自己を解釈するための高速イメージング法

Scientific Reports volume 13、記事番号: 13548 (2023) この記事を引用

248 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

円柱と球の幾何学的に単純なモデルによってプロファイルに沿って収集された自己ポテンシャル データを解釈するための高速イメージング アプローチについて説明します。 このアプローチでは、観察された自己ポテンシャル測定値の解析信号 (AS) と理想化モデルの自己ポテンシャル シグネチャの AS の間の相関係数が計算されます。 深さ、電気双極子モーメント、偏光角、および中心は、解釈モデルのイメージング アプローチから抽出することを目的とした逆パラメーターであり、相関係数の最高値に関係します。 このアプローチはノイズのない数値実験で実証され、真のモデル パラメーターが再現されます。 提案されたアプローチの精度と安定性は、実際のデータを解釈する前に、現実的なノイズ レベルと領域フィールドで汚染された数値実験で検査されます。 その後、地熱系と鉱物探査から得られた 5 つの実際のフィールドの分析が成功しました。 結果は発表された研究とよく一致しています。

Fox1 は、イギリスのコーンウォールにある硫化銅鉱体を調査するために、銅電極と検流計装置を使用する自己電位法を提案しました。 自己電位法は進歩しており 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15 、黒鉛、硫化物、磁鉄鉱、ウラン、金の探査に広く使用されています 16、17 、18、19、20、21、22、古せん断帯のマッピング23、24、考古学調査25、地盤工学26、洞窟発見27、石炭火災の検出28、29、30、水の動きの監視31、32、33。 電気自己電位法は、地滑りや岩石中の累積間隙水圧によって起こる物質移動など、幅広いモニタリング研究に適用されています34。

自己電位は、地球の地下で自然に発生する自己電位の差を測定する受動的技術です14。 自己電位異常のメカニズムと起源については、何人かの著者によって議論されています9、10、13、14、35、36、37、38、39。 自己ポテンシャル法は、ひび割れた多孔質の岩石を通る流体の動きに敏感な測定や、弱い流体の動きに反応する自然または適用された動水勾配下での測定において、他の地球物理学的手法よりも好まれます 38,40。 自己潜在的なデータフォワードモデリング、反転、および解釈のためのいくつかのアプローチが開発されています10、13、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53。 これらのアプローチは 2 つのカテゴリに分類できます。

想定されるソース モデルのジオメトリとパラメータ。 上部、中央、下部のパネルには、球、半無限の垂直円柱、および無限に長い水平円柱のモデルが表示されます。

開発したスキームのワークフローを示すフローチャート。

クラス I は、2 次元 (2D) および 3 次元 (3D) の両方の SP モデリングと反転を含む、多次元の任意の構造の自己ポテンシャル異常に関連します。 多次元 SP 逆変換は、一意でなく、不安定になる可能性があり、大量の計算時間を必要とします54、55、56、57、58、59、60。 不正設定逆問題の安定した解を取得する標準的な方法は、正則化技術です61。

クラス II は、収集された自己電位異常を、垂直円柱、水平円柱、球などの幾何学的に単純なモデルによって近似します。 このクラスは高速な定量的解釈を提供し、その目的は、観察されたデータに最もよく適合する解釈モデルの深さ、位置、および偏光パラメータを推測することです。 私たちがここで追求する研究はこのクラスに属します。 測定された自己電位異常から原因源の形状、深さ、分極パラメータを取得するために、クラス II に対して多数の定量的方法 (グラフおよび数値) が確立されました 43,44,45,46,49,51,53,62。 63、64、65。 これらの方法の欠点は、主観的であるため、モデルパラメータに何らかの誤差が生じる可能性があることです66。