تحلیل داده‌های مغناطیسی هوابرد منطقه معدنی گل‌گهر سیرجان

انصاری, عبدالحمید; احمدی, عبدالله عزام; مجتهدزاده, سید حسین

doi:10.22034/anm.2025.23140.1677

تحلیل داده‌های مغناطیسی هوابرد منطقه معدنی گل‌گهر سیرجان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.22034/anm.2025.23140.1677

چکیده

شناسایی دقیق ساختارهای زیرسطحی در نواحی معدنی پیچیده مانند گل‌گهر، به‌دلیل همپوشانی منابع سطحی و عمیق، همواره یکی از چالش‌های اصلی در تفسیر داده‌های ژئوفیزیکی بوده است. برای غلبه بر این چالش‌ها، بهره‌گیری از ترکیب روش‌های پیشرفته پردازش و مدل‌سازی ضروری به نظر می‌رسد. داده‌های مغناطیسی هوابرد و شبه‌گرانی ابزارهای مهمی در اکتشاف معادن هستند که با ارائه تصویری سه‌بعدی از توزیع خواص زیرسطحی، به شناسایی پهنه‌های کانسنگ و ساختارهای تکتونیکی کمک می‌کنند. در این پژوهش، برای بهینه‌سازی تفسیر ژئوفیزیکی داده‌های گل‌گهر، از یک رویکرد چندابزاری شامل تحلیل طیف توان، فیلتر ادامه فراسوی چندمرحله‌ای، مشتق زاویه تیلت و مدل‌سازی معکوس سه‌بعدی استفاده شد. ابتدا با استفاده از مدل‌سازی مصنوعی دایک‌مانند، کارایی تبدیل شبه‌گرانی و فیلتر ادامه فراسوی در جداسازی منابع سطحی و عمیق ارزیابی شد. نتایج تحلیل طیفی نشان داد که در میدان مغناطیسی باقیمانده، منابع کم‌عمق (حدود ۳۰۰–۶۰۰ متر) با فرکانس‌های بالا غالب‌اند، درحالی‌که تبدیل شبه‌گرانی نشانه حضور منابع عمیق‌تر (حدود ۸۰۰–۱۰۰۰ متر) را نشان می‌دهد. اعمال ادامه فراسو در ارتفاعات میانی، بی‌هنجاری‌های سطحی را تضعیف و توده‌های اصلی عمیق (نظیر An1 وAn3 ) را برجسته ساخت. با استفاده از مشتق زاویه تیلت، مرزهای بی‌هنجاری‌ها مشخص گردید؛ به‌گونه‌ای که در داده‌های شبه‌گرانی مرزها کاملاً واضح و بدون آلودگی نوفه‌ ظاهر شدند. مدل‌سازی معکوس سه‌بعدی نتایج میدان مغناطیس و شبه‌گرانی نیز نشان داد که حجم‌های با پذیرش مغناطیسی بالا تا عمق حدود ۱۵۰۰ متر و توده‌های چگالی مثبت تا بیش از ۲۰۰۰ متر امتداد دارند. این یافته‌ها بیانگر هم‌پوشانی ساختاری توده‌های ماگمایی و سیالات غنی از آهن در کنترل کانی‌سازی هستند. نوآوری این پژوهش در ارائه یک چارچوب چندمرحله‌ای برای تلفیق داده‌های مغناطیسی و شبه‌گرانی است که شامل استفاده هم‌زمان از فیلتر توان طیفی، ادامه فراسو در ارتفاعات مختلف، و مشتق زاویه تیلت بر روی داده‌های واقعی و مصنوعی است. افزون بر این، به‌کارگیری مدل‌سازی معکوس سه‌بعدی مستقل برای هر دو مجموعه داده و مقایسه تطبیقی آن‌ها، امکان تحلیل ساختارهای زیرسطحی با دقت بهتر و تخمین عمق بی‌هنجاری‌ها را فراهم ساخته است. در این چارچوب، نشان داده شد که تبدیل شبه‌گرانی در کنار فیلتر تیلت، قدرت جداسازی مرزهای ساختاری را در حضور نوفه به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

ژئوفیزیک

عنوان مقاله [English]

Airborne Magnetic Data Analysis of Gol-Gohar Mining Complex, Sirjan

نویسندگان [English]

Abdolhamid Ansari
Abdullah Ezam Ahmady
Seyyed Hossein Mojtahedzadeh

Faculty of Mining Engineering and Metallurgy, Yazd University

چکیده [English]

