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TitreBedrock mapping of buried valley networks using seismic reflection and airborne electromagnetic data
AuteurOldenborger, G A; Logan, C E; Hinton, M J; Pugin, A J M; Sapia, V; Sharpe, D R; Russell, H A J
SourceJournal of Applied Geophysics vol. 128, (2016), 2016 p. 191-201, https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2016.03.006
Année2016
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20150383
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2016.03.006
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceManitoba
SNRC62B/03; 62B/04; 62B/05; 62B/06
Lat/Long OENS-100.0000 -99.0000 49.5000 49.0000
Sujetslevés aéromagnétiques; levés de reflexion sismiques; levés sismiques, sol; prospection sismique; cartographie électromagnétique; puits d'eau; emplacements de sondages; géologie du substratum rocheux; levés de conductivité; géologie générale; géophysique; hydrogéologie; géologie régional; sédimentologie; géologie structurale; géologie des dépôts meubles/géomorphologie
Illustrationslocation maps; landsat; seismic cross-sections; graphs; resistivity maps; seismic maps
ProgrammeAquifer Assessment & support to mapping, Géoscience des eaux souterraines
Résumé(disponible en anglais seulement)
In glaciated terrain, buried valleys often host aquifers that are significant groundwater resources. However, given the range of scales, spatial complexity and depth of burial, buried valleys often remain undetected or insufficiently mapped. Accurate and thorough mapping of bedrock topography is a crucial step in detecting and delineating buried valleys and understanding formative valley processes. We develop a bedrock mapping procedure supported by the combination of seismic reflection data and helicopter time-domain electromagnetic data with water well records for the Spiritwood buried valley aquifer system in Manitoba, Canada. The limited spatial density of water well bedrock observations precludes complete depiction of the buried valley bedrock topography and renders the water well records alone inadequate for accurate hydrogeological model building. Instead, we leverage the complementary strengths of seismic reflection and airborne electromagnetic data for accurate local detection of the sediment-bedrock interface and for spatially extensive coverage, respectively. Seismic reflection data are used to define buried valley morphology in cross-section beneath survey lines distributed over a regional area. A 3D model of electrical conductivity is derived from inversion of the airborne electromagnetic data and used to extrapolate buried valley morphology over the entire survey area. A spatially variable assignment of the electrical conductivity at the bedrock surface is applied to different features of the buried valley morphology identified in the seismic cross-sections. Electrical conductivity is then used to guide construction of buried valley shapes between seismic sections. The 3D locus of points defining each morphological valley feature is constructed using a path optimization routine that utilizes deviation from the assigned electrical conductivities as the cost function. Our resulting map represents a bedrock surface of unprecedented detail with more complexity than has been suggested by previous investigations. Our procedure is largely data-driven with an adaptable degree of expert user input that provides a clear protocol for incorporating different types of geophysical data into the bedrock mapping procedure.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
En terrain glaciaire, les vallées enfouies accueillent souvent des aquifères qui sont des ressources d'eaux souterraines importantes. Toutefois, étant donné la multitude d'échelles et de complexité spatiale, les vallées enfouies restent souvent inaperçues ou insuffisamment cartographiées. Une cartographie précise de la topographie du substratum rocheux est une étape cruciale dans la détection et la délimitation des vallées enfouies et de comprendre l'histoire. Nous développons une procédure de cartographie du substratum rocheux en utilisant des données géophysiques au sol et aéroportées, et nous présentons son application au système aquifère de la vallée enfouie Spiritwood au Manitoba, Canada. Notre carte du substratum rocheux résultant fournit des détails sans précédent avec plus de complexité que cela a été suggéré par les enquêtes précédentes. La surface de la roche est utilisée comme entrée à la modélisation hydrogéologique du système aquifère de la vallée enfouie Spiritwood.
GEOSCAN ID297498