ماره ای است.
کلیدواژگان: لرزه سنج، امواج لرزه ای، تکنیک ماره، توری -
صفحات 49-60
در این مطالعه ساختار سرعتی پوسته در زیر دو ایستگاه مرکز ملی شبکه لرز ه نگاری باند پهن ایران (INSN) دماوند و تهران، واقع در حاشیه جنوبی البرز مرکزی با روش برگردان همزمان توابع گیرنده موج P و منحنیهای پاشندگی سرعت فاز و گروه موج ری لی مورد بررسی قرار گرفت. جهت تعیین توابع گیرنده از پنج سال داده دورلرز با بزرگای بیش از 5 و روش تکرار واهمامیخت در حوزه زمان استفاده گردید. منحنیهای پاشندگی سرعت گروه و فاز موج ری لی از مطالعه بر روی ساختار پوسته و گوشته ی بالایی فلات ایران در بازه ی دوره ی تناوبی 20 تا 80 ثانیه تامین شده است. ناهماهنگی عمق- سرعت در اطلاعات توابع گیرنده باعث غیریکتایی مساله ی برگردان می شود، اما با دخالت دادن اطلاعات حاصل از سرعت مطلق برآوردهای پاشندگی و برگردان هم زمان این دو مجموعه ی داده ای، می توان بر این محدودیت غلبه کرد. با این کار، اطلاعات با خطای کمتری درمورد ساختار پوسته ای فراهم می شود. نتایج این مطالعه نشان می دهند که عمق ناپیوستگی موهو در زیر ایستگاه تهران (THKV) 50-51کیلومتر و در زیر ایستگاه دماوند (DAMV) 52-54 کیلومتری می باشد. در زیر ایستگاه تهران لایه ای نازک از مواد با سرعت بسیار پایین در سطح به ضخامت 3-2 کیلومتر و لایه ای از رسوبات با ضخامت 12-10 کیلومتر در بالای پوسته بلورین 34 کیلومتری قرار گرفته است. در زیر ایستگاه دماوند لایه ای نازک از رسوبات با سرعت پایین و با ضخامت 4-3 کیلومتر قرار دارد. همچنین در عمق 16-14 کیلومتری تغییرات سرعت موج برشی از 2/3 به 6/3 کیلومتر بر ثانیه می تواند نشاندهنده مرز بین پوسته بالایی و پایینی یعنی مرز کنراد باشد.
کلیدواژگان: البرز مرکزی، عمق موهو، توابع گیرنده، برگردان همزمان -
صفحات 61-77
در این مقاله الگوریتمی برای وارون سازی توامان داده های گرانی و مغناطیس با استفاده از پایدارکننده ناهمسانگرد تغییرات کلی و قید گرادیان متقاطع توسعه داده شده است. پایدارکننده ناهمسانگرد تغییرات کلی با کاربرد جداگانه نرم یک بر مشتق پارامترهای مدل در سه جهت مختصاتی حاصل می گردد. استفاده از این نوع پایدارکننده سبب می شود که در مدل های بازسازی شده، لبه های ساختار زیرسطحی حفظ شده و مدل هایی متمرکز حاصل شوند. همچنین، ناپیوستگی های موجود در ساختارهای زیرسطحی بهتر آشکار می گردد. ارتباط بین پارامترهای مختلف مدل، تباین چگالی و خودپذیری مغناطیسی، توسط قید گرادیان متقاطع برقرار می شود. این قید از هندسه مدل ها برای جفت شدگی مدل های متفاوت استفاده می کند، بنابراین، باعث افزایش شباهت ساختاری بین مدل های بازسازی شده میشود. این بدان معنی است که اطلاعات موجود در هر دو داده گرانی و مغناطیسی به طور همزمان مورد استفاده قرار گرفته است. لذا عدم قطعیت جواب حاصل از وارون سازی کاهش یافته، و اطمینان بیشتری بر نتایج حاصل وجود دارد. بنابراین تفسیر چنین نتایجی ساده تر خواهد بود. الگوریتم توسعه داده شده بر روی دو مدل مصنوعی متفاوت آزمایش میگردد. نتایج به روشنی دلالت بر کارایی روش ارایه شده دارند. در نهایت داده واقعی جمع آوری شده بر روی دو لوله کیمبرلیت در ناحیه اوراپا کشور بوتسوانا مورد استفاده و مدل سازی قرار گرفته است. این ناحیه یکی از مناطق مهم تولید الماس در جهان می باشد. مدل های بازسازی شده به خوبی توزیع خاصیت فیزیکی، هندسه، گسترش جانبی و عمق هر دو لوله کیمبرلیت را نشان می دهند. این نتایج انطباق خوبی با زمین شناسی منطقه و اطلاعات گمانه های موجود دارند.
