МЕТОДЫ ТРЕХМЕРНОЙ ИНВЕРСИИ ГРАВИТАЦИОННЫХ ДАННЫХ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕКТОНИЧЕСКИХ РЕГУЛИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НАКОПЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В БАССЕЙНЕ ЭЛЬ-ЗЕЙТ, ЮГО-ЗАПАДНАЯ ЧАСТЬ СУЭЦКОГО ЗАЛИВА, ЕГИПЕТ

Район Гебель-Эль-Зейт, расположенный в юго-западной части Суэцкого залива в Египте, обладает значительным углеводородным потенциалом и является перспективным для изучения недр осадочных бассейнов, закартированных в его пределах. С помощью 3D сейсмического моделирования была получена модель глубинного строения основного осадочного бассейна Эль-Зейт, осложненная существованием соляных диапиров, искажающих сейсмические данные. Для выяснения морфологии этих диапиров был применен гравиметрический метод исследований, наиболее эффективный при изучении подобных структур. Интерпретация аномалий Буге, наблюдаемых в данном районе, осуществлялась методом трехмерной инверсии. Эффективность ограничивающих модель параметров, используемых при расчетах, оценена методом проб и ошибок при сопоставлении результатов решения прямых и обратных задач гравиметрии. Проведена оценка количества используемых параметров, их фильтрация и оптимизация. Сведения об оптимальном диапазоне используемых плотностных значений необходимы для уточнения глубинной структуры фундамента бассейнов, его морфологии, структуры впадин, а также изучения разломов, складчатости и для создания физико-геологических моделей исследуемых структур. В районе исследований имеется тринадцать скважин с различной глубиной заложения, которые использовались для графического контроля результатов инверсии.

1. Aboud E., Salem A., Ushijima K., 2005. Subsurface Structural Mapping of Gebel El-Zeit Area, Gulf of Suez, Egypt Using Aeromagnetic Data. Earth Planets Space 57, 755–760. https://doi.org/10.1186/BF03351854.

2. Abuzied S.M., Kaiser M.F., Shendi E.H., Abdel-Fattah M.I., 2020. Multi-Criteria Decision Support for Geothermal Resources Exploration Based on Remote Sensing, GIS and Geophysical Techniques along the Gulf of Suez Coastal Area, Egypt. Geothermics 88, 101893. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2020.101893.

3. Afifi A.S., Moustafa A.R., Helmy H.M., 2016. Fault Block Rotation and Footwall Erosion in the Southern Suez Rift: Implications for Hydrocarbon Exploration. Marine and Petroleum Geology 76, 377–396. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2016.05.029.

4. Almalki K.A., Mahmud S.A., 2018. Gulfs of Suez and Aqaba: New Insights from Recent Satellite-Marine Potential Field Data. Journal of African Earth Sciences 137, 116–132. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.10.004.

5. Bendaoud A., Hamimi Z., Hamoudi M., Djemai S., Zoheir B. (Eds), 2019. The Geology of the Arab World – An Overview. Springer, Cham, 546 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-96794-3.

6. Crossley D., Hinderer J., Riccardi U., 2013. The Measurement of Surface Gravity. Report on Progress in Physics 76, 046101. https://doi.org/10.1088/0034-4885/76/4/046101.

7. Dadak B., 2017. Inversion of Gravity Data for Depth-to-Basement Estimate Using the Volume and Surface Integral Methods: Model and Case Study. PhD Thesis (Master of Science in Geohysics). Salt Lake City, 84 p.

8. Elgammal R., Orabi O., 2019. Coniacian-late Campanian Planktonic Events in the Duwi Formation, Red Sea Region, Egypt. Journal of Geology & Geophysics 7, 456. https://doi.org/10.4172/2381-8719.1000456.

9. Fan D., Li S., Li X., Yang J., Wan X., 2021. Seafloor Topography Estimation from Gravity Anomaly and Vertical Gravity Gradient Using Nonlinear Iterative Least Square Method. Remote Sensing 13 (1), 64. https://doi.org/10.3390/rs13010064.

10. Faris M., Ghandour I.M., Zahran E., Mosa G., 2015. Calcareous Nannoplankton Changes during the Paleocene-Eocene Thermal Maximum in West Central Sinai, Egypt. Turkish Journal of Earth Sciences 24 (5) 475–493. https://doi.org/10.3906/yer-1412-34.

11. Feng X., Wang W., Yuan B., 2018. 3D Gravity Inversion of Basement Relief for a Rift Basin Based on Combined Multinorm and Normalized Vertical Derivative of the Total Horizontal Derivative Techniques. Geophysics 83 (5), G107–G118. https://doi.org/10.1190/geo2017-0678.1.

12. Florio G., 2018. Mapping the Depth to Basement by Iterative Rescaling of Gravity or Magnetic Data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 123 (10), 9101–9120. https://doi.org/10.1029/2018JB015667.

13. Florio G., 2020. The Estimation of Depth to Basement under Sedimentary Basins from Gravity Data: Review of Approaches and the ITRESC Method, with an Application to the Yucca Flat Basin (Nevada). Surveys in Geophysics 41, 935–961. https://doi.org/10.1007/s10712-020-09601-9.

14. Hadada Y.T., Hakimi M.H., Abdullah W.H., Kinawy M., El Mahdy O., Lashin A., 2021. Organic Geochemical Characteristics of Zeit Source Rock from Red Sea Basin and Their Contribution to Organic Matter Enrichment and Hydrocarbon Generation Potential. Journal of African Earth Sciences 177, 104151. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2021.104151.