This study presents a comprehensive geophysical analysis of airborne magnetic and pseudo-gravity data from the Gol Gohar iron ore district in Iran. By integrating spectral analysis, upward continuation, tilt angle derivative mapping, and 3D inversion techniques, we aimed to better understand the distribution and depth of subsurface sources and to enhance the delineation of ore-related structures. Spectral results indicate that the magnetic field is dominated by shallow sources at depths between 300 and 600 meters (Spector & Grant, 1970), while the pseudo-gravity data suggest deeper contributions from sources located between 800 and 1000 meters (Ravat, 2007). Multi-level upward continuation effectively suppressed shallow noise and highlighted deeper anomalies, particularly anomalies An1 and An3 (Blakely, 1996). Tilt angle derivative maps, especially those derived from the pseudo-gravity field, provided sharp, noise-free boundaries of the main structures (Salem et al., 2008). Inversion modeling further revealed high-susceptibility volumes extending to about 1500 meters and positive-density anomalies reaching depths over 2000 meters (Li & Oldenburg, 1996). These overlapping zones suggest a common structural and magmatic control over the mineralization processes. The novelty of this work lies in its integrated approach, combining multiple geophysical filters and modeling techniques to build a more accurate and detailed subsurface image. This workflow demonstrates strong potential for application in similar mineral exploration contexts.

کلیدواژه‌ها [English]

Airborne Magnetic'
PseudoGravity '
Upward Continuation '
Tilt Derivative Angle'
3D Inversion'
'
Gol Gohar Sirjan'

مراجع

[1] Mashhadi, S.R. and M. Safari. The effectiveness of pseudo-gravity transformation in mineral exploration: an example from a placer magnetite deposit. in NSG2020 3rd Conference on Geophysics for Mineral Exploration and Mining. 2020. European Association of Geoscientists & Engineers.

[2] Baranov, V. and H. Naudy, Numerical calculation of the formula of reduction to the magnetic pole. Geophysics, 1964. 29(1): p. 67-79.

[3] Ravat, D., Reduction to Pole, in Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism, D. Gubbins and E. Herrero-Bervera, Editors. 2007, Springer Netherlands: Dordrecht. p. 856-858.

[4] Spector, A. and F.J.G. Grant, Statistical models for interpreting aeromagnetic data. 1970. 35(2): p. 293-302.

[5] Pilkington, M. and P. Keating, The relationship between local wavenumber and analytic signal in magnetic interpretation. %J Geophysics, 2006. 71(1): p. L1-L3.

[6] Maus, S. and V.J.J.o.G.R.s.e. Dimri, Potential field power spectrum inversion for scaling geology. 1995. 100(B7): p. 12605-12616.

[7] Nabighian, M.N., et al., The historical development of the magnetic method in exploration. 2005. 70(6): p. 33ND-61ND.

[8] Ravat, D., et al., A study of spectral methods of estimating the depth to the bottom of magnetic sources from near-surface magnetic anomaly data. 2007. 169(2): p. 421-434.

[9] Blakely, R.J., Potential theory in gravity and magnetic applications. 1996: Cambridge university press.

[10] Pilkington, M. and O.J.G. Boulanger, Potential field continuation between arbitrary surfaces—Comparing methods. 2017. 82(3): p. J9-J25.

[11] Ansari, A., et al., Investigation of the relationship between upward continued potential fields and depth of the causative bodies: a case study from Gol-Gohar Iron ore mine. 2016. 5(4): p. 1-12.

[12] Al-Banna, A.S. and H.H.J.T.I.G.J. Majeed, Multi-Elevations Upward Continuation Method to Depth Detection of the Main Crustal Layers in Western Desert of Iraq. 2023: p. 290-303.

[13] Salem, A., et al., Interpretation of magnetic data using tilt-angle derivatives. 2008. 73(1): p. L1-L10.

[14] Beamish, D. The tilt derivative applied to AEM conductivity data. in Near Surface 2009-15th EAGE European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics. 2009. European Association of Geoscientists & Engineers.

[15] Cheyney, S., I. Hill, and N.J.A.P. Linford, Advantages to using the pseudogravity transformation to aid edge detection of total field archaeomagnetic datasets. 2011. 18(2): p. 81-93.

[16] Shahverdi, M., et al., Interpretation of magnetic data based on tilt derivative methods and enhancement of total horizontal gradient, a case study: Zanjan Depression. 2017.

[17] Alhassan, A., et al., Comparison Between Second Vertical Derivative and Tilt Angle Methods in Detecting Edges of Gravity Anomaly. 2021. 5: p. 83-7.

[18] Garba, M.L., et al., A Pseudogravimetric Study of Part of the Upper Benue Trough, Nigeria. 2024. 9(9): p. 279-297.