کلیدواژگان: وارون سازی توامان، پایدار کننده تغییرات کلی، گرادیان متقاطع، گرانی، مغناطیس
-
Pages 1-13
This paper presents the results of inverse modeling of induced polarization (IP) and resistivity data, acquired from Oshvand polymetal deposit area, using the Li-Oldenburg and Smoothness constrained algorithms. Oshvand deposit is located in northeast of Nahavand City in-Hamedan Province of Iran. To demonstrate the effectiveness of these algorithms, we have applied them on both synthetic and real data. In the synthetic case, good agreement is seen between the synthetic model and the estimated model, which is extracted from the inversion procedure. The inversion results of the real data example show good agreement between the results and geological evidences. It is also shown that twodimensional (2D) inverse modeling of IP and resistivity data provide invaluable information about the subsurface resistivity and chargeability distributions.
Keywords: Polymetal deposit, Li-Oldenburg algorithm, Smoothness-constrained algorithm, Oshvand -
Pages 15-25
Investigation of geometric and morphological properties of active faults, as seismic sources, is one of the most fundamental steps for assessing seismic hazard in urban areas. Due to the tectonic setting of Tehran metropolis and its location at the southern foothills of the Central Alborz, as part of the Alpine-Himalayan seismic belt, it has experienced several large and moderate earthquakes in the past. Therefore, identification of active faults and collection ofinformation about them in this urban area are essential. Since some of the fault zones in this area are buried in the Quaternary alluvial deposits, implementation of subsurface techniques, such as seismography, remains inevitable to identify the geometric characteristics of these faults and trace them at depth. The operational complexities and costs of seismic operations in urban areas enforce us in thisstudyto utilize ambient vibrations along the lines ofmicrotremors and microseisms as one ofthe passive seismic methods. In this study,we first identifysurface deformations related to the activityof faultsby conducting morphotectonic investigations to detect blind fault zones around the Milad Tower. Then, seismic profiles have been designed and collected according to the perceived position and strike of fault structures and the Pardisan anticline. Ambient vibrations are processed along the seismic profile using the horizontal to vertical components spectral ratio (HVSR) method to estimate dynamic parameters of the Quaternary sediments. The dynamic parameters of the sediments include predominant frequency and resonance amplitude of waves in deposits, and determination and visualization of them in a two-dimensional (2D)cross-section eable us to estimate the thicknesses of the sediments and depths of anomalies. As a result of examining the anomalies in the subsurface structure and their coherency with the morphotectonic investigations, evidence of the activity of the Pardisan blind fault zone has been identified and presented.
Keywords: Measuring ambient vibration, HVSR technique, Tehran piedmont, Pardisan fault -
Pages 27-40
The study area is situated near to the city of Nimvar, 15 km east of Mahallat, in Markazi Province. This area is located at the border of two structural zones of Sanandaj-Sirjan and Urmia-Dokhtar in terms of the geological division. The exposed geological units in the study area often include shale, marl, sandstone, conglomerate, and limestone sequences with strata extending (north)west- (south)east and a slope to the northeast. The low-slope Plio-Quaternary travertine stone has sporadically occurred within these geological units as an unconformity unit. In first step of geophysical investigations, to evaluate the efficiency of the geoelectric method, laboratory measurements of the electrical resistivity property were performed on the samples taken from the travertine stone and associated tailings. As the laboratory results in differentiating geological units on the basis of electrical properties were acceptable, then electrical resistivity and induced polarization surveys using a combination of dipole-dipole and pole-dipole electrode arrays were carried out in Atashkooh travertine area. These surveys were conducted along three survey lines using electrode spacings of 10 and 15 meters, and as a result, 850 electrical measurements were collected by using Canadian GDD geoelectric measuring equipment with a power of 3600 watts. The ultimate goal of this study is to explore possible travertine depositsthat are buried under an overburden layer or soil and tailings from old mining activities. After processing observations, the raw electrical data, obtained along each survey line, were inverted to image possible two-dimensional (2D) zones of travertine lens occurrence. The results of the 2D inverse modeling were also visualized in three-dimensional (3D) form to better capture the geological trend of the sedimentary units. Considering the electrical resistivity values of various geological units in the Atashkooh area and constructing a blocky model across each survey line, and also, estimating the values of resistivity and chargeability, a geological model was attributed individually to each survey line. Due to high electrical resistivity values of the travertine outcrops, we could only detect one target along the first survey line at a depth of 15 to 20 m that subsequently needed to be excavated for more details. In addition, the quality of the proposed geological models, based on the geophysical investigations, was confirmed by digging two exploratory boreholes in the area. The results indicate that the geoelectric surveys yield valuable information for the exploration of travertine building stones.
