Inversão conjunta de dados de gravimetria e resistividade

Tese de doutoramento, Ciências Geofísicas e da Geoinformação (Geofísica), 2009, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasCom este trabalho pretende-se explorar a possibilidade de resolução do problema inverso conjunto de dados de gravimetria e resistividade, sendo objectivo principal o desenvolvimento de métodos que permitam resolver este problema, para o caso de estruturas sedimentares que incorporam um ou mais aquíferos. Neste contexto, foram desenvolvidos métodos, os quais foram posteriormente testados, primeiro em modelos teóricos e depois em casos reais. Foram usados dois conjuntos de dados, um recolhido na zona de Chaves, no norte de Portugal, e outro recolhido numa região no NW da península de Sinai, no Egipto. A primeira fase do trabalho consistiu numa análise preliminar dos dados reais a utilizar para o teste dos métodos desenvolvidos. Os dados de gravimetria de Chaves foram os que mereceram maior destaque por nunca terem sido objecto de estudo detalhado. Foram desenvolvidos alguns métodos simples de inversão apenas de dados de gravimetria com o propósito de confrontar os resultados obtidos com os resultantes da inversão conjunta. Os dados de resistividade (SEV) foram invertidos recorrendo a métodos já previamente desenvolvidos e publicados. Como primeiro método para resolver o problema inverso de gravimetria e resistividade desenvolvido no âmbito deste trabalho utilizou-se uma aproximação 2 D e o método global de minimização simulated annealing (SA). Este método foi testado num caso teórico e nas duas situações reais de Chaves e Sinai. Os resultados são bastante satisfatórios. Observa-se que, no caso teórico, existe uma diminuição efectiva dos problemas de equivalência. No caso da aplicação aos dados de Sinai, também se observa uma clara vantagem na utilização de uma metodologia conjunta, já que é notória a diminuição de ambiguidades. No caso de Chaves, sendo a geologia bastante mais complexa, o método revelou algumas insuficiências mas os resultados podem ser considerados, globalmente, como satisfatórios. Foram posteriormente desenvolvidos dois métodos utilizando uma aproximação 3 D. O primeiro destes consiste numa extensão do método SA 2 D. O segundo utiliza um algoritmo de regularização do tipo Occam. A utilização de uma aproximação 3 D permite a determinação de um modelo de variação de resistividade com uma maior continuidade. Apesar disso, verificou-se o surgimento de algumas estruturas fictícias, que reflectem alguma instabilidade do algoritmo. De qualquer maneira, os resultados são satisfatórios e promissores.This work aims to explore the possibility of solving the inverse problem of gravity and resistivitydata. Its main objective is the development of methods to solve this problem, in the case ofsedimentary structures incorporating one or more aquifers. In this context, methods were developed, which were tested first in theoretical models and thenin real cases. Two data sets were used, one collected in the area of Chaves, northern Portugal,and another collected in the NW region of the peninsula of Sinai, Egypt. The first phase of this work was a preliminary analysis of the real data to be used for testing thedeveloped methods. It was given special attention to the gravity data of Chaves because it hasnever been the object of a detailed study. Methods for inversion of gravity data were developed for the purpose of comparing the resultswith those given by the joint inversion. The resistivity data (VES) was inverted using methodsalready developed and published. The first method developed to solve the joint inversion of gravity and resistivity data used a 2‐Dapproximation and the global minimization method of simulated annealing (SA). This methodwas tested in both theoretical and real situations (Chaves and Sinai). The result is quitesatisfactory. It is observable, in the theoretical case, that there is a decrease of the actualproblems of equivalence. The application to the Sinai data set shows a clear advantage in using ajoint approach, as it decrease the ambiguity of the results. Even though Chaves case represents a more complex geology, the result was also satisfactory.Two methods have been developed using a 3‐D approach. The first method is an extension of2‐D SA method. The second one uses the regularization (Occam) least squares minimization. Theuse of a 3‐D approach allows for the determination of a resistivity model with greater continuity.However, some fictitious structure appeared which reflect some instability of the algorithm.Nevertheless, the results are still satisfactory and promising