[19] Li, Y. and D.W.J.G. Oldenburg, 3-D inversion of magnetic data. 1996. 61(2): p. 394-408.

[20] Dai, W., et al., A Fast Algorithm for 3D Focusing Inversion of Magnetic Data and Its Application in Geothermal Exploration. 2024. 17(16): p. 4000.YANG, B.J.P.i.G., 3D smooth inversion of magnetic data and its application to the Daye iron mine. 2010. 25(4): p. 1433-1441.

[21] Deniz Toktay, H., et al., MTAHG and MTBHG: Modified approaches for interpreting gravity data. 2025. 12(4): p. e2024EA003900.

[22] Paoletti, V., et al., Self-constrained inversion of potential fields. 2013. 195(2): p. 854-869.

[23] Codd, A., et al., Fast multi-resolution 3D inversion of potential fields with application to high-resolution gravity and magnetic anomaly data from the Eastern Goldfields in Western Australia. 2021. 157: p. 104941.

[24] Rezaie, M.J.P. and A. Geophysics, 3D inversion of magnetic amplitude data with sparseness constraint. 2021. 178(6): p. 2111-2126.

[25] Ghari, H., R. Varfinezhad, and S.J.N.S.G. Parnow, 3D joint interpretation of potential field, geology, and well data to evaluate a salt dome in the Qarah‐Aghaje area, Zanjan, NW Iran. 2023. 21(3): p. 233-246.

[26] Huestis, S.P. and R.L.J.G.J.I. Parker, Upward and downward continuation as inverse problems. 1979. 57(1): p. 171-188.

[27] Tóth, G., et al., Upward/downward continuation of gravity gradients for precise geoid determination. 2006. 41: p. 21-30.

[28] Issa, T., S. Olatunji, and G.J.I.J.o.S. Omolaiye, Upward Continuation and Reduction to Equator Filters on Aeromagnetic Data of parts of Bida Basin, Nigeria. 2024. 11(3 (Special)): p. 311-318.

[29] Fairhead, J.D., et al., Tilt-depth: a simple depth-estimation method using first order magnetic derivatives. 2009. 40390.

[30] Alamdar, K., A. Ansari, and A. Ghorbani. Edge detection of potential field anomalies using tilt angle and its inferred filters. in EGU General Assembly Conference Abstracts. 2009.

[31] Dadi, B., et al., Litho-structural interpretation of aeromagnetic anomalies reveals potential for mineral exploration in Tizi n'Test Region, Western High Atlas, Morocco. 2024. 14(1): p. 17116.

[32] Mahmoudi, S., Mahmoudi, A., & Mehrabi, B. (2017). Microstructure and geochemical evidences for genesis of the Gol-Gohar iron deposit. Journal of Economic Geology, 9(2), 463-481.

[33] Bevan, B., Forward magnetic models: Creation and calculation. Geosight. 2016, Weems VA, USA.

[34] Talesh Hosseini, S. and O.J.J.o.M.R.E. Asghari, Design Optimization of Estimation Process Using the Quantitative Kriging Neighbourhood Analysis in the Gol-E-Gohar No. 1 Mine. 2020. 5(3): p. 1-18.

[35] Hazrati Nejad, Y., Interpretation and Analysis of Gravity and Magnetic Anomalies of Anomaly No. 2 in the Gol Gohar Sirjan Iron Ore Mine, Bachelor's Thesis (in Persian). Yazd University, 2004.

[36] Esekandari, S., et al., Determining optimal points for future drilling in Gol Gohar Sirjan Mine No. 3 using Gaussian-fractal sequential simulation (in Persian). Iranian Journal of Mining Engineering (IRJME) 2008. Vol. 3, No. 5, 2008, pp. 11-19.

[37] Dehqani Poor, A., M. Yavary, and A.A. KhudaYari, Determining the final scope and production planning of anomaly number four of Golgohar iron ore mine (in Persian). SID., 2010.

[38] DonyayeEghtesad, D.E., Karnameh mosbat ekteshasf dar Gol-Gohar (in Persian)., 2019. https://donya-e-eqtesad.com.

[39] Hezarkhani, A., Decision-making models in mining: the case example of the Golgohar 6 Iron Ore Deposit, Iran. 2015: Technische Universität Clausthal.

[40] Ahmady, A.E, Ansari, A.H., Mojtahedzadeh, S.H., Detection of Geological Structures in the Gol Gohar Mining Iron Ore Area Using Airborne Magnetic Data. Journal of Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering, 2025, 15(43), 01-10.