СИГМА3D

Опубликовано: 22.08.2018

Программа предоставляет весьма широкие возможности интерактивной количественной экспресс-интерпретации локальных магнитных и гравитационных аномалий.

При интерпретации данных гравиразведки и магниторазведки геофизикам постоянно требуются экспресс-оценки ряда параметров объектов, являющихся источниками локальных аномалий. Такие задачи часто возникают на начальных этапах интерпретации, когда перед ее проведением на всей исследуемой площади требуется тонкая настройка применяемых алгоритмов. Иногда подобные задачи имеют самостоятельное значение, и их решение позволяет сразу добиться искомых целей проводимых работ. При этом наиболее часто оценивают глубину верхней кромки объекта, его первые гармонические моменты, характеризующие избыточную массу, магнитный момент, координаты центра масс и т.п.

Оценка параметров локальных объектов осуществляется непосредственно по исходному аномальному полю с учетом конкретных координат (в т.ч. высот) каждого из пунктов наблюдений. Если таких данных в распоряжении нет, оценка, вообще говоря, может вестись программой и по интерполированному полю (по матрицам, "гридам") без учета высот пунктов наблюдений.

При работе с программой IGLA интерпретатор интерактивно формирует многоугольное интерпретационное окно, и оценка параметров ведется по значениям аномального поля только в тех пунктах наблюдений, которые находятся внутри окна. Это дает возможность существенно уменьшить помехи от соседних и более глубоко залегающих объектов, и ограничиться учетом в окне лишь постоянного или линейного фона, связанного с такими объектами.

Аппроксимация объектов осуществляется простой, но весьма гибкой 3D моделью в форме усеченной пирамиды с горизонтальными верхней и нижней гранями. В наиболее простом варианте модель имеет вид вертикальной многоугольной призмы. Модели формируются и редактируются интерактивно, причем интерпретатор имеет возможность порознь редактировать форму и размеры верхней и нижней граней пирамиды, соблюдая лишь равенство числа вершин многоугольников на этих гранях (при нарушении программа предупреждает об ошибке).

В соответствии с выбором интерпретатора программа может, не используя априорной информации, определять:

альтитуду наименее глубокой особой точки функции, описывающей аномальное поле, которая чаще всего приурочена к верхней кромке изучаемого объекта. Определение ведется по амплитудному спектру, который вычисляется аппроксимационным способом в многоугольном интерпретационном окне с помощью метода регуляризации. При решении этой задачи, понятно, никакая конкретная  модель не задается вообще; избыточные петрофизические свойства модели (плотность либо компоненты вектора намагниченности) путем решения соответствующих линейных обратных задач с учетом фона; альтитуды верхней и нижней граней модели путем автоматической оптимизации на основе решения соответствующих нелинейных обратных задач с одновременным определением избыточных петрофизических свойств. компоненты вектора намагниченности и угол между направлениями векторов нормального поля и намагниченности при интерпретации магнитных аномалий ΔT.

С помощью этих процедур интерпретатор может, варьируя форму модели, проводить интерактивное моделирование источника локальной аномалии в режиме решения линейной обратной задачи. Программа предоставляет ему для этого удобный интерфейс.

По завершении моделирования локального объекта можно вычесть его поле из наблюденного на всей изучаемой площади (выполнить геологическое редуцирование) и перейти к моделированию другого объекта и т.д. Эту операцию можно применять также как основу аппроксимационного разделения аномальных полей на истокообразные компоненты, например, для уменьшения фона, создаваемого соседними объектами, или для устранения интенсивных локальных аномалий-помех как техногенной, так и геологической природы.

