دانلود مقاله موقعیت منطقه آباده از نظر زمین شناسی و اکتشاف

محدوده مورد اکتشاف به مساحت 30 کیلومتر در نقشه زمین شناسی چهار گوش آباده به مقیاس 1:250000می باشد که در 111 کیلومتری جنوب غربی استان یزد و 25 کیلومتری روستای شواز واقع شده است.از این مسافت 21 کیلومتر جاده فرعی خاکی و 90 کیلومتر آن آسفالت می باشد از نظر آب و هوایی کویری است و در مرکز کفه طاقستان قرار گرفته و جزئی از بیابان های داخلی ایران مرکزی محسوب می گردد.

داده های این منطقه متشکل از 8 پروفیل طولی و 9 پروفیل عرضی بوده که در انها برداشت های مغناطیسی انجام شده و 7 پروفیل عرضی و یک پروفیل طولی که برداشتهای گرانی انجام شده است.

در این پروژه از نرم افزار های زیر استفاده شده که در متن به طور مفصل مورد بحث قرار خواهند گرفت.

الف) Excel: برای وارد کردن اطلاعات اولیه و ساختن فایلهای نرم افزارهای مختلف.

ب) Surfer: برای Grid کردن فایلهای مورد نظر و رسم نقشه های هم مقدار مغناطیسی و گرانی.

ج) MagPick: برای انجام تبدیلات لازم ( از قبیل ادامه فراسو، تبدیل به قطب و شبه گرانی بر روی نقشه شدت مغناطیسی کل منطقه و ادامه فراسو بر روی نقشه گرانی سنجی.

د) Mag 2dc: برای انجام مدل سازی 2 بعدی از توده سبب شونده انومالی مغناطیسی
ه ) Grav 2dc: برای انجام مدل سازی 2 بعدی از توده سبب شونده انومالی گرانی
و ) signal Proc برای انجام تبدیلات لازم از جمله ادامه فراسو، تبدیل به قطب مشتق افقی وقائم...

بر روی پروفیل ها
همچنین دو حلقه گمانه اکتشافی و سه تراشه نیز در منطقه حفر شده که اطلاعات ان و شرح مفصل ان در ادامه خواهد آمد.این پروژه در شش فصل تنظیم شده که فصل اول شامل کانی های مغناطیسی وخواص مغناطیسی زمین،فصل دوم شامل روش های تعبیر و تفسیر مغناطیسی وگرانی،فصل سوم شامل کلیاتی از نرم افزار های به کار رفته در این مجموعه،فصل چهارم شامل کلیاتی در مورد زمین شناسی منطقه مورد مطالعه،فصل پنجم شامل تعبیر و تفسیر اطلاعات موجود،فصل ششم شامل بحث، نتیجه گیری وپیشنهادات و در پایان در قسمت ضمائم کلیه اطلاعات رقومی منطقه درج شده است.

فصل اول:


کانی های مغناطیسی وخواص مغناطیسی زمین





1-1) مغناطیس زمین
کره زمین به صورت یک دوقطبی مغناطیسی بسیار بزرگ عمل می کند که جهت و مقدار این میدان در مکان های مختلف و زمان های مختلف تغییر می کند و این تغییر نسبت به زمان به صورت های قرنی و سالیانه و یا حتی فصلی هستند.

از طرفی میدان مشاهده شده در هر نقطه، مجموعی از مغناطیس زیر سطحی و مغناطیس میدان زمین است و در بررسی اکتشافی باید مقدار مغناطیس زمین را که به ان مقدار زمینه می گوییم، از مغناطیس مشاهده شده کسر شود و در واقع با داشتن مقدار زمینه میدان مغناطیسی، از بروز اشتباه در تفسیر ژئوفیزیکی جلوگیری گردد، چون امکان دارد در یک نقطه بسته به جنس سازند ها، مغناطیس زمین زیاد باشد و هیچ ربطی به توده های مغناطیسی زیر سطحی نداشته باشد.

در این بخش مغناطیس زمین و مولفه های مربوط به ان و همچنین تغییرات این میدان بررسی می شود.

1-2) عناصر مغناطیس زمین و خواص مشخصه ان ها
اگر یک سوزن مغناطیس بتواند حول یک محور از مرکز ثقلش در تمام جهات حرکت نماید در هر نقطه از سطح زمین در امتداد میدان مغناطیسی زمین (B) قرار می گیرد که می توان ان را به دو مولفه افقی (H) و قائم (Z) تجزیه نمود.

زاویه بین بردارهای (B) و (H) را زاویه میل می نامند و ان را با (I) نشان می دهند با توجه به شکل (1-1) مولفه (H) را می توان به دو مولفه شرقی (Y) و شمالی (X) تجزیه نمود و زاویه بین مولفه H و X را زاویه انحراف می گویند و آن را با (D) نشان می دهند.

