thesis defence
TRANSCRIPT
Airborne Geophysical Data Interpretation of Khlong Marui
Fault Zones, Surat Thani Province Akkaluk Moppijit 5210220120
1
Assoc. Prof. Dr. Tripob BhongsuwanAdvisor
Department of Physics, Faculty of SciencePrince of Songkla University University
Outline Introduction (airborne magnetic + gamma ray + faults)
Basic theory (magnetic + gamma)
Processing data (pre-processing and processing)
Result Discussion
2
Introduction /Airborne magnetic / gamma – ray spectrometric data survey ?
3 time of flight altitude
1:5 line spacing
3
Introduction / airborne magnetic and gamma – ray spectrometric ?
Total Count = 0.40-282 MeVK-40 = 1.36-1.56 MeVBi-214 = 1.66-1.86 MeVTI-208 = 2.42-2.82 MeV
4
50.3 L of NaI
Air borne magnetic and gamma – ray spectrometric survey in Thailand
5
Survey Line Spacing
Tie Line
Fight Altitude
Line Direction
Type Survey
Survey A 1 Km 14 Km 1000 feets N-SProton magnetometer - resolution ≤ 0.25 nT
Survey B&C
1,2 และ 5 Km 14 Km 400 feet E-W
-Magnetometer-VLF- EM-Gamma ray spectrometer
Follow upSurvey 400 meters 5 Km 400 meters Up to
anomaly -Proton magnetometer-VLF-EM
Basic Theory – fault
6
Foot wall
Hangin wall
Normal faultReverse fault
Foot wall
Hanging wall
Strike – slip fault
The Khlong Marui Fault Zone (KMFZ)
7
(ก) Fault line (DMR, 2550) (ข) ASTER GDEM (USGS, 2014)
(DMR, 2553)
KMFZ ?
Basic Theory -The Earth’s magnetic field
H = horizontal magnetic field X = north component Y = Earth compenentZ = Vertical component I = inclinationD = declinatin
8
The anomalous field
Btotal = -Bobserve
+BA
Telford et al, (1998)9
(HGM)
(AS)
Nabighian,1972
Basic Theory – Magnetic contact and depth / HGM and AS
Roest et al,1992
M = total magnetic field
10
Basic Theory - gamma ray spectrometry
Radioactivity 226Ra, 232 Th, 40K
11
YieldActivitylivetimeareaNetEfficiency
where :Efficiency is the efficiency at photopeak energyNet area is net peak area of the corresponding photopeakLive time is collected time (7200 secound ) Activity is the activity level of a certain radionuclide (Bq/kg)Yield is the emission probability of the gamma line corresponding to the peak energy (%)
HPGe Detector
HVPS
Preamplifier
Amplifier MCA
PC
Multi
Channel Analyzer
InstrumentationTo Determine specific activity of 226Ra, 232Th and 40K
Basic Theory - gamma ray spectrometry
12
Basic Thory - Gamma ray spectrometry
showeing efficiency calibration curve 13
Basic Theory – Gamma ray spectrometry
14
ประสทิธภิาพการวดัรงัสแีกมมาท่ีค่าพลังงานรงัสแีกมมาต่างๆNuclide Energy
(KeV)Yield (%)
Activity (Bq)
Net area
Efficiency
214Pb 295.224
19.3 1840.611
151714 0.059316
214Pb 351.932
37.6 1840.611
259522 0.052083
214Bi 609.312
46.1 1840.611
195422 0.031987
214Bi 768.356
4.94 1840.611
16826 0.025702
214Bi 1120.287
15.1 1840.611
43033 0.021505
214Bi 1377.7 4.11 1840.611
5685 0.021453
214Bi 1764.5 15.4 1840.611
38318 0.018775
Basic Theory – Gamma ray spectrometry
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000G a m m a ray en ergy (k eV )
0
5000
10000
15000
20000
25000
Cou
nt (c
ount
s)
Pb-214(298.224keV)
Pb-214(351.932KeV)
Bi-214(609.312keV)
Bi-214(1120.287keV)
Bi-214(1
764.5
keV)
Bi-214(768.356keV)
