Inversão magnética radial robusta para estimar a geometria de fontes 3D (Robust radial magnetic inversion to estimate the geometry of 3D sources), Observatório Nacional
Creators: name: B. Vital, Leonardo
Publisher: name: figshare
Year: 2022
Subjects: subject: Geophysics
subject: FOS: Earth and related environmental sciences

description: Tese submetida ao programa de pós-graduação em geofísica do Observatório Nacional em Nov/2020 como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Doutor em Geofísica. <br> PhD thesis submitted to the graduation program in Geophysics of National Observatory on Nov/2020 as part of the requisites for obtaining the degree of PhD in Geophysics. <br> Orientador / Advisor : <sub>Vanderlei C. Oliveira Jr.</sub> Coorientadora / Coadvisor : <sub>Valeria C. F. Barbosa</sub> <br> Resumo: Um cenário geológico geralmente inclui múltiplos corpos que produzem sinais geofı́sicos interferentes. Os sinais produzidos por fontes não-alvo podem ser considerados ruı́do geológico e devem ser suprimidos dos sinais gerados pelas fontes classificadas pelo intérprete como alvo. Uma fonte alvo pode ser considerada, por exemplo, como aquela que dá origem ao sinal geofı́sico mais forte, independentemente do seu valor econômico. Este trabalho apresenta um método robusto de inversão de dados magnéticos para estimar a forma e a posição de uma fonte alvo 3D na presença ou não de fontes não-alvo sem a necessidade de uma filtragem prévia. Ao assumir o conhecimento da direção de magnetização total da fonte alvo, este método recupera sua intensidade de magnetização total, posição e forma. O método aproxima a fonte alvo por um conjunto de prismas retos verticalmente justapostos, todos com o mesmo vetor magnetização total e mesma espessura. A seção horizontal de cada prisma é definida por um polı́gono que possui um número fixo de vértices igualmente espaçados de 0◦ a 360◦ . A posição dos vértices, a localização horizontal de cada prisma e a espessura dos prismas são os parâmetros a serem estimados durante a inversão. Esses parâmetros são obtidos por meio de uma inversão não linear regularizada em que a função desajuste é definida pela norma-1 dos resı́duos. O corpo estimado neste caso é convenientemente denominado solução L1. Testes com dados sintéticos mostram uma melhor performance da solução L1 quando comparada à solução L2 (obtida usando uma função desajuste definida pelo quadrado da norma-2 dos resı́duos) em recuperar a forma da fonte alvo 3D na presença de fontes não-alvo. Na ausência de sinais interferentes, as soluções L1 e L2 mostram um comportamento similar. Além disso, o método foi aplicado a um conjunto de dados produzidos por uma fonte sintética inclinada com e sem a influência de um campo regional e ambas as soluções L1 e L2 foram bem sucedidas em estimar a geometria da fonte alvo. Aplicações a dados magnéticos reais sobre os complexos alcalinos de Anitápolis, SC, e Diorama, GO, sugerem que ambos são controlados por falhas compatı́veis com informações disponı́veis na literatura. Diferentemente das soluções L1 e L2 obtidas para o complexo de Diorama, que sugerem a presença de fontes não-alvo relativamente grandes, aquelas obtidas para o complexo de Anitápolis indicam a presença de fontes não-alvo pequenas. Estes resultados mostram que o método pode ser uma alternativa muito eficiente na interpretação de dados magnéticos contaminados com ruı́do geológico. <br> Abstract: A geological scenario usually includes multiple bodies that produce interfering geophysical signals. The signals yielded by non-target sources can be considered geological noise and must be suppressed from the ones yielded by the sources classified by the interpreter as a target. A target source can be considered, for example, as the source of the strongest geophysical signal, regardless of its economic value. We have presented a robust method for inverting magnetic data to estimate the 3-D shape of a targeted source in the presence of non-targeted sources without previously filtering out the interfering signals. By assuming knowledge of the total magnetization direction of the targeted source, our method retrieves its total agnetization intensity, position, and shape. The method approximates the target source by a set of vertically juxtaposed right prisms, all with the same total magnetization vector and the same thickness. The horizontal section of each prism is defined by a polygon that has a fixed number of equally spaced vertices from 0 circ to 360 circ . The position of the vertices, the horizontal location of each prism, and the thickness of the prisms are the parameters to be estimated during the inversion. This is achieved by means of a regularized non-linear inversion in which the data-misfit function is defined by the 1-norm data residuals. The estimated body in this case is conveniently called the L1 solution. Tests on synthetic data show a better performance of the L1 solution when compared to the L2 solution (obtained by using a data-misfit function defined by the squared 2-norm of the data residuals) in retrieving the 3D shape of the targeted source in the presence of non-targeted sources. In the lack of interfering signals, the L1 and L2 solutions show similar behavior. Furthermore, the application on data produced by a synthetic inclined source with and without the influence of a regional field showed that both L1 and L2 solutions succeeded in estimating the shape of the targeted source. Applications to real magnetic data on the Brazilian alkaline complexes of Anitápolis, southern Brazil, and the Diorama, central Brazil, suggest that both are controlled by failures consistent with information available in the literature. Unlike the L1 and L2 solutions obtained for the Diorama complex, which suggest the presence of relatively large non-targeted sources, those obtained for the Anitápolis complex indicate the presence of small non-targeted sources. These results show that the method can be a very efficient alternative in the interpretation of magnetic data contaminated with geological noise.