شکل (1-1):نمایش شماتیک عناصر مغناطیسی زمین
مقدارهای B , H , Z , X , Y , I , D را عناصر مغناطیس زمین می نامند و با توجه به شکل (1-1) رابطه زیر بین آنها برقرار است :


صفحه قائمی که بردار های B , H , Z را در بر می گیرد، اصطلاحاً نصف النهار مغناطیسی محلی زمین می گویند.

در نیم کره شمالی انتهای قطب شمال یاب سوزن مغناطیسی، به طرف داخل زمین متمایل می شود ودرست روی قطب مغناطیسی در نیم کره شمالی به حالت قائم در می آید.

در نیم کره جنوبی کاملا بر عکس است و انتهای قطب جنوب یاب سوزن مغناطیسی به طرف داخل زمین متمایل می شود و درست روی قطب مغناطیسی در نیم کره جنوبی به حالت قائم در می آید.

از وصل نمودن نقاطی از سطح زمین که در آنها سوزن مغناطیسی کاملا به حالت افقی است ( یعنی تمامی مولفه های B به صورت افقی می باشند ) خطی به دست می آید که استوای مغناطیسی نامیده می شود که تقریبا در امتداد استوای جغرافیایی قرار می گیرد و هر قدر از استوای مغناطیسی به سمت قطب مغناطیسی نزدیک شویم مقدار زاویه (I) افزایش خواهد یافت و در قطب های مغناطیسی مقدار ان به 90درجه خواهد رسید.

در واقع قطب های مغناطیسی مکانهایی هستند که مقدار زاویه میل برابر 90 گردد.مقدار بردار (B) در نواحی استوایی حدود 25000 گاما و در قطبین مغناطیسی حدود 70000 گاما (نانو تسلا ) خواهد بود.

قطبین مغناطیسی زمین حدود 18 درجه عرض جغرافیایی، نسبت به قطبهای جغرافیایی جابجایی نشان می دهند و خطی که دو قطب مغناطیسی را به هم وصل می کند تقریبا از 1200 کیلومتری مرکز زمین می گذرد.

1-3) خواص مغناطیسی اجسام و کانی ها ذرات باردار(مثبت یا منفی)درهنگام حرکت در اطراف خود میدان مغناطیسی به وجود می اورند و ذرات بار دار اتم ها و یون ها دارای سه نوع حرکت هستند : حرکت چرخشی و گردشی پروتونها در داخل هسته های اتم حرکت گردشی الکترونها در داخل اوربیتال ها حرکت چرخشی الکترونها در داخل اوربیتال ها از این سه نوع اثر گشتاور مغناطیسی نوع دوم و سوم به مراتب بیشتر از نوع اول می باشد و از انجایی که در یک اوربیتال هر دو الکترون در خلاف جهت یکدیگر گردش می کنند اثر مغناطیسی انها خنثی می شود و از این رو گشتاور مغناطیسی موثر یک اتم و یا یون متناسب با تعداد اوربیتال های نیمه پر ان ها است.

1-3-1) کانی های دیا مغناطیس کانی هایی که اتم ها و یون های ان فاقد اوربیتال های نیمه پر باشد، به وسیله آهن ربا دفع می شود که در این صورت به آن ها کانی ها ی دیا مغناطیس می گویند.

رانده شدن این کانی ها را در میدان مغناطیسی خارجی می توان چنین توصیف کرد که وجود اوربیتال های پر سبب می شود که گشتاور مغناطیسی در کانی تقریبا صفر گردد، اگر این اوربیتال ها ی پر به یک میدان مغناطیسی خارجی نزدیک شوند، قانون لنز در مورد آنها صدق خواهد نمود قانون لنز می گوید اگر یک حلقه هادی به یک میدان مغناطیسی نزدیک شود، در داخل حلقه جریانی پدید می آورد که میدان مغناطیسی حاصل از آن با میدان خارجی مخالفت خواهد نمود.

هنگام نزدیک شدن اوربیتال های پر به یک میدان مغناطیسی خارجی سرعت یکی از اوربیتال ها کم و بر دیگری افزوده خواهد شد به طوری که مجموع گشتاور مغناطیسی انها صفر نشده و گشتاور منتج در خلاف جهت میدان خارجی، عمل کرده که سبب رانش کانی در این میدان می شود.

چند نمونه از کانی هایی که دارای این خاصیت هستند عبارتند از : کوارتزیت، فلوریت، هالیت و انیدریت.

1-3-2) کانی های پارامغناطیس این دسته از کانی ها حاوی اوربیتالهای نیمه پر می باشند، ولی گشتاورهای حاصله از انها به طور در هم و بر هم، در امتدادهای متفاوت قرار گرفته اند و در نتیجه اثر مغناطیسی ان ها تقریبا خنثی می شود و ظاهرا هیچ خاصیت مغناطیسی از خود نشان نمی دهند ولی اگر این کانی ها در میدان مغناطیسی خارجی قرار گیرند متناسب با شدت میدان خارجی، بعضی از این گشتاورها خود را در جهت گشتاور میدان خارجی قرار می دهند و سبب پیدایش گشتاور مغناطیسی القایی در کانی خواهند شد.

