Download pdf - 3d low latitude.docx

Transcript

ABSTRAKInterpretasi dari data anomaly magnetic pada lintang yang rendah sangat sulit karena vector alami atau murni dari medan magnetic meningkat kesulitannya dari magnetic suatu batuan. Pendekatan yang dapat digunakan adalah menggunakan RTP (reduction to pole), dimana diduga bahwa vector vertical magnetisasinya akan memudahkan pengamatan anomalinya. Namun, RTP memubutuhkan perlakuan yang special dari utara-selatan pada data pengamatan dalam magnetic pada lintang rendah. Selanjutnya, RTP membutuhkan asumsi dari remanen dan magnetisasi anisotropi dapat terganggu karena adanya induksi magnetisasi.Amplitude sinyal analitik 3D dari medan magnetic total maenghasilkan secara maksimal di atas kontak magnetic tanpa memperhatikan arah dari magnetisasi. Tidak adanya arah magnetisasi dalam bentuk sinyal analitik anomaly adalah suatu karakteristik yang menarik secara khusus untuk interpretasi data medan magnetic dekat magnetic ekutor. Meskipun amplitude dari sinyal analitik bergantung pada vector kuat magnetisasi dan arah strike dari geologi dengan memperhatikan vector magnetisasinya. Ketergantungan ini memudahkan interpretasi pada amplitude sinyal analitik dari pada data original medan total atau RTP. Hal ini juga memudahkan untuk menentukan kedalaman sumber dari jarak antara titik belok pada anomaly sinyal analitik.PENDAHULUANKetike menggunakan 2D data medan magnetic, tujuan yang penting dari pemrosesan data adalah menyederhanakan data. Suatu penyederhanaan adalah untuk memperoleh peta yang mana amplitudonya menampilkan fungsi secara langsung dan hanya yang berhubungan dengan yang mendasari property dari batuan tersebut. Untuk contoh, medan gravity di atas body atau tubuh dari kontras densitas pasti menunjukan kemudahan. Baranov (1957) menyarankan mengkonversi 2D data magnetic ke pseudo-gravity menggunakan proses yang melibatkan RTP dan integral vertikalnya. Walaupun prosedur Baranov disebut sebagai pseudo gravity, prosesnya tidak menunjukan bahwa distribusi magnet di bumi selalu terkait dengan distribusi densitasnya. Hanya dimaksudkan untuk memudahkan interpretasi dari data medan magnetic dengan memikirkan bahwa magnetisasinya dalam cara yang sama seperti densitasnya. Unsure yang penting dalam Baranov (1957) proses pseudo-gravity adalah RTP karena diduga memudahkan vector alami dari medan magnetic dengan membuat medan vertikalnya. Namun proses ini tidak mudah pada magnetic lintang rendah karena jika koreksi amplitudenya sangat besar maka harus menerapkan fitur tren atau arah utara-selatan.Peper ini pengusulkan menggunakan sinyal analitik 3D dihitung dari medan magnetic total (nabighian, 1984; roest at al., 1992; Macleod et al., 1993) sebagai suatu alternative yang praktis untuk RTP dari magnetic lintang rendah. Faktanya, cara ini untuk semua lintang magnetic tetapi yang paling jelas manfaatnya dekat ekuator magnetic.

RTPTujuan dari RTP adalah untuk mengambil sebuah pengamatan peta medan magnetic total dan menghasilkan sebuah peta magnetic yang akan menghasilkan area yang telah disurvei pada kutub magnetiknya. Asusmsinya bahwa semua pengamatan medan magnetic dari daerah penelitian yang disebabkan oleh efek dari induksi magnetic, RTP dapat dihitung dalam frekuensi domain menggunakan operator di bawah ini (Grant and Dodds, 1972)(1)Dimana Adalah arah dari bilangan gelombangnyaI Adalah inklinasi magneticD Adalah deklinasi magnetic

Dari persamaan (1), dapat dilihat bahwa I mendekati 0 (kutub magnetic) dan (D- ) mendekati (utara-selatan), operator mendekati tak hingga. Gambar 1 menjelaskan barat dan utara-selatan dengan vertical dip dyke-seperti body. Untuk timur-barat dyke yang menyolok, amplitudonya tetap konstan tetapi bentuknya berubah. Untuk utara-selatan dyke yang menyolok, bentuk anomalinya tetap sama pada semua lintang, tetapi amplitudonya berkurang sebagai induksi magnetic vector yang diputar sejauh atau sepanjang strike pada kutub magnetic, dimana titik anomalinya mudah dihilangkan atau akan menghilang.