Keywords: Geoelectric, Travertine, Electrical resistivity, Induced polarization, Atashkooh -
Pages 41-48
Today, accurate detection of seismic waves is a favorite task for many researchers in this field. Accurate determination of the beginning of seismic phases is also very important in seismological studies. In other words, it is very important to receive seismic pulses and convert them into seismic signals in a way that is highly consistent with reality in terms of reception time and waveform. In this study, a conventional mass-spring oscillation system has been used to detect seismic waves, and a stability system based on the moiré technique has been used to convert the oscillating mass displacement into an electrical signal. In this seismograph, the sensitivity of the seismograph is changed simply by changing the angle between the grid lines or changing their step. Due to the magnification of the moiré technique, this seismograph is capable of detecting very small displacements of the order of a few micrometers. In this study, the response obtained from the moiré seismometer and a sample of conventional seismometers to typical seismics under the same conditions has been investigated. The results show a very good match of the data of both sensor samples. On the other hand, the beginning of the seismic waves reaching the moiré sensor is determined to be much more accurate than that of the conventional sample. The results are a good indication of the efficiency and high accuracy of the moiré seismometer.
Keywords: Seismometer, Seismic waves, Moiré technique, Grating -
Pages 49-60
Crust velocity structure beneath two broadband seismic stations of Iran National Seismic Network (INSN), DAMV and THKV located in Central Alborz has been investigated by joint inversion of receiver function and Rayleigh wave phase and group velocity dispersion curves. The result suggests that Moho depth beneath the THKV and DAMV stations are 50-51 km and 52-54 km, respectively. Beneath the THKV station, there is a thin layer of very low-velocity materials at the surface and a sedimentary layer having a thickness of 10-12 km above a crystalline crust with a thickness of 34 km. Beneath the DAMV station, there is a thin sedimentary layer of low velocity with a thickness of 3-4 km, and also, a velocity change from 3.2 to 3.6 km/s at the depth of 14-16 km, indicating a discontinuity, which might be attributed to the border between the upper and lower crusts. The average Moho depth on the southern edge of Central Alborz is 52±2 km.
Keywords: Central Alborz, Moho depth, Receiver function, Joint inversion -
Pages 61-77
It is well-known that the solution of the individual potential field inversion problem, either gravity or magnetic, is non-unique. One efficient strategy to reduce the uncertainty of the solution, and to improve the obtained results, is the simultaneous joint inversion of two or more data sets. In this case, different geophysical data sets are used simultaneously in an inversion algorithm. Depending on the coupling between different model parameters, the algorithm provides the solutions, which satisfy the observed data and coupling constraint. Combined with regularization, this is an effective strategy to obtain a reliable subsurface model. In this study, an algorithm for the joint inversion of gravity and magnetic data using anisotropic total variation (TV) stabilizer is developed. The anisotropic TV stabilizer consists of the individual L1-norm of the gradient of the model parameters in three orthogonal directions. Therefore, our algorithm preserves the edge of the subsurface targets and provides focus models. Here, the relationship between different model parameters is enforced using the cross-gradient coupling. This constraint uses the model topology in order to enhance the structural similarity of the reconstructed models. Then, the information from both data sets can be used to provide reliable models. This simplifies the interpretation of the subsurface targets. The developed algorithm is validated on two different synthetic examples. The results indicate that the algorithm is practical and can provide focus and similar models. Finally, we invert the gravity and magnetic data obtained over kimberlite pipes BK54 and BK55 in Orapa, Botswana. The reconstructed models are consistent with the geological and borehole information from the survey area.
Keywords: Joint inversion, Total variation (TV), Cross-gradient, Gravity, Magnetic
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.