در نتیجه کانی های پارامغناطیس به طور ضعیفی جذب میدان خارجی خواهند شد و هر چه شدت میدان خارجی بیشتر باشد گشتاورهای بیشتری، خود را در جهت ان قرار داده و در نتیجه شدت میدان مغناطیسی القایی بیشتر خواهد شد.

1-3-3) کانی های فرومغناطیس کانی هایی هستند که اگر در میدان مغناطیسی خارجی (H) قرار بگیرند، در ان ها میدان مغناطیسی القایی شدیدی به وجود می آید که شدت ان میلیون ها بار بیشتر از کانی های پارامغناطیس می باشد و چون سردسته این کانی ها آهن است، به ان کانی ها فرومغناطیس می گویند.

در واقع گشتاورهای حاصله از یون های تشکیل دهنده این کانی ها، به طور انبوه در جهت گشتاور میدان خارجی قرار می گیرند و یک اثر، به نام تبادل اتصال که بحث ان در مکانیک کوانتوم می باشد، این گشتاور را به هم قفل می کند، به طوری که بعد از حذف میدان خارجی تعداد زیادی از این اتصالات همچنان باقی می ماند و در نتیجه کانی های فرومغناطیس می توانند به صورت مغناطیس دائم درآیند و مغناطیس باقیماند حاصله از تبادل اتصال را به دو صورت می توان از بین برد : ایجاد یک میدان مغناطیسی خارجی در خلاف جهت میدان کانی فرومغناطیس افزایش درجه حرارت تا حد نقطه کوری ان کانی.

دمای نقطه کوری برای مگنتیت و آهن کبالت و نیکل می باشد.

1-3-4)خودپذیری مغناطیسی هنگامی که میدان خارجی (H) همگن و گشتاور ان نسبت به خط عمود بر سطح جسم پارامغناطیس زاویه() بسازد، شدت مغناطیس شدن جسم مزبور برابر است با: موقعی که گشتاور میدان خارجی () کاملا عمود بر سطح جسم پارامغناطیس باشد، در این صورت رابطه به صورت I=KH نوشته می شود.

در این رابطه K را ثابت تناسب و یا سپتبیلیته جسم پارامغناطیس مزبور می نامند و مقدار K برای خلاء و تمامی اجسام غیر مغناطیسی، برابر صفر می باشد.

اجسام پارامغناطیس دارای(K) مثبت، اجسام دیامغناطیس دارای (K) منفی و اجسام فرومغناطیس دارای(K) مثبت خیلی بالا هستند.

باید توجه داشت، اثرات دیامغناطیس فقط در حضور میدان خارجی قابل مشاهده هستند و اغلب در کارهای اکتشافی، با میدان مغناطیسی خارجی نسبتا" ضعیف(میدان زمین) یعنی در حدود 5/0 اورستد و اجسامی با خواص مغناطیسی نسبتا ملایم سروکارخواهیم داشت.

1-4) خواص مغناطیسی سنگ ها می دانیم که سنگ ها از مجموعه کانی های مختلف تشکیل شده اند و بر حسب منشا ان ها را به سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی تقسیم می کنند.

اغلب اجزاء تشکیل دهنده سنگ ها دارای خاصیت مغناطیسی کم و یا خیلی کم می باشند.

به عنوان نمونه کوارتز، تعدادی از سیلیکاتها، آهک و آرژیل از تشکیل دهنده هایی هستند که دارای خاصیت مغناطیسی بسیار ضعیف اند.

به همین ترتیب سنگ هایی مانند ژیپس، آهک و ماسه های خالص، دارای خواص دیا مغناطیسی ضعیفی هستند.

تعداد دیگری از کانی های نسبتا فراوان و سنگ های رسوبی و کریستالین، به طور کلی در دسته اجسام پارامغناطیس قرار می گیرند.

آرژیل و کانی های سنگ های بازیک مانند اوژیت، هورنبلند، اولیوین و سرپانتین از این دسته هستند.

هماتیت و لیمونیت به طور ضعیفی دارای خاصیت مغناطیسی اند.

نهایتا مهمترین این سنگها ان هایی هستند که دارای درصد کم و بیش زیادی از مواد فرومغناطیس نظیر مانیتیت، ایلمنیت و پیروتین هستند.

جدول (1-1) ضریب القاء مغناطیسی را برای تعدادی از کانی ها و سنگ ها نشان می دهد : جدول(1-1): ضریب القاء مغناطیسی بعضی از اجسام (اعداد جدول باید در ضریب ضرب شود ) فصل دوم: روش های تعبیر و تفسیر مغناطیسی وگرانی 2-1)تفسیر نقشه های مغناطیسی تفسیر نقشه های مغناطیسی و اصولا تفسیر نتایج به دست آمده از یک کار اکتشافی، بسیار تجربی است و بستگی به ذوق و تجربه شخصی مفسر دارد و به جرات می توان ان را نوعی هنر دانست، ولی در حالت کلی عوامل موثر در تفسیر، شناخت ما از پدیده های زمین شناسی و همچنین مقیاس برداشت، می باشد.

