روش ژئوفیزیک اکتشافی ip
۰ ۲۵۹۰ ۰ ۱۳۹۲/۱۲/۲۳ ۰۱:۵۷
1. روش ژئوفيزيک اکتشافي ip◄ مقدمه:
IP يکي از متداول ترين روش هاي مورد استفاده در اکتشافات معدني و نفت و گاز مي‌باشد. در اکتشافات نفت و گاز با وجود زون پيريتي، مي توان با استفاده از روش IP اقدام به عمليات اکتشافي نمود.
روش اکتشاف ژئوفيزيکي IP، اغلب براي حل مساله مهندسي و هيدرولوژي همراه با اختلاف بالا در مقاطع زمين شناسي مورد استفاده قرار گرفته است.
آشکارسازي ترکب هاي فازي و آب شور، زمينه استفاده از روش IP را براي حل مشکلات اکولوژيکي مهيا مي کند. مبناي روش IP بررسي ميدانهاي الکتريکي ثانويه توليد شده در زمين توشط جريانات الکتريکي مي باشد. حساسيت اين روش به طرز گسترده اي به هدايت گرماي يوني و الکتروني بستگي دارد.
مشاهدات IP در حوزه و فرکانس انجام مي شود. در حوزه زمان، ولتاژ تنزل يافته به وسيله پارامتر زمان اندازه گيري مي شود. در حوزه فرکانس، مقاومت ظاهري ρa در دو يا چند فرکانس اندازه گيري ميشود که معمولا زير ده هرتز مي باشد.
ذخائر اقتصادي اغلب در مناطق کوهستاني قرار گرفته اند. جبران عوارض و ناهمواري ها، پارامتر بزرگي، وجود عوارض و ناهمواري ها زمين، بزرگي پارامت متوسط زمين شناسي، پلاريزاسيون مايل وسايل مزاحم و وجود يک لايه ناشناخته حوزه نرمال براي هر منطقه عامل طبيعي مي باشد. طبيعت پلاريزاسيون طبق الگوهاي ميداني منظمي تغيير مي کند. عوارض و ناهمواري ها فقط نقشه برداري ژئوفيزيکي را دچار مشکل نمي کند بلکه مشاهدات را نيز دچار مشکل مي کند. اولا تاثير ناهمواري هاي زمين مي تواند قابل بررسي باشد، ثانيا وقتي داده ها بر روي يک سطح ناهموار ثبت مي شوند، فاصله عمودي تا هدف هاي پنهان متفاوت مي شود و يک گراديان تغييرات ميدان قايم آنومالي ايجاد مي شود.
فاکتورهاي محيطي با يک ساختار زمين شناسي مخلوط مي شود که باعث تحريک، پيشروي و تغيير سيستمي که توانسته به موفقيت برسد مي شود. تعدادي از عناصر اين سيستم عبارتنداز: (الف) همبستگي ناهمواري ها (ب) روشهاي کيفي و نيمه کمي و (ج) روشهاي شرح کمي سازي آنومالي هاي پلاريزاسيون در شرايط توضيح داده شده.
روش هاي IP در Caucasus استفاده شده و در ساير نواحي در ساير نواحي از 1962 استفاده گرديده است. اين مطالب تجربيات ايجاد و کاربرد روش هاي پيشرفته را بيان مي کند. ابزار کار مرور (الف) و (ب) سيستم پيشرفته، و گزارش مطالعات اصلي (ρ(C باشد.
بايد توجه شود در اينجا هيچ تکنيکي براي محاسبه مستقيم حوزه IP در محيط ناهمسانگرد بيان نشده است.
◄ رابطه بين حوزه زمان و فرکانس:
رابطه بين حوزه زمان و فرکانس توسط محققين زيادي مطالعه شده است. شباهت بين نتايج به دست آمده در حوزه زمان و فرکانس قابل توجه است. Toms & Johnson پيشنهاد کردند که يک روش کارمخصوص براي روش IP در حوزه زمان استفاده شود. احتمال محاسبه حوزه زمان از مدل امپدانسي Cole Cole توسط محققين توضيح داده شده است.
