• بازدید : 43 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب PDFتهیه شده وشامل موارد زیر است:

ژئوفيزيك ابتدا با مطالعه شكل و ساختار زمين سروكار داشت، ولي از اوايل قرن حاضر تكنيك هاي ژئوفيزيكي به طور فزاينده اي در قسمت هاي بالايي پوسته زمين، جهت جستجوي كاني ها و نفت به كار گرفته شده اند. علم ژئوفيزيك روز به روز همگام با پيشرفت ها و دانش كاربردي پيشرفت كرده و بسياري از مشكلات مرتبط با تفاسير علمي و كاربردي علوم زمين را مورد بررسي قرار داده و آن ها را در محدوده هاي بسيار گسترده اي از روش هاي نظري و كاربردي »حل« كرده است و روز به روز اهميت و احساس نياز به كاربرد آن نسبت به قبل بيشتر شده است.[۳]
گراني سنجي يكي از روش هاي ژئوفيزيكي است كه به كمك ديگر روش هاي ژئوفيزيكي در»حل« بعضي از مسائل و مشكلات موجود در تفسير ساختارهاي زمين شناسي قابل كاربري بوده و در اين زمينه ها كمك مي كند. اين روش نظير روش هاي مغناطيسي و راديو اكتيويته از روش هاي چشمة طبيعي۱ است و اساس كار آن تفسير تغييرات در جاذبة زمين مي باشد. در روش گراني سنجي عوامل مختلفي از جمله تغييرات چگالي، هواي آزاد، ارتفاع، جذر و مد، عرض جغرافيايي، فاصله تا مركز زمين و… باعث تغييرات در ميدان گرانش (گراني) اصلي زمين در مقياس محلي مي گردد. آنچه كه به عنوان روش اوليه ژئوفيزيكي ما را در اكتشاف معادني همچون كروميت، پيريت، گنبدهاي نمكي و شناسائي ساختار هاي مورد نظر در اكتشاف نفت و يا شناسايي حفره ها و غارها در سنگ ها كمك مي كند، تغييرات چگالي مي باشد. اثر ديگر عوامل توسط آنچه كه به عنوان »اعمال تصحيح« ناميده مي شود، از بين مي رود
قانون جاذبه عمومي توسط نيوتن به دنبال مطالعه قوانين تجربي كپلر در مورد حركات ستارگان بيان شد. نيوتن با شرح اين حركات دريافت كه هر ذره از هر جسمي، از خود نيروي جاذبه اي به سوي ذرات ديگر دارد كه اين نيرو با حاصل ضرب جرم دو جسم رابطه مستقيم و با مجذور فاصله بين دو جسم رابطه عكس دارد.[۲۴] به طوري كه:F = Gm1m2 /r2 (1-1)در رابطه فوقF نيروي بين دو ذره با جرم هاي۱m و ۲m است.r فاصله بين جرم ها و G ثابت جهاني جاذبه است كه مقدار ثابتي بوده و ديمانسيون آن ۲−L3M−۱T است و مقدارعددي آن تابعي از واحد انتخاب شده مي باشد. پس اگر۱m و ۲m بر حسب گرم، r بر حسب سانتيمتر و نيرويF بر حسب دين باشد، واحد Gو مقدار عددي آن به صورت زير خواهد بود:G = .67×۱۰−۸dynecm2 /gr2
هر جسمي در سطح زمين داراي وزن است و وزن هر جسم، نيروي اعمال شده بر آن در جهت جاذبه زمين مي باشد. اگر جرم جسمي۱m فرض شود، نيروي وزن اعمال شده بر آن، جاذبه جسم ديگري با جرم ۲m است (۲m در حالت كلي جرم كل زمين مي باشد) كه اين جرم در مركز آن تمركز يافته است و r نيز شعاع زمين است.نيروي وارد بر جسم۱m را به وسيله قانون دوم نيوتن نيز مي توان عنوان كرد يعني:
 (1-2) F = ma كه در جهت جاذبه زمين اعمال مي شود. بنابراين اگر يك جسم را در حال سقوط آزاد در نظر به طوري كه a شتاب وارده ميباشد بگيريم، نيروي اعمال شده بر جسم۱m دقيقاً برابر با اين است كه گوئي آن جسم را شتاب داده باشيم. با تركيب دو رابطه (۱- ۱) و (۱- ۲) خواهيم داشت:a = F /m1 = Gm2 /r2
پس جاذبه زمين را مي توان به صورت نيرو در واحد جرم عنوان كرد كه دقيقاً برابر با يك شتاب مي باشد. لذا اغلب از شتاب گراني به جاي نيروي گراني استفاده مي كنيم و از اصول شتاب به جاي نيرو بهره مي بريم. در نتيجه: (۱-۳) ۲۲g = G mr