Рис. 1. Пример применения программы IGLA для локальной интерпретации аномалий от одного из блоков в кристаллическом фундаменте Московской синеклизы: а) карта гравитационных аномалий Dg; б) карта магнитных аномалий DT; в) трехмерная модель блока, гравитационные аномалии в неравномерно расположенных точках наблюдения и семиугольное интерпретационное окно

Рис. 1. Пример применения программы IGLA для локальной интерпретации аномалий от одного из блоков в кристаллическом фундаменте Московской синеклизы: а) карта гравитационных аномалий Dg; б) карта магнитных аномалий DT; в) трехмерная модель блока, гравитационные аномалии в неравномерно расположенных точках наблюдения и семиугольное интерпретационное окно

На рис. 1 представлен пример применения программы IGLA для локальной интерпретации аномалий от одного из блоков в кристаллическом фундаменте Московской синеклизы. Сначала форма блока подбиралась по магнитному полю , фрагмент карты которого показан на рис. 1, б. По данным подбора верхняя кромка блока расположена на уровне –1200 м, что весьма точно соответствует реальной глубине кровли кристаллического фундамента в пределах изучаемого участка. Компоненты вектора намагниченности блока при этом оказались следующими: вертикальная компонента 6.08 А/м, северная компонента –1.73 А/м и восточная компонента -0.03 А/м. Угол между векторами намагниченности и нормального геомагнитного поля составляет около 36°, что свидетельствует о наличии значительной остаточной намагниченности у пород, слагающих данный блок. Затем блок, подобранный по данным магниторазведки, был задан для локальной интерпретации гравитационного поля Δg, карта которого показана на рис. 1, а. На рис. 1, в представлены трехмерная модель этого блока, гравитационные аномалии в неравномерно расположенных точках наблюдения и семиугольное интерпретационное окно. В результате подбора оказалось, что гравитационная аномалия блока при его избыточной плотности, равной 0.23 г/см3, аппроксимирует наблюденное поле в окне (с учетом линейного фона) со среднеквадратической погрешностью около 2 мГал, что, вообще говоря, достаточно точно для экспресс-интерпретации данных съемки масштаба 1:200 000. На том же рис. 1, в изображены векторы намагниченности пород I и нормального геомагнитного поля To .

Рис. 2. Модель кимберлитовой трубки с значительной компонентой остаточной намагниченности (точки наблюдения магнитного поля и модель в виде усеченной пирамиды)

Рис. 2. Модель кимберлитовой трубки с значительной компонентой остаточной намагниченности (точки наблюдения магнитного поля и модель в виде усеченной пирамиды)

 

На рис. 2 показан результат моделирования кимберлитовой трубки, создающей знакопеременную локальную магнитную аномалию ΔT в республике Ангола, т.е. в экваториальной зоне южного полушария. Здесь важными параметрами интерпретации являлись оценки глубин верхней и нижней кромок объекта.

Рис. 3. Результаты геологического редуцирования 2-х блоков. А – аномальное магнитное поле с нанесенными контурами блоков и расчетными параметрами; Б – редуцированное магнитное поле (разность исходного поля и поля модели).

Рис. 3. Результаты геологического редуцирования 2-х блоков. А – аномальное магнитное поле с нанесенными контурами блоков и расчетными параметрами; Б – редуцированное магнитное поле (разность исходного поля и поля модели).

Программа IGLA по зволяет также исключать из интерпретируемого поля аномалию от подобранной модели, т.е. выполнять разделение полей, известное как «геологическое редуцирование». На рис. 3 показан пример данной операции. Результаты моделирования двух выделенных объектов показали, что они характеризуются сходными условиями залегания, морфологией и магнитными свойствами. При этом, близкие значения компонент вектора намагниченности, что говорит о практически (с погрешностью, отвечающей точности моделирования) совпадающей по направлению остаточной намагниченности, позволяет предположить с высокой степенью вероятности, что это объекты одного возраста.

Рис. 4. Модель подводного вулкана Курильской островной дуги (галсы гидромагнитной съемки, распределение эффективной намагниченности на поверхности морского дна и 3D модель вулкана)

Рис. 4. Модель подводного вулкана Курильской островной дуги (галсы гидромагнитной съемки, распределение эффективной намагниченности на поверхности морского дна и 3D модель вулкана)

С помощью программы IGLA выполнена интерпретация множества подводных вулканов Курильской островной дуги (рис. 4). В данном случае результаты программы использовались для проверки гипотезы индуктивного намагничения вулканически х массив ов.

 

 

 

rss