ما نشان داده ايم در حوزه زمان که قابليت پلاريزه شدگيηaميتواند با فرمول زير معرفي شود:
که ηa قابليت پلاريزه شدن سنگ بستر مي شود و EIP شدت حوزه IP و E0 شدت حوزه پلاريزه يکنواخت اوليه مي باشد. آنومالي هاي IP کوچک مي باشند در مقايسه با حوزه اوليه ( EIP =< E0 ) ما مي نويسيم:
در اکثر موارد ηI نزديک به صفر است بنابراين پارامتر ηaبراي مشخصات هدفمان استفاده مي‌کنيم.
شکل1 کاهش مقاومت الکتريکي نمونه سنگي وقتي ولتاژ
خروجي قطع مي شود(kellerوfrischknecht،1996)
تجهيزات روسي soviet براي مشاهدهIP در دامنه زمان ويژگي ذيل را دارد. مقدار مورد انتظار روي منحني تخليهIP بعد از زمان ورودي تعريف شده (براي مثال 0. 5s )بعد از اينکه جريان قطع شد،اندازه گيري مي شود. (شکل 1) با تفسير کردن مقدار محاسبه شده که در مدت زمان اندازه گيري E ثابت مي شود،مي توانيم قابليت قطبيت را به درصد اندازه بگيريم(Komarov،1980 ;Parashis ،1986 ;Sharma،1986)
انواع ديگر تجهيزات به ما اجازه اندازه گيري زمان نرمال شده نشان دهنده مساحت زير منحني کاهشي را مي دهد. اين مقدار شارژبليته(m)را به ما مي دهد و با mv بيان مي شود. هيچ اختلاف بنيادي بين قابليت قطبيت و شارژبليته وجود ندارد. با وجود اين ، قابليت کاربرد تکنيک هاي شرح داده شده براي اندازه گيري شارژبليته مي بايست آزمايش شود.
◄ ويژگي هاي تصحيح رليف ناحيه در روشIP:
اثر رليف ناحيه عموما دو گانه است(Khesinو ديگران،1996 ) اولا، شکل و ويژگي هاي فيزيکي جرم هاي توپوگرافيکي (مانند سنگ هاي شکل دهنده رليف) ظهور اين عوارض را در ميدان آنومالي تعيين مي کنندکه تاثيرات آنومالي ها از هدف هاي پنهان را کاهش مي دهند. دوما،خطوط مشاهده اي ناهموار مسئول تفاوتها در فاصله نقطه اندازه گيري تا منبع است. اين تفاوتها خودش را به صورت آنومالي از اجسام مختلف آشکار مي کند. براي مشاهدات IP حالت دوم از تاثير رليف،عمدتا آنومالي را تحريف مي کند. اين تحريف مي تواند به وسيله تفسير کمي با استفاده از روش هاي پيشرفته که در بالا شرح داده شد محدود شود(Khensin و ديگران،1993)
هر چند بعضي تحريف ها به وسيله تغيير جريان قطبي شده مشابه اثر رليف توپوگرافي در روشهاي مقاومت ايجاد مي شوند. به علاوه متوسط گروه اغلب قطبيت پذيري مختلفي دارد. هر بلندي رليف مي تواند به عنوان يک قطب اضافي يا يک رديف قطب هاي تغيير دهنده شدت زمينه در نقطه اندازه گيري، تفسير شود. جمع ميدان هاي چنين عناصر پرکننده رليفي، يمايل به بزرگ شدن را را با افزايش ارتفاع نقطه مشاهده شکل مي دهد. پتانسيل به واسطه چنين منبعي به صورت معکوس با فاصله نقطه مشاهده متناسب خواهد بود.
