No contexto dos estudos de bacias sedimentares, apresentamos duas inversões magnéticas 3D rápidas e regularizadas no domínio espacial. O primeiro inverte a anomalia de campo total para a estimativa da profundidade do embasamento, enquanto o segundo inverte a amplitude do vetor da anomalia magnética para estimar a intensidade da magnetização e a profundidade do embasamento. Ambas inversões discretizam as rochas do embasamento por um grid de prismas 3D verticais e justapostos nas direções horizontais cujas profundidades até o topo se aproximam das profundidades da topografia do embasamento em pontos discretos. Além disso, ambas inversões assumem sedimentos não magnéticos sobrepostos às rochas do embasamento magnético com magnetização constante. Propomos uma nova maneira de calcular a modelagem direta de um prisma, denominada modelagem direta prismática rápida. Essa modelagem direta rápida calcula as componentes do vetor de magnetização gerado por um prisma mediante uma integral 1D de dipolos ao longo da espessura do prisma, que, por sua vez, é multiplicada pela área horizontal do prisma. Essa abordagem reduz o tempo computacional não apenas do cálculo do modelo direto dos prismas, mas também da inversão não linear. Para inverter a anomalia de campo total, a direção e a intensidade da magnetização devem ser conhecidas. Assumimos uma intensidade de magnetização constante e conhecida e determinamos a declinação e inclinação do vetor de magnetização, realizando uma busca discreta e sistemática por valores ótimos que minimizem a função de desajuste dos dados. Na inversão da anomalia de campo total para estimar a profundidade do embasamento, usamos a regularização de Tikhonov de primeira ordem. Na inversão da amplitude do vetor de anomalia magnética, para estimar simultaneamente a intensidade magnética e a profundidade do embasamento magnético, impomos a proximidade entre as profundidades estimadas e a profundidade média do relevo do embasamento. Mostramos que a inversão da anomalia de campo total é altamente dependente do conhecimento da direção do vetor de magnetização. Por outro lado, mostramos que a inversão da amplitude do vetor da anomalia magnética é fracamente dependente da direção do vetor de magnetização. Na última inversão, não é necessário nenhum conhecimento prévio sobre a direção do vetor de magnetização (declinação e inclinação). Testes em dados sintéticos e de campo das bacias do Pará-Maranhão e Foz do Amazonas (Brasil) comprovam a aplicabilidade de ambos os métodos propostos.
In the context of sedimentary basin studies, we present two fast 3D regularized magnetic inversions in the space domain. The first one inverts the total-field anomaly for depth-to-basement estimate whereas the second one inverts the amplitude of the magnetic anomaly vector to estimate both the magnetic intensity and the depth to the basement. Both inversions discretize the basement rocks by a grid of 3D vertical prisms juxtaposed in the horizontal directions whose depths to the tops approximate the depths to the basement topography at discrete points. Additionally, both inversions assume that nonmagnetic sediments overlay constant magnetized basement rocks. We propose a novel way to compute the forward modeling of a prism, named fast- prismatic forward modeling. This fast-prismatic forward modeling calculates the components of the magnetic vector yielded by a prism by a 1D integral of dipoles along the prism thickness, which, in turn, is multiplied by the horizontal area of the prism. This approach reduces the computational time not only of the prism forward model but also of the nonlinear inversion. To invert the total-field anomaly, the magnetization direction and intensity must be known. We assume a constant and known magnetization intensity and determine the declination and inclination of the magnetization vector by performing a discrete and systematic search for optimum values that minimizes the data-misfit function. In the total-field anomaly inversion for estimating the depth to the basement, we use the first-order Tikhonov regularization. In the amplitude of the magnetic anomaly vector inversion for simultaneously estimating the magnetic intensity and the depth to the magnetic basement, we impose the proximity between the estimated depths and the average depth of the basement relief. We show that the total-field anomaly inversion is highly dependent on the knowledge of the magnetization vector direction. Conversely, we show that the inversion of the amplitude of the magnetic anomaly vector is weakly dependent on the magnetization vector direction. In the latter inversion, no previous knowledge about the direction of magnetization vector (declination, inclination) is required. Tests on synthetic and field data from the Pará-Maranhão and Foz do Amazonas Basins (Brazil) prove the applicability of both proposed methods.
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