Быстрый метод визуализации для интерпретации самого себя

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13548 (2023) Цитировать эту статью

248 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Мы описываем подход к быстрому построению изображений для интерпретации данных о собственном потенциале, собранных вдоль профиля с помощью некоторой геометрически простой модели цилиндров и сфер. Этот подход рассчитывает коэффициент корреляции между аналитическим сигналом (AS) наблюдаемых измерений собственного потенциала и AS сигнатуры собственного потенциала идеализированной модели. Глубина, электрический дипольный момент, угол поляризации и центр — это обратные параметры, которые мы стремимся извлечь из подхода к визуализации для интерпретационной модели, и они относятся к самому высокому значению коэффициента корреляции. Подход продемонстрирован на численных экспериментах без шума и воспроизвел истинные параметры модели. Точность и стабильность предложенного подхода проверяются в численных экспериментах, загрязненных реалистичными уровнями шума и региональными полями перед интерпретацией реальных данных. После этого были успешно проанализированы пять примеров реальных месторождений из геотермальных систем и разведки полезных ископаемых. Результаты хорошо согласуются с опубликованными исследованиями.

Fox1 предложил метод самопотенциала с использованием медного электрода и гальванометра для исследования медно-сульфидного рудного тела в Корнуолле, Англия. Метод самопотенциала получил развитие2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15 и широко используется для поиска графита, сульфида, магнетита, урана и золота16,17. ,18,19,20,21,22, картирование зон палеосдвига23,24, археологические исследования25, геотехническая инженерия26, открытие пещер27, обнаружение угольных пожаров28,29,30 и мониторинг движения воды31,32,33. Метод электрического собственного потенциала применялся в широком спектре мониторинговых исследований, таких как оползни или движения масс, происходящие под воздействием кумулятивного порового давления в породе34.

Самопотенциал — это пассивный метод измерения различий собственного потенциала, которые естественным образом возникают в недрах Земли14. Механизм и происхождение аномалий собственного потенциала обсуждались несколькими авторами9,10,13,14,35,36,37,38,39. Методы собственного потенциала предпочтительнее других геофизических методов при измерениях, которые чувствительны к движению жидкости через трещиноватую и пористую породу, а также при естественном или приложенном гидравлическом градиенте, реагирующем на слабые движения жидкости38,40. Было разработано несколько подходов к прямому моделированию, инверсии и интерпретации данных собственного потенциала10,13,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53. Эти подходы можно разделить на две категории.

Геометрия и параметры предполагаемых моделей источников. Верхняя, средняя и нижняя панели представляют модели сферы, полубесконечного вертикального цилиндра и бесконечно длинного горизонтального цилиндра.

Блок-схема, показывающая работу разработанной схемы.

Класс I относится к аномалиям собственного потенциала многомерных произвольных структур, включая как двухмерное (2D), так и трехмерное (3D) моделирование и инверсию SP. Многомерные инверсии СП могут быть неоднозначными, нестабильными и требовать большого вычислительного времени54,55,56,57,58,59,60. Стандартными методами получения устойчивого решения некорректной обратной задачи являются методы регуляризации61.

Класс II аппроксимирует собранную аномалию собственного потенциала некоторыми геометрически простыми моделями, такими как вертикальные цилиндры, горизонтальные цилиндры и сферы. Этот класс предлагает быструю количественную интерпретацию, и цель состоит в том, чтобы определить глубину, местоположение и параметр поляризации интерпретационной модели, которая лучше всего соответствует наблюдаемым данным. Исследование, которое мы здесь проводим, относится к этому классу. Для класса II были созданы многочисленные количественные методы (графические и численные) с целью получения формы, глубины и параметра поляризации причинного источника на основе измеренной аномалии собственного потенциала43,44,45,46,49,51,53,62, 63,64,65. Недостатком этих методов является то, что они субъективны и, следовательно, могут привести к некоторой ошибке в параметрах модели66.