پس نتیجه می گیریم تفسیر نقشه های مغناطیسی بیشتر به صورت کیفی است، یعنی این که احتمال وجود بی هنجاری مغناطیسی را می توان ثابت کرد و نقشه های مغناطیسی به هیچ وجه در حالت کلی نمی توانند اطلاعاتی از قبیل طول، عرض، ضخامت و یا عیار ماده معدنی بدهند.

در بعضی مواقع بی هنجاری های مشاهده شده بی اهمیت هستند که بعدا در مورد ان ها صحبت می کنیم.

تفسیر کمی، احتیاج به ان دارد که کارهای اکتشافی دیگری نیز در منطقه انجام شده باشد.

مثلا در منطقه چالهای اکتشافی حفر شده باشند و درباره عمق خاصی از زیر سطح زمین اطلاعاتی در دست باشد.

تفسیر یک برداشت هوایی مغناطیسی، از ناحیه بزرگی که اغلب به نقشه در نیامده و سنگ های مغناطیسی آن سطحی یا نزدیک به سطح است، به صورت کیفی انجام می گیرد و شخص تفسیر کننده با بازرسی و با استفاده از تجربه، می کوشد پرده ای از روی عوارض اصلی زمین شناسی بردارد و طرح توده های سنگی مختلف را پیدا کند و هر مقدار اطلاعات ساختاری را که ممکن است آشکار سازد.

هر اندازه اطلاعات زمین شناسی موجود بیشتر باشد داده های مغناطیسی قابل استفاده تر خواهند بود.

آنجا که سازند های مغناطیسی پوشیده شده باشند، دست یافتن به تفسیر بیشتر حالت کمی دارد، زیرا اطلاعات مربوط به ضخامت پوشش رویی مطمئنا مورد نیاز است.

برای محاسبه بی هنجاری ها لازم است فرضیه های ساده در مورد چشمه انها وضع شود، چرا که دانستنی ها در مورد زمین شناسی بسیار اندک است.

در تفسیر برداشتهای زمینی تفصیلی احتمالا اطلاعات زمین شناسی بیشتری در دسترس خواهند بود.

هنگامی که این گونه اطلاعات کنترلی خوب باشد، این امکان وجود دارد که اطلاعات قابل ملاحظه ای در مورد ماهیت جسم مورد نظر و هندسه آن کسب شود و در نتیجه تفسیر نسبتا دقیقی انجام گیرد.

2-2)تعبیروتفسیرکیفی یافته های مغناطیسی تعبیر و تفسیر یافته های مغناطیسی بیشتر کیفی است و شامل ارزیابی از نقشه ها و پروفیل های مغناطیسی می باشد.

دراکتشاف وجود و یا عدم وجود یک گسل یا توده نفوذی مدفون، بیشتر از تعیین شکل و یا عمق تدفین ان اهمیت دارد.در واقع شکل و عمق تدفین را نمی توان منحصرا بوسیله یافته های مغناطیسی مشخص نمود.

در اکتشافات نفت یکی از اهداف عمده تعیین محدوده حوزه های رسوبی می باشد و چنین اطلاعاتی را می توان با بررسی نقشه های مغناطیسی بدست آورد.

اغلب یک حوزه رسوبی در روی نقشه مغناطیسی، منطقه ای است که در ان فواصل بین خطوط میزان زیاد است و به وسیله یک سری خطوط میزان نزدیک به هم (برجستگی مغناطیسی بالا) احاطه شده باشند.

در روی یک نقشه مغناطیسی، وجود یک مرز تند بین منطقه های با اختلاف برجستگی فاحش، اغلب دال بر وجود یک گسل بزرگ در سنگ های پی منطقه می باشند.

یک شکل دیاپیری در روی مقاطع انعکاس لرزه ای، ممکن است یک توده نفوذی آذرین و یا یک گنبد نمکی تعبیر و تفسیر شود.

بهترین طریقه برای شناسایی ان تهیه یک پروفیل مغناطیسی از روی ان می باشد.

اگر انومالی به دست آمده مثبت باشد، توده نفوذی باید آذرین باشد، ولی اگر انومالی به دست آمده منفی است، شکل دیاپیری مزبور مربوط به یک گنبد نمکی می باشد که در اکتشاف نفت ارزش بررسی را دارد.

2-3)استفاده از یافته های مغناطیسی در تکمیل نقشه های مغناطیسی بوسیله نقشه های مغناطیسی می توان جهت ساختمانی را در روی نقشه های زمین شناسی معین نمود در بعضی موارد اشکال خطوط میزان مغناطیسی منعکس کننده امتداد اشکال طویل نفوذی و یا سطح گسل های بزرگ در سنگهای پی می باشد.