Gambar 1. Bentuk dari profil medan magnetic total diatas sebuah vertical dip dyke yang bergantung pada arah dari dyke. Pada sebelah kiri, profilnya menunjukan untuk timur-barat dyke yeng menyolok, dan profil sebelah kanan menunjukan untuk utara-selatan dyke yang menyolok. Koreksi RTP melibatkan bentuk dari fitur timur-barat dan koreksi amplitudonya dari fitur utara selatan menghasilkan profil yang sama seperti yang akan diamati pada sudut inklinasi 90o.

Koreksi amplitude yang sangat besar dibutuhkan untuk fitur utara-selatan pada lintang rendah juga menguatkan komponen utara-selatan dari noise dan efek magnetic dari body yang termagnetisasi dalam arah yang berbeda dari medan yang menginduksinya. Banyak penulis yang telah membahas masalah noise di literature yang diterbitkan. Lebih baik memodifikasi metode koreksi amplitude dalam magnetic arah utara-selatan menggunakan teknik domain frekuensi (Hansen dan Pawlowski, 1989; Mendonca dan Silva, 1993) atau menghitung sumber yang setara dalam domain ruang (Silva, 1986). Cara yang paling sederhana dan paling efektif digunakan dalam system pengolahan MAGMAP FFT dikembangkan oleh Grant dan Dodds (1972) menggunakan sudut inklinasi turunan ke dua (I) untuk mengontrol amplitude jika filter dekat kutub.

(2)Praktisnya, (I) diatur untuk inklinasi yang lebih besardari pada inklinasi dari medan magnetic (atau kurang dari inklinasi yang benar di bagian bumi selatan). Dengan menggunakan inklinasi yang benar dalam bentuk icos(I), bentuk anomaly akan menjadi tepat pada RTP, tetapi dengan mengatur , tidak masuk akal koreksi amplitude yang besar untuk dihindari. Control operator RTP kemudian menjadi sebuah masalah jika pemilihan I terkecil yang masih memberikan hasil yang dapat diterima. Ini akan bergantung pada kualitas dari data dan jumlah dari non-induksi magnetisasinya yang hadir di bawah area penenelitian.

Gambar 2 menjelaskan aplikasi dari Grant dan Dodds (1972) metode dari pengolahan RTP pada model sederhana magnetiknya dengan induksi dan remanen. Catatan bahwa ketika bodi dimagnetisasis hanya oleh induksi (gambar 2a), wajar jika RTP dapat dihasilka menggunakan persamaan (1), hasil yang ditunjukan pada gambar 2c. namun penambahan remanen pada body yang sama menghasilkan anomaly medan total ditunjukan pada gambar 2b, dan proses RTP menghasilkan hasil yang sangat miskin ditunjukan gambar 2d. ketika efek remanen dikenali, amplitude sudut inklinasi I dalam persamaan (2) dapat ditingkatkan untuk mengurangi masalah, sperti pada gambar 2f. namun koreksi ini adalah dengan mengorbankan RTP untuk prisma induksi yang ditunjukan, yang mana ditunjukan pada gambar 2e. penambahan noise pada data akan memperkenalkan masalah yang sejenis, walaupun filter noise menolak dapat digambarkan spesifik karakter dari noise yang mana sering garis ke garis level eror. Gambar 2. RTP diterapkan pada data sintetik untuk kedalaman prisma yang sempit 200x200 unite persegi, 100 unit tebal, 50 unit dalam/jauh. (a) menunjukan medan magnetic yang menghasilkan dari induksi magnetisasi hanya dalam sebuah medan dengan inklinasi -10o, dan deklinasi 20o barat, dan (b) menunjukan prisma yang sama dalam induksi medan yang sama tetapi dengan vertical remanen. (c) dan (d) hasil RTP menggunakan persamaan (1) yang diaplikasikan ke masing-masing (a) dan (b). (c) menunjukan hasil yang diinginkan tetapi (d) menunjukan anomaly yang sangat menyimpang setelah RTP. Aplikasi persamaan (2) dengan amplitude inklinasi (I) diatur pada 45o menghasilkan hasil yang ditunjukan pada (e) dan (f). Anomaly yang lebih diterima dihasilkan untuk prisma magnetic remanen (f) tetapi mengorbankan distorsi atau penyimpangan dari prisma induksinya.

