تفسیر داده های میدان پتانسیل با استفاده از فیلتر تابع سیگموئید سریع-مطالعه موردی: معدن شماره دو سنگ‌آهن گل گهر کرمان

تعیین گوشه و مرز افقی ساختارهای زمین شناسی مانند دایک، گسل، گنبد نمکی و..، یکی از اهداف مهم و اساسی در تفسیر داده‌های گرانی و مغناطیسی محسوب می‌گردد. اگرچه در دهه‌های اخیر روش‌ها و الگوریتم‌های مختلفی بر اساس مشتقات افقی و قائم داده‌های میدان پتانسیل برای تعیین گوشه و مرز جانبی ساختارهای مدفون معرفی گردیده، اما غالبا این فیلترها برای تعیین مرز ساختارهای زیرسطحی با چگالی‌های مختلف و توده‌های عمیق و حتی ساختارهای باریک نامناسب بوده و از توان تفکیک‌پذیری (resolution) و کیفیت لازم نیز برخوردار نیستند. در این پژوهش یک فیلتر به منظور تعیین گوشه‌ و مرز توده های مدفون زمین‌شناسی، با استفاده از ترکیب تابع سیگموئید سریع بهبود یافته و مشتقات افقی و قائم گرادیان افقی کل با تفکیک‌پذیری و دقت مناسب معرفی گردیده است. به همین منظور، در ابتدا کارآیی و توانمندی فیلتر تابع سیگموئید سریع (به اختصار fsf) بر روی مدل‌های مصنوعی گرانی و مغناطیسی پیچیده حاصل از چشمه‌های مدفون منشوری و مدل مصنوعی مغناطیسی بیشاپ (bishop) با نوفه و بدون نوفه بررسی گردیده و سپس توانمندی فیلتر در مقایسه با فیلترهای مرسوم و استاندارد مانند، گرادیان افقی کل (thdr)، زاویه تیلت (tdr)، زاویه تتا (tm) و زاویه تیلت گرادیان افقی کل (tahd)، بر روی داده‌های گرانی و مغناطیسی میدانی معدن گل‌گلهر سیرجان واقع در استان کرمان مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است. برای هر دو مدل مصنوعی و واقعی، روش تعیین مرز افقی سیگموئید سریع، از کیفیت و تفکیک‌پذیری بهتری نسبت به سایر فیلترهای تعیین گوشه برخوردار بوده و قادر است به طور همزمان مرزهای بی‌هنجار‌ی‌‌ها‌ی گرانی و مغناطیسی با دامنه‌های کوچک و بزرگ را با جزئیات و دقت بیشتری تعیین نماید. از اینرو با اطمینان می‌توان از فیلتر fsf در تفسیر کیفی بی‌هنجاری های میدان پتانسیل و شناسایی موقعیت افقی ساختارهای زیرسطحی استفاده نمود.

interpretation of potential field data using fast sigmoid function filter – a case study: gol e- gohar mine, kerman province, iran

summary determination of the edges of geological structures such as dykes, faults, salt domes, etc., is one of essential issues in the interpretation of gravity and magnetic data. in this paper, to determine the edges and lateral boundaries of buried geological structures, a filter is introduced that has been obtained by combining fast sigmoid function and the horizontal and vertical derivatives of the total horizontal gradient. for this purpose, first, the efficiency and capability of the fast sigmoid function is investigated on gravity and magnetic synthetic models obtained from prismatic buried sources and bishop synthetic magnetic model, and then, the ability of the filter compared to standard filters such as total horizontal gradient (thdr), tilt angle (tdr), theta map (tm) and tilt angle of total horizontal gradient (tahd), on the gravity and magnetic field data from gol-e-gohar mine located in kerman province is investigated. for both synthetic and field models, the fast sigmoid function method has better quality and resolution than other edge enhancement filters and is capable of simultaneously determining the boundaries of gravity and magnetic sources. therefore, the fast sigmoid function filter can reliably be used in the qualitative interpretation of potential field anomalies and helps to identify the edges of subsurface structures. introduction gravity and magnetic methods are widely used geophysical methods for understanding the subsurface structures and tectonics. some of the applications of these methods include mineral resource exploration, hydrocarbon exploration, crustal deformation studies, surface and subsurface structural mapping, etc. much of the emphasis can be made on the structural feature delineation that helps us to determine the boundaries of various buried geological structures. in this regard, it is significant to determine the horizontal boundaries of these buried sources and to delineate their lateral extents. there are many filters used to determine the edges of potential field anomalies. each filter has its own advantages as well as limitations. the filters used in this research are total horizontal gradient filter (thdr), tilt angle (tdr), theta map (tm) and tilt angle of total horizontal gradient (tahd). these filters have been unsuccessful in determination of the boundaries of deep or narrow structures (pham et al., 2019).