چنین اشکالی اغلب بواسطه پوشش رسوبی از معرض دید پنهان مانده و فقط بوسیله نقشه های مغناطیسی آشکار می گردند.

در مواقعی که کار زمین شناسی سطحی به خاطر غیر قابل دسترسی بودن پوشش گیاهی و یا پوشش رسوبی فقط به چندین برونزد پراکنده محدود می گردد، نقشه های مغناطیسی می تواند تسهیلاتی جهت ارتباط یافته های حاصله از برونزد های پراکنده فراهم نماید.

در خیلی از مواقع شکل کلی بی هنجاری مغناطیسی می تواند در تعیین شکل توده مغناطیسی زیر سطحی کمک نماید.

اگر خطوط میزان نقشه مغناطیسی شکل دایره ای متقارن داشته باشد جسم زیر سطحی ممکن است یک دودکش، گرادیان آتشفشان، و یا گنبد نمکی از نوع نفوذی باشد.

اگر خطوط میزان بسته مغناطیسی، بصورت کشیده و طویل باشد، منبع زیر سطحی ممکن است یک دایک باشد که در این صورت امتداد ان در جهت طویل شدگی خطوط میزان خواهد بود اگر خطوط میزان به صورت یک منطقه طویل یا گرادیان تیز و یا بدون بسته شدگی مشخص در روی نقشه مغناطیسی ظاهر شوند نشان دهنده وجود یک گسل زیر سطحی می باشد که سبب جابجایی سنگهای مغناطیسی شده است، در این حالت جهت طویل شدگی خطوط میزان در راستای امتداد سطح گسل خواهد بود.

2-4)اکتشاف مغناطیسی برای کانسنگ آهن تقریبا 90% آهن تولیدی جهان از ذخایر رسوبی که اصولا از نظر منشا الیتیک و یا سلیسی هستند تامین می گردد ده درصد مابقی در ارتباط با سنگهای آذرین بیشتر از انواع دیگر سنگ ها است در نتیجه به راحتی به وسیله روش مغناطیسی قابل اکتشاف می باشند.

ذخایر هماتیتی، غیر مغناطیسی می باشند، ولی اغلب انها از نظر ژنتیکی در رابطه با مگنتیت می باشند و از این نظر این نوع ذخایر ( هماتیت ) را می توان به طور غیر مستقیم، به روش مغناطیس سنجی پی جویی کرد.

2-5) اکتشاف مغناطیسی برای کانی های غیر مغناطیسی اگر چه این کانی ها خود مغناطیسی نیستند ( مثل کانی های فلزات اساسی، طلا، الماس و غیره ) ولی اغلب در رابطه با کانی های مغناطیسی مثل مگنتیت و ایلمنیت و پیروتیت می باشند و می توانند با روش های مغناطیسی کشف شوند.

روش مغناطیسی همچنین در خیلی از مناطق دنیا برای اکتشاف پایپ های کمبرلیتی که اغلب حاوی الماس هستند به کار رفته است.

کمبرلیت یک سنگ اولترا مافیک بوده که در خیلی از مناطق دنیا میزبان کانی الماس است.

این سنگ همچنین حاوی مقداری مگنتیت و ایلمنیت به عنوان کانی های اولیه می باشد.

تا به حال اکتشاف مغناطیسی برای کمبرلیت در امریکا، شوروی سابق، جنوب، شرق و غرب آفریقا صورت گرفته است.

2-6) اکتشاف مغناطیسی برای مواد هیدرو کربنی کاربرد وسیع روش های مغناطیسی در اکتشاف نفت از جنگ جهانی دوم آغاز شد و به وسیله این روش می توان وسعت محدوده و ضخامت حوضه های رسوبی را در مناطقی که هیچ کار اکتشافی قبلی انجام نگرفته تعیین نمود.

به وسیله یافته های مغناطیسی هوایی و یا دریایی، می توان عمق سنگ پی را به دست اورد.

اغلب در کارهای دقیق اختلاف بین عمق حاصله به وسیله حفاری و تخمین زده شده به وسیله روش مغناطیسی، بیشتر از پنج درصد نمی باشد 2-7)برداشتهای گرانی 2-7-1)کلیات برداشتهای گرانی بدلیل کاربرد وسیع انها برای مشخص کردن ساختمانهای ناحیه ای بزرگ واشکال زیر سطحی و همچنین کاربرد بیشترشان در اکتشاف نفت در اکتشاف مواد معدنی به طور گسترده به کار نمی روند با این وجود در بعضی موارد ممکن است به عنوان یک روش کاملا سودمند در اکتشاف کانسارها به کار برده شوند.

اگر چه روش گرانی سنجی به ندرت به عنوان یک روش اولیه برای اکتشاف به کار میرود لیکن در مراحل نهایی اکتشاف نفت برای انجام کنترل های مهم زمین شناسی به کار می رود.