Diberikan kesulitan ini dengan RTP, dan tujuan awal dari penyederhanaan medan magnetic, itu akan terlihat lebih baik menghasilkan hasil yang sederhana dari pengukuran magnetisasinya, tanpa memperhatikan arahnya.

3D ANALITIK SINYALNabighian (1972; 1974) anggapan yang dikembangkan dari 2D analitik sinyal, atau sampul energy dari anomaly magnetic. Roest et al (1992) menunjukan bahwa amplitude (nilai absolute) dari 3D sinyal analitik pada lokasi (x,y) dapat dengan mudah diturunkan dari 3 gradien orthogonal jika medan magnet total menggunakan

(3)Dimana,A (x,y) adalah amplitude dari sinyal analitik pada (x,y) danT adalah medan magnet pengamatan pada (x,y)

Tanggapan yang paling penting adalah kemudahan yang mana sinyal analitik dapat dihitung pada umumnya tersedia pada software dikomputer. Turunan x dan y dapat dihitung secara langsung dari grid medan magnet total menggunakan sebuah dengan filter 3x3, dan vertical gradient dihitung menggunakan FFT

Anomaly sinyal analitik diatas sebuah 2D kontak magnetic pada lokasi (x=0) dan pada kedalaman h dijelaskan dengan (Nabighian, 1972)

(4)Dimana adalah factor amplitudonya

(5)Danh adalah kedalaman sampai atas (top) dari kontakM adalah kuat magnetisasid adalah dip dari kontakI adalah susdut inklinasi dari vector magnetiknyaA adalah arah dari vector magnetisasinya

Sinyal analitik dijelaskna oleh persamaan (4) adalah sederhana bel berbentuk fungsi dimana semua arah terdapat di factor amplitude , adalah konstan. Oleh sebab itu hanya amplitude dari sinyal analitik dipengaruhi oleh komponen vector dari modelnya. Bentuk dari sinyal analitik bergantung hanya pada kedalaman.

Demikian, itu dapat ditunjukan bahwa sinyal anomaly diatas 2D magnetic lembar (atau dyke) dijelaskan oleh (6)Dan dia atas sebuah silinder (7)Gambar 3 menunjukan hasil dari pemrosesan sinyal analitik diatas model prisma sederhana yang sama digunakan untuk RTP pada gambar 2. Menggunakan presentasi perspektif atau gambar 3D adalah untuk menunjukan bagaimana amplitude peak atau di atas tepi atau melewati sinyal analitik dari model. Catatan bahwa amplitude dari peak atau puncak adalah sebanding dengan magnetisasi pada tepi sebagaimana didefinisikan oleh persamaan (5). Pada kasus ini, lebar prisma adalah 4 kali dari kedalaman. Untuk lebar kurang dari kedalaman, puncak atau peak dari sinyal analitik akan menyatu.

MacLeod et al (1993) menunjukan bagaimana sinyal analitik dapat dihitung dari integral vertical medan magnetic untuk menghasilkan hasil yang mirip atau serupapada sinyal analitik dari pseudo-gravity. Ini memiliki efek menekankan lebih dalam atau lebih regional, informasi medan magnetic dan berkurang noise permukaan.