بنابراين بين IP و فاصله سطح مشاهده يک وابستگي خطي معکوس وجود دارد. در اين حالت لازم است(a)تعيين وابستگي بين اندازه گيري هاي IP ثبت شده و ارتفاع نقاط مشاهده (b) محاسبه ثابت هاي تخميني(c)استفاده از ثابت هاي به دست آمده براي طرح ريزي نمودارIP اصلاحي براي تاثير رليف منطقه. يک روش ارتباط در پي جوئي مغناطيسي توسط (Khesin(1969 مطرح شد. او به صورت آناليزي يک رابطه خطي بين افزايش مغناطيس عمودي (ΔZ) و ارتفاع نقطه مشاهده(H) تحت شرائط همگني نسبي متوسط مغناطيس به دست آورد. رابطه خطي (ΔZH) براي بخش مياني عناصر مربوط به رليف ناهموار شده مثل يک شيب(شامل لبه وپله)صحيح است. همه اشکال رليف هاي اصلي مي تواند با استفاده از ترکيب ويژه شيب ها تخمين زده مي شوند. ΔZ
فرض به هم مربوط بودن به وسيله نتايج مدلهاي رياضي و فيزيک پديده IP حمايت مي شود. کاربرد روش همبستگي براي تصحيحات توپوگرافي بر روي مدل داده ثبت شده در سطح ناهموار با همگني متوسط شامل يک غير همگني محلي (لايه هاي عمودي نازک)شرح داده شده است.
شکل2. روش کرولاسيون براي برجستگي عوارض در ميدانIP براي موارد ذيل انجام مي گردد:
(a) اشکال با برجستگي منفي، (b) اشکال با برجستگي مثبت همراه کانسار شيبدار.
(c) و (d) به ترتيب ميدانهاي کرولاسيون براي (a) و (b) هستند.
يافته هاي (Polyakov (1969 و نتايج مشابه بعدها توسط Fox و ديگران بدست آمده است. (1980)، روش المانهاي محدود استفاده مي شود. ما نتايج مدلسازي را براي ارزيابي روش کرولاسيون در اکتشاف IP استفاده کرده ايم (شکل2). شکل2 نتايج کاربردي روش کرولاسيون با يک مدلسازي از ميدان IP را توضيح مي دهد (ظهور قطبيش پذيري ηa). ارتباط بين مقادير ηaو بزرگي ميدان H براي انطباق مدلهاي (a) و (b) در شکل 2c و d رسم شده است. شکل 2d حضور يک گروه نقاط در ميدان کرولاسيون را نشان مي دهد، علّت آن وجود آنومالي مي باشد.
بنابراين، کرولاسيون علاوه بر نزديک شدن، محاسبۀ تأثير برجستگي عارضه را امکان پذير مي سازد، و همچنين هدفهاي اکتشافي را آشکار مي سازد. در نتيجه، در چنين روشي مسئلۀ مهم کيفيت تفسيري است که ممکن است انجام شود.
◄ تفسير نيمه کمي و کيفي:
تفسير کمي از اطلاعات عمليات الکتريکي ،بدون توجه به انفصال هاي شيبي ملايم بسيار پيچيده است. به هر حال،تکنيک هاي کمي در روش IP به ما اجازه مي دهند تا اطلاعات باارزشي در مورد مقاطع زمين شناسي در پاسخ حاصل شود. به عنوان نمونه،آناليز واقعي مقاطع ηaبا مقاطع ϼ a ترکيب مي شود و براي مطالعه ذخاير سولفيدي در کانادا و فرانسه مورد استفاده قرار مي گيرند. به طوري که دسترسي براي ارزيابي نواحي ضعيف در دسترس،مناسب است،جايي که نتايج تفسير سريع براي پيشرفت عمليات نقشه برداري مورد نياز هستند.
روش IP VES (سونداژ الکتريکي عمودي با آرايه شلومبرژه) به صورت وسيع در مراحل متفاوتي از پي جويي،نواحي تقريبا غير قابل دسترس در Greater و LesserCaucasusاستفاده شده ا ند(Alexeyev,1970;Khesin,1969).
ساختمان هاي عرضي تحت نصف النهار مرجع در IPVES (فاصله AB بالا تا 2 4 کيلومتر،گام مشاهده 0. 5 11 سانتيمتر) از پاي توده هاي خاک تا حوضه آبريز اصلي،آبريز Greater Caucasus انجام شده بودند(شکل. 3). در نمودار 3 مقادير پلاريزاسيون ظاهري ηa تحت هر نقطه سونداژ در عمق نصف فاصله AB نشان داده شده اند. مقطع کاذب ηa به دست آمده تغييرات تقريبي در پلاريزاسيون با عمق را منعکس مي کند.