انومالی های گرانی توسط اختلاف چگالی در سنگهای زیر سطحی تحت تاثیر قرار می گیرند.

هرچند بسیاری از توده های معدنی اختلاف چگالی زیادی با سنگهای در بر گیرنده خود دارنداما این توده ها عموما یا بسیار کوچک یا بسیار عمیق هستند به طوریکه نمی توانند آنومالی های گرانی قابل توجهی ایجاد کنند.

بعلاوه ساختهای نزدیک سطح مانند تغییرات ناگهانی ضخامت روباره یا نواحی هوازده پوششی عموما آثار گرانی علاوه بر تاثیری که ناشی از یک توده معدنی است به وجود می آورند.

اگرچه یک توده معدنی ممکن است انومالی گرانی قابل ثبتی از خود نشان ندهد کانی سازی ممکن است به وسیله یک ساختمان زیر سطحی احاطه شده باشد که این ساختمان انومالی گرانی مشخصی ایجاد کند و در بعضی موارد برداشتهای گرانی می تواند در مشخص کردن اهداف درجه اول اکتشاف نواحی و زون های مختلف مفید واقع شود.

نیروی گرانی در سطح زمین از قانون جاذبه نیوتن محاسبه شده و از فرمول زیر به دست می آید.

در این رابطه M جرم زمین و G ثابت جهانی گرانش و r شعاع زمین است.

مقدار g در قسمتهای مختلف کره زمین به دلیل ثابت نبودن شعاع زمین ثابت نیست و نیروی گریز از مرکز که به واسطه چرخش زمین حول محور خود به وجود می آید در قطبها صفر و در استوا ماکزیمم است.

بر اساس فرمول بین المللی گرانش داریم : که در این رابطه عرض جغرافیایی است.

مقدار اندازه گیری شده g به صورت مقدار ان در سطح دریا تصحیح می شود و باید مشخص شود که از مقدار محاسبه شده از قانون جهانی گرانش بیشتر است یا کمتر.

این اختلاف به دلیل ناهمگنی در پوسته زمین و گوشته بالایی به وجود می آید.

انومالی های کوچکی نیز وجود دارند که در نتیجه ناهمگنی نزدیک سطح در پوسته به وجود می آیند که این انومالی ها در اکتشاف کانسارهای فلزی مفید می باشند.

انومالی بوگر در هر نقطه از سطح زمین به کمک فرمول زیر تعریف می شود : در این رابطه مقدار قرائت شده گراویته در نقطه اندازه گیری، تصحیح بوگر، تصحیح هوای آزاد، T تصحیح توپوگرافی و مقدار تئوری گراویته است.

شکل (2-1) چگونگی انجام هرکدام از این تصحیحات را نشان می دهد.

شکل(2-1):نحوه انجام تصحیحات گرانی سنجی نقطه 1A، h متر از سطح دریا بالاتر است که مقدار گراویته اندازه گیری شده در این نقطه است.

مقدار گراویته اندازه گیری شده کمتر از مقدار تئوری گراویته یعنی در نقطه 1A خواهد بود.

نقطه A2به اندازه h متر به مرکز زمین نزدیک تر است.

برای تصحیح مقدار g در نقطه 1A و بردن مقدار g ان به مقدار g در سطح دریا مقدار 0/3086mgal/m به مقدار به عنوان تصحیح هوای آزاد اضافه می شود.بعلاوه برای کاهش مقدار گراویته در 1A به مقدار ان در سطح دریا (نقطهA2)جاذبه گرانش صفحه ای از زمین به ضخامت h متر بین نقاط 1A وA2باید از مقدار کسر گردد.

این تصحیح که تصحیح بوگر نام دارد مقدار آن برابر است با : در این رابطه چگالی صفحه مورد نظر است.

با ملاحظه دره در نقطهC و تپه در نقطه B میتوان گفت که تپه یک برآمدگی است بنابراین شتاب منفی در میزان گراویته ایستگاه 1A ایجاد می کند و باید این مقدار شتاب به مقدار اندازه گیری شده در نقطه A1 اضافه گردد.

دره در نقطه C یک کمبود جرم محسوب می شود ولی از آنجایی که این دره تاکنون تخت و پر در نظر گرفته شده است باید شتاب ثقلی معادل جاذبه گرانش ناشی از پر شدن دره تا ارتفاع h که چگالی مواد پرکننده دره باشد به مقدار اندازه گیری شده اضافه گردد.

بنابراین تصحیح ارتفاعی همواره مثبت است چه ناهمگنی های توپوگرافی پست تر یا بلندتر از ایستگاه مورد نظر باشند.

2-7-2)برداشت صحرایی در برداشتهای اکتشاف معدن قرائت گراویته بر روی یک شبکه مشخص با فاصله ایستگاهی 50-10 متر انجام می شود که این فاصله به ابعاد توده مورد نظر بستگی دارد.