KEDALAMAN DARI SINYAL ANALITIKBentuk sinyal analitik dapat digunakan untuk menentukan kedalaman sumber magnetic. Atchuta Rao et al (1981) dan Roest et al (1992) menggunakan lebar anomaly pada setengah amplitude untuk memperoleh kedalaman. Atchuta Rao et al (1981) juga menggunakan karakteristik yang lain dari sinyal analitik (yang disetus sebagai gradient kompleks) untuk membantu menyelesaikan efek dari tepi overlapping. Hubungan dibawah ini dapat diturunkan secara langsung dari persamaan (4), (6) dan (7)

Untuk sebuah kontak (8)

Untuk sebuah lembar yang tipis (dyke)(9)Untuk silinder horizontalnya(10)Dimanax1/2 adalah lebar dari anomaly pada setengah amplitudeh adalah kedalaman sampai atas atau top dari kontak

namun, pengukuran amplitude dari anomaly dapat menjadi dalam eror disebabkan oleh anomali overlapping, dan bahkan dimana amplitude dapat juga ditentukan untuk sumber tunggal, kedalaman yang dihasilkan akan signifikan dalam eror jika koreksi model tidak digunakan.

Kita telah mengambil pendekatan menggunakan jarak antara titik belok dari anomaly sinyal analitik untuk menentukan kedalaman. Titik belok terjadi tinggi sampai kisi-kisi anomaly dan oleh karena itu, harus kurang rentang atau peka terhadap gangguan dari anomaly sebelah atau tetangga.

Mengambil turunan kedua dari persamaan 4,6 dan 7 terhadap x menghasilkan hasil dibawah ini

Untuk sebuah kontak(11)(12)Untuk lembaran tipis (dyke)(13)(14)Untuk silinder horizontal(15)(16)DimanaA adalah sinyal analitik yang dihitung dari persamaan 3 adalah factor amplitude dari persamaan 5h adalah kedalamanxi adalah lebar dari anomaly antara titik belok

model pengujian menunjukan bahwa hasil untuk silinder horizontal sangat dekat dengan yang diprediksikan oleh persamaan 16

table 1 merangkum 2 pendekatan untuk menentukan kedalaman dari anomaly sinyal analitik. Catatan bahwa menggunakan lebar pada setengah amplitude dan asumsi model kontak, kedalaman yang benar untuk dyke/sill body akan menjadi 1,73 kali kedalaman yang dimodelkan dan kedalaman yang benar untuk silinder body akan menjadi 2,25 kali kedalaman yang dimodelkan. Pada kontras, menggunakan jarak antara titik belok kedalaman yang benar dari dyke/sill body akan menjadi 1,24 kali kedalaman yang dimodelkan, dan kedalaman yang benar dari sumber silinder akan menjadi 1,41 kali kedalaman yang dimodelkan.

Gambar 3 sinyal analitik dari medan magnet total menghasilkan hasil yang mirip yang tidak memperhatikan arah magnetisasinya. Dalam kasus ini, sinyal analitik ditunjukan dari model yang sama yang digunakan pada gambar 2 dibawah kondisi magnetic yang sama. Catatan bahwa sinyal analitik peak atau puncak berada diatas tepi dari model, dan amplitude dari peak adalah proporsional atau sebanding dengan magnetisasi pada tepi.

Gambar 4 menunjukan kedalaman dari dyke-sebagaimana sumber yang dihitung dari lebar titik beloknya sebagai gungsi dari lebar body sampai rasio kedalamannya. Kurva ini disusun dengan mengukur lebar dari turunan horizontal kedua dihitung dari model kurva sintetiknya. Turunan kedua dihitung dengan menerapkan 3 poin sederhana filter konvolusi (-0.5, 1, 0.5) pada kurva sintetik. Catatan bahwa ketika lebar body kurang dari kedalaman, aparen kedalaman atau kedalaman yang jelas atau terlihat akan meningkat dengan lebar sampai maksimum yang hampir 2.5 kali kedalaman yang benar atau sesungguhnya. Ketika lebarnya lebih besar daripada atau sama dengan kedalaman, metode ini dapat membedakan 2 sisi tubuh sebagai sisi atau tepi terpisah. Hasil ditunjukan dari kedua asumsi dyke dan sill, dan menyetujui untuk membatasi kasus dengan prediksi teoritis dari table 1.