15. Jessell M., Aillères L., Kemp De E., Lindsay M., Wellmann F., Hillier M., Laurent G., Carmichael T., Martin R., 2014. Next Generation Three-Dimensional Geologic Modeling and Inversion. In: K.D. Kelley, H.C. Golden (Eds), Building Exploration Capability for the 21st Century. Special Publications of the Society of Economic Geologists 18, p. 261–272. https://doi.org/10.5382/SP.18.13.

16. Li Y., Oldenburg D.W., 1998. 3-D inversion of Gravity Data. Geophysics 63 (1), 109–119. https://doi.org/10.1190/1.1444302.

17. Maag E., Li Y., 2018. Discrete-Valued Gravity Inversion Using the Guided Fuzzy. Geophysics 83 (4), G59–G77. https://doi.org/10.1190/geo2017-0594.1.

18. Makled W.A., Ashwah A.A.E.E., Lotfy M.M., Hegazey R.M., 2020. Anatomy of the Organic Carbon Related to the Miocene Syn-Rift Dysoxia of the Rudeis Formation Based on Foraminiferal Indicators and Palynofacies Analysis in the Gulf of Suez, Egypt. Marine and Petroleum Geology 111, 695–719. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2019.08.048.

19. Mallesh K., Chakravarthi V., Ramamma B., 2019. 3D Gravity Analysis in the Spatial Domain: Model Simulation by Multiple Polygonal Cross-Sections Coupled with Exponential Density Contrast. Pure and Applied Geophysics, 176, 2497–2511. https://doi.org/10.1007/s00024-019-02103-9.

20. Oldenburg D.W., 1974. The Inversion and Interpretation of Gravity Anomalies. Geophysics 39(4), 526–536. https://doi.org/10.1190/1.1440444.

21. Pham L.T., Oksum E., Do T.D., 2018. GCH_Gravinv: A MATLAB-Based Program for Inverting Gravity Anomalies over Sedimentary Basins. Computers & Geosciences 120, 40–47. https://doi.org/10.1016/j.cageo.2018.07.009.

22. Preston L., Poppeliers C., Schodt D.J., 2020. Seismic Characterization of the Nevada National Security Site Using Joint Body Wave, Surface Wave, and Gravity Inversion. Bulletin of the Seismological Society of America 110 (1), 110–126. https://doi.org/10.1785/0120190151.

23. Radwan A.E., Abdelghany W.K., Elkhawaga M.A., 2021. Present-Day In-Situ Stresses in Southern Gulf of Suez, Egypt: Insights for Stress Rotation in an Extensional Rift Basin. Journal of Structural Geology 147, 104334. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2021.104334.

24. Ren Z., Chen C., Pan K., Kalscheuer T., Maurer H., Tang J., 2017. Gravity Anomalies of Arbitrary 3D Polyhedral Bodies with Horizontal and Vertical Mass Contrasts. Surveys in Geophysics 38, 479–502. https://doi.org/10.1007/s10712-016-9395-x.

25. Said R. (Ed.), 2017. The Geology of Egypt. Routledge, London, 734 p. https://doi.org/10.1201/9780203736678.

26. Silva J.B.C., Santos D.F., Gomes K.P., 2014. Fast Gravity Inversion of Basement Relief. Geophysics 79 (5), G79–G91. https://doi.org/10.1190/GEO2014-0024.1.

27. Stolk W., Kaban M., Beekman F., Tesauro M., Mooney W.D., Cloetingh S., 2013. High Resolution Regional Crustal Models from Irregularly Distributed Data: Application to Asia and Adjacent Areas. Tectonophysics 602, 55–68. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2013.01.022.

28. Van Dijk J., Al Bloushi A., Ajayi A.T., De Vincenzi L., Ellen H., Guney H., Holloway Ph., Khdhaouria M., McLeod I.S., 2019. Hydrocarbon Exploration and Production Potential of the Gulf of Suez Basin in the Framework of the New Tectonostratigraphic Model. In: Proceedings of the SPE Gas & Oil Technology Showcase and Conference 2019 (October 21–23, 2019, Dubai, UAE). SPE, SPE-198622-MS. https://doi.org/10.2118/198622-MS.

29. Wu L., 2016. Efficient Modelling of Gravity Effects Due to Topographic Masses Using the Gauss-FFT Method. Geophysical Journal International 205 (1), 160–178. https://doi.org/10.1093/gji/ggw010.

30. Wu L., 2018. Efficient Modeling of Gravity Fields Caused by Sources with Arbitrary Geometry and Arbitrary Density Distribution. Surveys in Geophysics 39, 401–434. https://doi.org/10.1007/s10712-018-9461-7.

31. Wu L., 2019. Fourier-Domain Modeling of Gravity Effects Caused by Polyhedral Bodies. Journal of Geodesy 93, 635–653. https://doi.org/10.1007/s00190-018-1187-2.

32. Wu L., Lin Q., 2017. Improved Parker’s Method for Topographic Models Using Chebyshev Series and Low Rank Approximation. Geophysical Journal International 209 (2), 1296–1325. https://doi.org/10.1093/gji/ggx093.

33. Youssef M., El-Sorogy A., El-Sabrouty M., Al-Otaibi N., 2016. Invertebrate Shells as Pollution Bio-Indicators, Gebel El-Zeit Area, Gulf of Suez, Egypt. Indian Journal of Geo-Marine Sciences 45 (5), 687–695.