کار معمول در برداشتها این است که ایستگاه مبنایی انتخاب شده و قرائت گراویته درآن هر 3-1 ساعت تکرار شود.

این کار برای تصحیح دریفت دستگاه صورت می گیرد.

گراویمتر ها معمولا مقدار مطلق گراویته را به دست نمی دهند بلکه مقدار نسبی ان را اندازه می گیرند که این مقدار برای اکتشاف کانسارها کافی است.

اگر مقدار حقیقی انومالی بوگر مورد نیاز باشد لازم است که قرائت را با یک شبکه ایستگاه مبنای ناحیه ای که این شبکه به یک دستگاه اندازه گیری مقدار مطلق شتاب ثقل مجهز است پیوند داد.

ثابت شده است که مجموع تصحیح هوای ازاد و تصحیح بوگر برای چگالی 67/2 برابر با mgal/m 196/0 می باشد بنابراین برای داشتن دقت mgal 01/0 دقت محاسبه ارتفاع باید 5 سانتی متر باشد.

انومالی بوگر اختلاف بین مقدار گرانی اندازه گیری شده تصحیح شده و مقدار تئوری گرانی است.

بنابراین دانستن عرض جغرافیایی ایستگاه مبنا برای تخمین انومالی بوگر ضروری است.

در نواحی استوایی برای داشتن دقتی در حد 01/0 میلی گال دانستن موقعیت عرض جغرافیایی نقاط با حداقل دقت 40 متر ضروری است ولی در عرضهای جغرافیایی بالا برای داشتن دقت مشابه حداقل دقت عرض جغرافیایی 10 متر است.

فصل سوم: کلیاتی از نرم افزار های به کار رفته در این مجموعه 3-1)نرم افزارSurfer 3-1-1)رسم نقشه در نرم افزارSurfer پس از وارد کردن اطلاعات در نرم افزار Excel که به صورت y , x و وارد شده که x طول جغرافیایی، y عرض جغرافیایی و مقدار مغناطیس باقی مانده است با Grid کردن این اطلاعات در نرم افزارsurfer با کلیک کردن بر روی گزینه Image map می توان به نقشه هم مقدار مغناطیسی دست یافت سپس با کلیک کردن بر روی نقشه پنجره ای به صورت شکل(3-1) باز می شود.

شکل(3-1):پنجره تنظیمات Image map حال در گزینه missing Data رنگ سفید انتخاب شده گزینه show color scale فعال شده و همچنین گزینه Load Colors انتخاب می شود و از درون نرم افزار Surfer گزینه Rain Bow انتخاب می شود تا شکل مورد نظر با مقیاس رنگی رنگین کمانی ارائه شود در قسمت map گزینه (New contour map) را انتخاب و به فایل gride شده مورد نظر وارد شده سپس با گرفتن کلیدهای Alt و Shift و کلیک بر روی نقشه رنگین کانی و نقشه کانتوری و وارد شدن به منوی Map و انتخاب Overlay map دو نقشه بر روی هم منطبق می گردد.همچنین برای مقیاس گذاری نقشه ابتدا نقشه مورد نظر را انتخاب کرده سپس در قسمت map منوی scale bar را انتخاب می کنیم که به صورت خود کار نقشه مقیاس گذاری می شود.

3-1-2)آماده سازی اطلاعات برای نرم افزار mag pick برای آماده کردن اطلاعات برای استفاده در نرم افزار mag pick در نرم افزار Surfer در منوی Grid گزینه Data را انتخاب و سپس در صفحه باز شده در پنجره method Gridding گزینه Kriging راانتخاب کرده تا شبکه نقاط Grid شود و سپس در پنجره زیرین ان نام فایلی که باید Grid شود انتخاب شده البته با توجه به اینکه پسوند ان را باید گزینه GS ASCII قرار دارد ( اگر این عمل توسط پسوند دیگری صورت گیرد به هنگام باز کردن این فایل در نرم افزار Magpick، شکل می چرخد ) سپس گزینه OK را انتخاب کرده، تا فایل مورد نظر Grid شده و Report ان توسط نرم افزار Surfer داده می شود این فایل Gride شده اکنون آماده استفاده در نرم افزار Mag pick می باشد.

سپس بقیه تبدیلات از جمله ادامه فراسو Pseudo Gravity , RTP در نرم افزار Magpick انجام می شود.

3-2)نرم افزارMag pick 3-2-1)ادامه فراسو (UpWard Continuation ) به علت ویزگی پتانسیل گرانی و میدان مغناطیسی، می توان انها را در هر ارتفاعی بالا ( و یا در مواردی پایین ) سطح اندازه گیری شده، محاسبه کرد.

این ارتفاع جایی است که هیچ منبع مغناطیسی یا گرانی بین این دو سطح وجود نداشته باشد.

این روش را « ادامه فراسوی میدان پتانسیل » می نامند.