Bi-214(1377.5keV)
15
Standard IAEA Soil 06
Pre – processing / digitize and export data
16
Raw data(aeromagnetic map)
Digitize data(Golden soft ware Didger3.0)
Export Data (*.Dat)
Gridding (*.Grd)(Golden software Surfer 8.0)
Contour map (*.Grd)
Digital Data ( *.Grd / *.XYZ) 530000 535000 540000 545000 550000 555000995000
1000000
1005000
1010000
1015000
1020000
40780408004082040840408604088040900409204094040960409804100041020410404106041080411004112041140
nT
Pre-Processing - Airborne magnetic map/ IGRF 1980
International Geomagnetic Reference Field (IGRF) Model 5 map scale 1: 1000000
17
Pre -Processing - Airborne magnetic data ( raw data)
18
Total magnetic field
19
Pre-Processing - airborne magnetic data / Magnetic anomaly map
Pre-Processing - Math Bandpass Filtering
20
LAYER
DEPTH
(meters)
1 1318-7140
2326-1318
3 0-326
1+2 326-7140
Pre-Processing - Math Bandpass Filtering
21
LAYER
DEPTH
(meters)
1 1318-7140
2326-1318
3 0-326
1+2 326-7140
Pre -Processing - Airborne magnetic data / Noise removal (Decorrugation technique)
(ก) Decorrugation (ข) noise of Decorrugation
22
Pre-Processing - Study area
Study area มาตราสว่นแผนท่ี 1 : 100000023
AB
B
Processing - Magnetic contact / HGM and AS
24 HGM AS
25
Processing - Depth / HGM and AS
HGM AS
Result - Magnetic susceptibility (K)
26
Processing - Mag 3D inversion
27
Depth = 500 m
SI
Processing - Mag 3D inversion
28
SI
Processing - Mag 3D inversion
29
SI
30
Result – X-Ray Diffraction
Mineral Chemical Formula Diopside CaMgFeSi2O6
Orthoclase KAlSi3.02 O 8
Albite intermediate
NaAi1.08Si2.92O8
31
Result – X-Ray Diffraction
Processing - Airborne Gamma ray spectrometric map / Potassium (%)
ตำาแหน่งท่ีคาดวา่ จะเป็นรอยเล่ือน KMFZ(ไตรภพและคณะ, 2556)ตำาแหน่งรอยเล่ือน KMFZ( กรมทรพัยากรธรณี,2550)ตำาแหน่งนำ'าพุรอ้นในจงัหวดัสรุาษฎรธ์านี
32แผนท่ี K grid 500 x 500 เมตร มาตราสว่นแผนท่ี 1: 1000000
Processing-Airborne Gamma ray spectrometric map / Potassium (%)
แผนท่ี3 มติิ ค่ากัมมนัตภาพรงัสทีางอากาศโพแทสเซยีมซอ้นทับขอ้มูลความสงู เชงิเลข ASTER GDEM 33
Processing - Airborne Gamma ray spectrometric map / eTh (ppm)
ตำาแหน่งท่ีคาดวา่ จะเป็นรอยเล่ือน KMFZ (ไตรภพ และคณะ, 2556)ตำาแหน่งรอยเล่ือน KMFZ( กรมทรพัยากรธรณี,2550)ตำาแหน่งนำ'าพุรอ้นในจงัหวดัสรุาษฎรธ์านี
34แผนท่ี eTh Grid 500 x 500 เมตรมาตราสว่นแผนท่ี 1: 1000000
Processing -Airborne Gamma ray spectrometric map / eTh (ppm)
แผนท่ี 3 มติิ กัมมนัตภาพรงัสทีางอากาศทอเรยีมสมมูลซอ้นทับขอ้มูลความสงู เชงิเลข ASTER GDEM 35
Processing - Airborne Gamma ray spectrometric map / eU (ppm)
36
ตำาแหน่งท่ีคาดวา่จะเป็นรอยเล่ือน KMFZ(ไตรภพและคณะ, 2556)ตำาแหน่งรอยเล่ือน KMFZ( กรมทรพัยากรธรณี,2550)ตำาแหน่งนำ'าพุรอ้นในจงัหวดัสรุาษฎรธ์านี แผนท่ี eU Grid 500 x 500 เมตร มาตราสว่น
แผนท่ี 1: 1000000
Processing Airborne Gamma ray spectrometric map / eU (ppm)
แผนท่ี 3 มติิ กัมมนัตภาพรงัสทีางอากาศยูเรเนียมสมมูลซอ้นทับขอ้มูลความสงู เชงิเลข ASTER GDEM 37
Processing -Airborne Gamma ray spectrometric map / Ternary map
38
Color Space Technique (RGB)
K = REDeTh = Green eU = Blue
IAEA, 2003
Processing -Airborne Gamma ray spectrometric map / Ternary map
ตำาแหน่งท่ีคาดวา่จะเป็นรอยเล่ือน KMFZ (ไตรภพ และคณะ, 2556)ตำาแหน่งรอยเล่ือน KMFZ( กรมทรพัยากรธรณี,2550)ตำาแหน่งนำ'าพุรอ้นในจงัหวดัสรุาษฎรธ์านี
