3D Modeling of Gravity Anomalies Using 2D Synthetic Models

Abstract

The advantages of 3D gravity studies have been investigated in this study. For this purpose, first of all, 3D four different synthetic models geometry have been designed in order to determine the importance of 3D gravity study. The studies have been done with the first mass model have been described in this study. Then, 3D gravity anomalies have been calculated by using a special algorithm, for this model geometry by intensity, the algorithm results have been used in the next 2D and 3D inversion algorithm as measurement value. The calculated densities by different inversion algorithm and the other calculated parameters, as shown in the following order, have been compared with each other: 1. The forward solution 2D models have been compared with the forward solution 3D simulation models. This test has been done in order to prove 2D and 3D simulation model geometries are same. 2. The forward solution 3D original model has been compared with the inverse solution 2D and 3D simulation models. Here, as expected, the 2D and 3D simulation model intensities are equal to each other, but 3D original
model intensity is different from the others. 3. The forward solution 3D original model has been compared with the inverse solution 3D original model. This final step has been done for the test. Thus, according to the manner of formation, in item 2 of the above mentioned, why 3D gravity study should be done instead of 2D gravity study have been worked to explain. Giving accurate results of gravity studies of the first condition, model geometries have been defined as 3D. As a result, the following can be said that 3D gravity studies should be done instead of 2D gravity studies

Keywords

• Gravity
• Modeling
• Inversion
• Anomaly

Gravite Yönteminde 2B Sentetik Modellerin 3B Tasarımlarıyla Testi

Abstract

Petrol aramalarında, petrolle ilgili yapıyı, fay ve tuz domlarını ortaya çıkarmak, sismik etütlere yardımcı olmak amacıyla gravite yöntemi uygulanmaktadır. Ayrıca, muhtelif tektonik üniteleri tetkik etmek, büyük fay sistemlerini ortaya çıkarmak, genç tabakalar tarafından örtülmüş havzalarda magmatik kütle sınırını araştırmak, yer kabuğunun kalınlık ve strüktürlerini incelemek amacıyla da gravite yönteminden yararlanılmaktadır. Yer altı yapısı ne kadar iyi bilinirse, bu yapının neden olacagı deprem afetlerinden korunmak, aynı oranda mümkün olur. Ayrıca yer altı
zenginliklerimizden de azami derecede faydalanabiliriz. Bu amaçla 3B gravite çalışmalarının önemini belirlemek için önce üç boyutlu dört değişik sentetik model geometri tasarlanmıştır. Sonra yoğunluk kabulleriyle bu model geometriler için özel bir algoritma (Çavşak H. 1992) kullanılarak üç boyutlu gravite anomalileri hesaplanmış ve bunlar, daha sonraki iki ve üç boyutlu inverziyon hesaplarında ölçü değerleri olarak kullanılmıştır. Değişik inverziyon hesaplarıyla bulunan yoğunluklar ve diğer hesaplanan parametreler, aşağıdaki sırada görüldüğü gibi birbirleriyle karşılaştırılmıştır :
1. Düz çözüm 2B model, düz çözüm 3B similasyon modeli ile karşılaştırılmıştır. Bu test 2B ve 3B similasyon
model geometrilerin aynı olduğunu kanıtlamak acıyla yapılmıştır.

2. Düz çözüm 3B orijinal model, ters çözüm 2B ve 3B similasyon modeller ile karşılaştırılmıştır. Burada,
beklendiği üzere, 2B ve 3B similasyon model yoğunluklar birbirlerine eşit ama 3B orijinal model
yoğunluğundan farklı çıkmışlardır.
3. Düz çözüm 3B orijinal model, ters çözüm 3B orjinal model ile karşılaştırılmıştır. Bu da test için yapılmıştır.
Böylece formasyonların şekline göre, yukarda madde 2 de belirtildiği üzere, iki boyutlu gravite çalışmaları yerine üç
boyutlu gravite çalışmaları yapmanın ne kadar gerekli olduğu açıklanmaya çalışılmıştır. Gravite çalışmalarının doğru
sonuçlar vermesinin ilk şartı, model geometrilerin 3B olarak tanımlanmasıdır. Ayrıca bu tanımın ayrıntılı olarak
yapılması, hesapların yapılacağı profillerin gerektiği kadar ve en uygun yerlerde seçilmesi, sonuçların güvenirliğini
daha üst seviyelere çeker. Sonuç olarak bu çalışma, 2B hesapların ne düzeyde güvenilir olmadığını, diğer bir deyişle ne
düzeyde kabul edilebilir olduğunu ortaya koymuştur. 

Keywords

• Gravite
• Modelleme
• İnversiyon İşlemi
• Anomali

References

1. Cavsak, H., Dichtemodelle für den mitteleuropäischen Abschnitt der EGT aufgrund der gemeinsamen Inversion von Geoid, Schwere und refraktionsseismisch ermittelter Krustenstruktur (in German). Density models for the central European Section of EGT on the basis of joint inversion of geoid, gravity and refraction seismic crustal structure), Ph.D. Thesis, Mainz University. 1992.
2. Cavsak, H., Jacoby, W.R., “Three-dimensional modelling of crust und upper Mantle For the eastern Pondites and Black Sea basin” Türkiye 16. Uluslararası Jeofizik Kongre ve Sergisi, 7-10 Aralık Bildiri Özetler Kitabı, Ankara, 2004.
3. Cavsak, H., 2008. “Gravity effect of spreading ridges - comparison of 2D and spherical models”. Marine Geophysical Researches, Volume 29, Number 3, 161-165.
4. Erden, F., Uygulamalı Gravite, Eğitim Serisi No. 21, Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Yayınlarından, Ankara, 1979.
5. Ergin, K., Uygulamalı Jeofizik, Üçüncü Baskı, Özarkadaş Matbaası,İstanbul, 1973.
6. Jacoby, W.R., Smilde, P., Gravity Interpretation: Fundamentals and Application of Gravity Inversion and Geological Interpretation, Springer, US, 2009.
7. Wolfgang, W.R., Çavşak, H., “Inversion of gravity anomalies over spreading oceanic ridges”, Journal of Geodynamics, 39, 461-474, 2005.