شکل. 3. مقاطع کاذب aη. ايزولاين ها به صورت درصد نشان داده شده اند در صورتي که تابعي از AB/2 هستند.
نقاط IP VES با نقاط سياه(فاصله الکترودي در جهت امتداد پروفيل است)دلايل آن هستند.
مناطقي با پلاريزاسيون ظاهري بالا در سازندهاي ژوراسيک سايه زده شده اند.
منطقه مذکور در شيب جنوبي Greater Cauucasus ، در شمال غربي آذربايجان نزديک مرزهاي Georgia و داغستان قرار دارد. تنوع آنها بسيار پيچيده است. اين منطقه از ذخاير شيل ماسه اي به شدت از فرم خارج شده تشکيل شده است که به موقع،تخمين زده شده بودند در صورتي که از لحاظ تجاري غير اميدبخش بودند.
کمتر ما به اکتشاف کانسار پلي متاليک Filizchai، بزرگترين کانسار در قفقاز مي‌پردازيم. عناصر عمدۀ مهم اين کانسار و چندين کانسار فلزي کوچک آشکار شده در چنين ناحيه اي (Katsdag ، Katekh و غيره) مس، روي، سرب و فلزات ديگر مي‌باشند (Khesin و ديگران 1993). تمام اين کانسارها در صورتي که توسط مقاطع VES IP تأييد شوند يک کانسار فلزي جديدي را تشکيل مي دهند. در شکل3 و ديگر زون گسترش يافته در مقاطع (3،2،1 و4) قطبش پذيري بالا مشهود است (ده ها درصد). زونهاي آشکار شده شامل چندين کانسار پلي متاليک و مس هستند که بعداً کشف شده است. قطبش پذيري عمده مي تواند بخاطر سنگهاي ميزبان پيريتي يا گرافيتي باشد.
تفسير نيمه کمي منحنيهاي VES IP تعيين موقعيت کانسارهاي نيمه افقي با قطبش‌پذيري بالا را براي ما امکان پذير مي سازند. اين مورد براي تعيين محل کانسار مگنتيت اسکارن در ميدان فلزي Dashkesan در قفقاز صغير بکار گرفته شده است (Khesin ، 1969). قفقاز صغير توسط يک برجستگي صاف و نرم کننده مشخص شده است و از لحاظ تکتونيک پيچيده نيست. هر چند، در اينجا سنگهاي ماگمايي و انواع ديگر سنگها را پيدا کرديم. اين تغييرپذيري شاخصي را در خصوصيات فيزيکي ايجاد مي سازد، هم بصورت جانبي و هم بصورت قائم، که تفسير داده هاي ژئوفيزيکي را مشکل مي سازد. کاربرد روش تفسير IP تقريبي تعيين عمق بالاترين قسمت کانسار را براي ما امکان پذير مي سازد.
شکل4. تفسير نيمه کمي از منحنيهاي ηa در کانسار آهن Dashkesan (قفقاز صغير).
◄ معکوس سازي آنومالي هاي IP:
اجازه بدهيد مشاهدات را در حوضه زمان در نظر بگيريم. تکنيک هاي معمول تفسير کمي آنومالي هاي IP ،کاربردهاي نسبتا محدودي دارند.
از جمله کار هاي انجام شده در روش IP ، مي توان از کارهاي (Frazer(1981 در ارتباط با انتخاب تحليلي آنومالي هاي ايزومتريک و Komarove(1980) در ارتباط با روش تانژانت، نام برد.
(Patella1972 و 1973) پيشنهاد کرد که همان فرايندي که براي روش resistivity انجام مي شود، براي تفسير نتايج VES-IP هم به کار رود. (Quick(1974 پيشنهاد کرد که آنوماليهاي IP بدست آمده از آرايش گراديان، مي تواند بوسيله تئوري ميدان پتانسيل تقسير شود. براي اين اهداف نويسنده توصيه مي کند که از تکنيک نقاط ويژه (که به طور وسيع در بررسيهاي مغناطيسي استفاده مي شود) بهره برد