این یک روش فیزیکی و مناسب برای جدا سازی داده ها است.

به وسیله این روش می توان میدان را هموار سازی کرده و انومالیهای کوچک سطحی را حذف کرد.

تفریق نتیجه به دست امده در این روش از میدان اصلی، تأثیرساختارهای عمیق را کاهش می دهد، بنابراین کاهش روند ناحیه ای تأییدی بر یک واکنش مغناطیسی از اجزای کم عمق و سطحی است.

از نظر تئوری، این سطح می تواند در پایین نیز ادامه پیدا کند، تا جایی که به هیچ منبع میدانی برخورد نکند هر چند که ثابت شده که این روش ناپایدار است.

این روش بیش از حد ناهمواری های موجود را بزرگ می کند و میدان منطقه را ناپایدار می سازد برای برطرف کردن این مشکل از هموار سازی استفاده می شود.

این راه ممکن است فقط د ر طول و گستردگی مشخصی کمک کند.

نرم افزار Mag Pick از یک روش بسیار ساده برای هموار سازی استفاده می کند.

برای روش ادامه فراسو می توان نوشت : در این فرمول، f(u,v) تابعی از میدان منطقه ای است که تغییرات روی ان صورت می گیرد ( میدان اصلی به دست امده از برداشت ).

تابع F(u,v) تابع تغیر داده شده است ( ادامه فراسو یا فروسو) و s(u,v) تابع یا فاکتور تبدیل می باشد و پارامترهمسان سازی کوچک است.

شما باید مقادیر مختلفی برای در نظر بگیرید تا بهترین حالت مشخص گرد د ( با مقادیر کوچک شروع کنید مثلاً ).

در این نرم افزار، پس از اجرای دستور ادامه فراسو ( واقع در پنجره operations) پنجره ای مطابق شکل (3-2 ) باز می شود : شکل(3-2): ادامه فراسو یا فروسو در این پنجره ارتفاع مورد نظر برای ادامه فراسو یا فروسو را از شما می خواهد همچنین برای ادامه فروسو، باید پارامتر هموار سازی نیز مشخص شود.

هر دو نقشه فراسو و باقیمانده در این نرم افزار، ذخیره می شود که در این پنجره نام هر دو را از شما می خواهد در آخر نیر نوع ( فرمت ) خروجی داده ها را باید تعیین نمائید.

لازم به ذکر است که اگر در نرم افزار، قسمتی از نقشه بزرگ (Zoom) شده باشد تغییرات فقط بر روی قسمت بزرگ شده انجام می شود.

3-2-2) تبدیل به قطب مغناطیسی و شبه گرانی همانطور که در شکل (3-3) نشان داده شده است اگر جهت میدان مغناطیسی زمین و توده مغناطیسی مشخص شده و هم راستا شوند می توان انومالی های میدان به دست آمده را به انومالی های روی قطب مغناطیسی تبدیل کرد.

شکل (3-3): رابطه بین میدان های شبه گرانی،تبدیل شده به قطب و مشاهده ای شکل (3-3) ارتباط بین میدان اندازه گیری شده و عرض توده مغناطیسی (a)، قطب مغناطیس (b) و میدان گرانی (c) را از یک شیئ مشخص نشان می دهد.

منحنی (a) شکل پیچیده و مختلطی دارد و محل واقعی توده مورد نظر جایی بین ماکسیمم و مینیمم مقدار به دست آمده است.

جایگاه واقعی شیئ مغناطیسی به زاویه میل و زاویه انحراف مغناطیسی زمین بستگی دارد.

در قطب مغناطیسی (b) جهت میدان مغناطیسی زمین به طرف پایین ( عمود ) در نظر گرفته شده است جهت مغناطیس القایی ( توده مغناطیسی ) نیز به طرف پایین می باشد در این حالت ماکسیمم مقدار میدان درست بالای توده مغناطیسی قرار می گیرد.

بنابراین جایگاه افقی ان به راحتی مشخص می شود.

نمودار (c) میدان گرانی را از همان توده نشان می دهد که شبیه به میدان در قطب مغناطیس است با این تفاوت که بخش های منفی کناری حذف شده است.

از نظر تئوری هنگامی که شما گزینه تبدیل به قطب را اجرا می کنید همه اشکال ویژه ( ماکسیمم – مینیمم ) از انومالیها باید به اشکال ساده تغیر پیدا کنند هر چند برای این کار باید جهت میدان مغناطیسی توده ( زاویه میل و انحراف مغناطیس ) را بدانید، که عموماً هم ناشناخته است.

در بعضی موارد شما می توانید فرض کنید که اجسام فقط مغناطیس القائی دارند و ا ز مدل IGRF برای یافتن ان استفاده می کنید (در این حالت جهت میدان مغناطیسی زمین به عنوان میدان توده در نظر گرفته می شود) همچنین جهت میدان های مغناطیسی اجسام مختلف می تواند متفاوت باشند شکل (3-4).