Gambar 5 menunjukan efek dari berbagai ketebalan tahap sebagai fungsi kedalaman. Seperti dibawah dari tahap pendekatan diatas, modelnya menjadi lebih seperti sill dan hasil model sill mendekati kedalaman yang sebenarnya atau benar. Ini menarik untuk catatan ketika ketebalan dari step adalah sama seperti kedalaman ke atas, hasil yang benar diperoleh menggunakan step model, dan seperti ketebalan meningkat dari titik itu, kedalaman yang jelas atau aparen kedalaman hanya meningkat sampai maksimum dari 2% lebih besar dari kedalaman sebenarnya atau true depth, dan kemudian secara bertahap kembali ke kedalaman yang diprediksi oleh teori dengan meningkatnya ketebalan.

Hasil ini menunjukan bahwa asumsi yang terbaik sebuah model kontak ketika bekerja dengan data regional yang lebih. Dalam kasus yang paling buruk, bahwa dari dyke yang sanagt tipis atau sill, model kontak akan dibawah perkiraan kedalan dengan 18 %. Kedua model dyke dan sill akan diperkirakan diatas kedalaman dari dyke-seperti body yang lebarnya mendekati kedalaman. Model Silinder vertical dapat ditolak berdasarkan fakta bahwa mereka menghasilkan solusi terisolasi tunggal dan silinder horizontalnya jarang terjadi. Gambar 4. Gambar ini menunjukan anatara apparent depth dihitung dari lebar anomaly pada titik beloknya dan true depth sebagai fungsi dari lebar untuk sebuah dyke-seperti sumber. Hasil yang ditunjukan mengasumsi sebuah sumber dyke (garis tebal) dan sumber kontak (garis terang/tipis). Catatan bahwa lebar kurang dari kedalaman, aparen depth meningkat sampai kedalaman maksimum ketika kedalaman sama dengan lebarnya. Dimana lebarnya lebih besar daripada kedalaman anomaly diselesaikan dalam 2 tepi/sisi, yang menghasilkan kedalaman yang terpisah atau berbeda seperti ditunjukan untuk lebar/nilai kedalaman lebih besar dari 1.

PULAU SANGIHE, INDONESIASebuah magnetik airbone dan survey radiometric telah dilakukan di atas bagian selatan pulau sangihe, Indonesia, yang merupakan bagian dari busur kepulauan vulkanik yang memanjang lebih dari 400km dari timurlaut dari Sulawesi sampai Mindanao di philipina. Survey Helicopter pada line utara-selatan dengan 200m line terpisah atau berbeda, dan sensor medan magnetic total cesium ditarik pada terrain atau medan pembukaan atau pembersiham 60 m.

Geologi dari pulau sangihe adalah karakteristik miosen yang baru ibi aktif calc-alkalin strata atau statum atau lapisan vulkano, yang menjadi muda semakin ke bagian utara. Mineralisasi emas terjadi dalam suatu rangkaian dari andesitic flow, sill dan dyke, lithic san Kristal tuff dan intrusi andesit porpori. Tujuan utama dari survey untuk membantu pemetaan suatu daerah atau area dari terjadinya alterasi timbunan vulcanik. Ini adalah karakteristik dari pengurangan respon magnetic, terkait dengan kerusakan dari magnetit oleh mineralisasi fluida dalam rangkaian andesitic. Daerah alterasi juga dikarakteristikan dengan anomaly potassium dalam data radiometric. Data magnetic telah digunakan untuk memetakan litologi dan fitur structural utama atau major yang penting dalam focus mineralisasi. Karena usia yang relative muda dari batuan, magnetisasi remanen dipertimbangkan dalam interpretasi dari medan magnet total.

Anomaly magnetic originalnya ditunjukan dalam gambar 6 adlah asimetri dengan kekuatan rendah disebelah utara dan tinggi disebelah selatan. Interpretasi kami dari fitur ini kira-kira 1500 m panjang magnetic unit sehingga strik dalam arah timur-utara-timur. Kuat magnetisasi remanen diduga karena induksi magnetic bodi pada lintang ini akan menghasilkan hampir asimtotik rendah. Untuk meningkatkan interpretasi dari data, standar RTP ditampilkan menggunakan persamaan 2 dengan hasil yang ditunjukan pada gambar 7. Maka dari itu perlu menggunakan amplitude dengan inklinasi 45o untuk mengurangi peregangan atau stretshing utara-selatan anomaly, yang lebih mendukung dugaan dari remanen. Reduksi kutub anomaly dapat di interpretasikan seperti utara dipping body shallow atau dangkal (shallow north dipping body), mungkin menjelaskan kekuatan rendah (strong low), tetapi tetapi interpretasi tidak menghitung dari bawah koreksi amplitude di RTP.