39 แผนท่ี Ternary map Grid 500 x 500 เมตร
มาตราสว่นแผนท่ี 1:1000000
Result- airborne magnetic
40
Phunpin = >1000 – 4000 mKirirathanikhom = > 1000 – 2000 mChaiya = >1000 – 3000 m
Result- airborne gamma ray maps ( K, eU, eTh) and Ternary map
41
Result – spectrum analysis in rocks and Soils
42แผนท่ี eU Grid 500 x 500 เมตร มาตราสว่นแผนท่ี 1: 1000000
Result – Gamma spectrometry /Rock sample
43
Ppm
/ %
Type
Group 1 = 8,10,9Group 2 = 13, 12, 2, 1Group 3 = 5,4,7
แผนภมูแิท่งแสดงปรมิาณกัมมนัตรงัส ี3 ชนิดท่ีตัดผ่านรอยเล่ือน
Result – Gamma spectrometry / Rock sample
44
Group 1 • Limestone = 1.80 ppm•
Group 2 • Limestone = 1.89, 2.93, 2.70, 5.70 ppm
Group 3 • Limestone = 2.28 ppm
Rock type Carbonate
K 0.00-0.5 (0.2)
U(ppm) 0.4-2.9 (1.6)
eTh(ppm) 0-2.9 (1.4)
IAEA, 2003
Processing – Gamma ray spectrometry / Surat Pathong
UTM 0498387 E / 0998472 N อำาเภอคีรรีฐันิคม 45
Result – Gamma spectrometry / Surat Phathong mine
46
Ppm
/ %
Type
Result – Surat Phatong mine
47
Rock type Carbonate ( IAEA, 2003) Limestone
K 0.00-0.5(0.2) 0.00-0.07(0.008) ± 0.02
U (ppm) 0.4-2.9(1.6) 1.57-12.35(4.18) ± 3.74
eTh (ppm) 0-2.9(1.4) 0.00– 9.34(2.78) ± 3.33
Result / Rock Unit / Pr_high and Pr_low
48
4KalSi3O8+4H2O+2CO2 Al4(OH)8Si4O10+8SiO2+2K2CO3
Median Pr_High Pr_Low
K % 0.57± 0.37 0.22 ± 0.25
Uranium (ppm) 5.41 ± 2.66 2.04± 0.77
Thorium(ppm) 9.12 ± 7.88 6.22 ± 3.01
แผนภมู ิwhisket box plot ของตัวอยา่งหน่วยหนิ limestone_High และ limestone_Low
Type
ppm
/ %
Result / Rock Unit
49
Result – Granite boundary and Granite Type
50Ternary map มาตราสว่นแผนที่ 1:1000000
KGr-1KGr-2
แนวสำารวจธรณีวทิยาหนิแกรนิต(ธงชยั พ่ึงรศัมี, 2538)
Result - Rock Unit / KGr-1 and KGr-2
51
Ppm
/ %
Type
KGr-1, KGr-2Median KGr-1 KGr-2
K % 2.04 ± 0.52 1.81 ± 0.74
Uranium (ppm)
5.48 ± 1.63 5.77 ± 1.13
Thorium(ppm)
19.76 ± 3.53 25.02 ± 5.47
แผนภมู ิwhisket box plot ของตัวอยา่งหน่วยหนิ KGr-1 และ KGr-2
Result- Rock Unit / Qa, Qc, Qmc and Qt
52
Type
Ppm
/ %
Result- Rock Unit / Qa, Qc, Qmc and Qt
53
Median Qa Qc_up Qc_down Qmc Qt
K % 0.78 ± 0.72 0.37 ± 0.96 0.30 ±0.14 0.81± 0.39 0.37 ±0.47
Uranium (ppm)
2.74 ± 1.47 2.98 ± 1.22 1.66 ± 2.09 3.01 ± 1.56 1.93 ± 1.70
Thorium(ppm)
11.99 ± 5.29 11.76 ± 4.66 8.69 ±2.96 13.85 ± 4.62 7.67 ±4.61
Disscussion - airborne magnetic and gamma ray spectrometric data
Technique Analytic Signal (AS) corresponded with Mag 3D inversion in term of magnetic contact and depth
K-lineament, eU-lineament , eTh-lineament and Ternary-lineament are related (geothermal area SR 1,2,3 and 10)
Could change the geology map of Surat Thani Provimce such as Granite boundary
54
Disscussion- Gamma spectrometry
Limestone in the KMFZ contained deformation prodyct of granite alteration / weathering
55
4KalSi3O8+4H2O+2CO2 Al4(OH)8Si4O10+8SiO2+2K2CO34KalSi3O8+4H2O+2CO2 Al4(OH)8Si4O10+8SiO2+2K2CO34KalSi3O8+4H2O+2CO2 Al4(OH)8Si4O10+8SiO2+2K2CO3
4KalSi3O8+4H2O+2CO2 Al4(OH)8Si4O10 + 8SiO2+2K2CO3
โดยท่ี KAlSi3O8 = potash feldspar, Al4(OH)8Si4O10 = Kaolinite and K2CO3 โพแทสเซยีมคารบ์อเนตท่ีละลายนำ'าได้ดีและอาจจะตกตะกอนรว่มกันกัน CaCO3 ซึ่งจะได้หนิปูนท่ีตกผลึกใหม ่
Special Thank
56
Advisor: Assoc. Prof. Dr. Tripob Bhongsuwan