Gambar 8 menunjukan sinyal analitik dihitung dari titik original data medan total bersama dengan interpretasi yang disederhanakan outline atau garis keseluruhan body dan diinterpretasikan cross-cutting lineation/fault atau patahan. Perhatikan bagaimana anomaly sinyal analitik peak atau outline puncaknya jelas pada utara dan tepi selatan dari unit interpretasi. Gambar 9 menunjukan kontur positif dari sinyal analitik setelah menerapkan contoh filter laplacian 3x3, yang koefisien dibawah ini:

Filter laplacian menghasilkan sebuah peta kelengkungan atau kurvatur di titik belok dalam data origin pada lokasi di 0 kontur. Peta Kontur dalam gambar 9 mengambil manfaat dari hal ini dengan hanya memplot kontur positif. Efek yang sama dapat dicapai dalam gambar kontur dengan menggunakan solid dan warna yang kontras untuk bagian negative dari grid laplaciannya. Dari perhitungan laplacian, kedalaman dapat diperkirakan dengan mengukur lebar dari anomaly dan menerapkan factor dalam table 1. Sebuah angka dari pengukuran kedalaman ditunjukan dalam gambar 9 untuk mengilustrasikan pengukuran dari lebar anomalinya. Metode ini otomatis mirip dengan yang sama dijelaskan oleh Roest et al (1992) dapat juga diaplikasikan untuk memperoleh peta kedalaman.

KESIMPULANRTP upaya untuk memudahkan medan magnetic dengan memutar vector magnetisasi menjadi vertical. Namun, cara ini hadir sejalan ketika arah dari magnetisasi tidak sama arahnya seperti magnet bumi, yang khususnya penting ketika dikumpulkan magnetic lintang rendahnya. Sebagian masalah ini dapat diatasi dengan memodifikasi koreksi amplitudonya dari operator reduksi ke kkutub, tetapi ini harus dilakukan dengan mengorbankan distorsi atau penyimpangan dalam anomaly secara induktif magnetic batuannya. Dalam kontras, sinyal analitik dari medan magnet total data reuksi magnetic ke anomaly yang menandai tepi maksimal bodi magnetic, dan bentuk yang dapat digunakan untuk menentukan kedalaman tepi.

Sejak amplitude dari anomaly sinyal analitik menggabungkan semua komponen vector dari medan kedalam sebuah penyederhanaan yang konstan, cara yang bagus untuk sinyal analitik adalah peta dari magnetisasi dalam tanah. Dengan pemikiran ini, anomaly yang lebih kuat dapat diharapkan dimana vector magnetisasi memotong atau bersinggungan dengan kontras magnetic pada sudut lancip. Sebagai hasilnya, induktif magnetisasi batuan pada equatot akan lebih kuat sinyal analitik di utara dan tepi selatannya. Pemikiran yang sama juga dapat diaplikasikan untuk remanen atau anisotropi magnetic body yang memiliki vector magnetisasi dalam arah yang berbeda.

Sinyal analitik yang tersedia, kedalaman dapat dihitung dengan mengaplikasikan filter laplasian pada grids dan pengukuran jarak antara titik belok pada anomaly. jarak ini berbanding lurus dengan kedalaman sampai ke atas dari kontrasnya. Meskipun kedalaman dihitung dengan cara ini akan tergantung pada asumsi sumber model, itu ditunjukan bahwa perbedaan anatara model sumber akan menghasilkan hasil pada umumnya tepat dalam 20 %. Namun, metode ini tidak menyelesaikan ambiguitas pada umumnya antara kedalaman dan ketebalan dari dyke-seperti bodi dimana lebarnya kurang dari atau dekat kedalaman. Juga, karena anomaly sinyal analitik menyederhakan tanda kontras magnetic, kita tidak tau arti kontras dari sinyal analitik itu sendiri. Karena ini, peta medan total original seharusnya digunakan untuk memperoleh penyelesaian dari interpretasi ini.