كه در رابطه فوق G شتاب جاذبه بر حسب سانتيمتر بر مجذور ثانيه( ۲m2 ،(Cm/S جرم زمين بر حسب گرم، r شعاع زمين بر حسب سانتي متر و G ثابت عمومي گراني بر حسب ۲dyne cm2 /gr ميباشد. اين رابطه اساس كاوش هاي گراني سنجي را تشكيل مي دهد.واحد شتاب در دستگاهC.G.S سانتيمتر بر مجذور ثانيه و در دستگاه SI متر بر مجذور ثانيه مي باشد.ديمانسيون شتاب در دستگاه C.G.S عبارت است از:[a] = 2
در نوشتارهاي گراني سنجي براي بيان مقدار شتاب جاذبه عموماً از اصطلاح گال۱ كه اقتباسي از اسم گاليله است استفاده مي شود. به عبارت ديگر واحد شتاب در ژئوفيزيك گال مي باشد. بنابراين:l gal (گال) =۱Cm/S 2
از آنجائي كه در عمليات و برداشت هاي ژئوفيزيكي گال واحد بزرگي است، بنابراين از واحد كوچكتري به نام ميلي گال۱ استفاده مي شود. در نتيجه:١- ون شتاب گراني در سطح زمين برابر با ۹۸۰ گال است، در اين صورت يك ميلي گال تقريباً يك ميليونيم شتاب گراني در سطح زمين خواهد بود.[۲۴] واحد ديگر شتاب، ميكروگال مي باشد كه عبارت است از:
۲(ميكروگال) Mgal = 0.000001gal
 1- 1-2- فرضيه عملكرد فنر دستگاه گراني سنج
 در شكل(۱-۱) يك چين خوردگي فرضي در يك مقطع نشان داده شده است. فنر گراني سنج كه وزنه اي مجازي به آن آويزان است به همراه پروفيل گراني برداشت شده ديده مي شود. در جاهائي كه طبقات بالاآمدگي دارند يعني حالت ساختاري تاقديس است، فنرگراني سنج بيشتر كشيده شده بنابراين جاذبه بيشتري را اندازه گيري مي كند و يك ماكزيمم در پروفيل گراني مشاهده مي شود، ولي در مناطقي كه طبقات به صورت نادويس چين خورده اند، فنر گراني سنج نسبتاً كمتر باز شده بنابراين دستگاه گراني سنج جاذبه كمتري را قرائت مي كند. بدين ترتيب تغييرات در پروفيل گراني مقدار نسبتاً كمتري را نشان مي دهد.[۹]مطابق شكل(۱- ۲) اگر زميني با چهار نوع طبقه با دانسيته هاي مختلف ۱ρتا ۴ρداشته باشيم، در محل هائي كه طبقات به طور افقي قرار گرفته اند و هيچ گونه تغييراتي از لحاظ ضخامت، ناپيوستگي، بهم ريختگي و گسل و… وجود نداشته باشد، تغييرات قابل توجهي در آنومالي نداريم. ولي در قسمت مركز چين خوردگي كه شكل آن ها به صورت طاقديس درآمده به علت اختلاف وزن مخصوص، آنومالي مثبت داريم. يعني اگر اندازه هائي را در مقدار گرانش در طول پروفيل داشته باشيم، مقدار جاذبه از مقادير كمتر به طرف مقادير بالاتر افزايش يافته در نقطه اي كه مربوط به مركز تاقديس است، ماكزيمم مقدار جاذبه وجود خواهد داشت و از آن نقطه به بعد به طور قرينه (همان گونه كه در شكل نشان داده شده) رفته رفته مقدار جاذبه كاهش خواهد يافت

عمليات ژئوفيزيكي در منطقه نكا به مدت شش ماه طول كشيد و در آن به ترتيب نقشه برداري از نقاط و پس از آن قرائت توسط دستگاه هاي گراني سنجي انجام گرفت. به دليل كوهستاني بودن و پوشش گياهي شديد در اين منطقه عمليات به صورت شبكه غير منظم انجام گرفت.
۲-۱- بازديد مقدماتي از منطقه
 پس از اينكه ناحيه اي جهت انجام عمليات گراني سنجي تعيين شد، از طرف مجريان پروژه مورد شناسائي اوليه قرار مي گيرد. در اين شناسائي ويژگي ها و خصوصيات توپوگرافي منطقه، عوارض و موانع موجود از نظر زمين شناسي، توپوگرافي، راه هاي دسترسي، جنگل و مراتع، شاليزار، كانال هاي آبياري، رودخانه ها و… مورد بررسي قرار مي گيرد.محدوده عملياتي به طور كامل مشخص مي گردد و با توجه به پارامترهاي ذكر شده، به نقشه بردار پيشنهاد پياده كردن خطوط گراني داده مي شود.با ارزيابي پارامتر هاي فوق براي منطقه مورد نظر و با توجه به كوهستاني بودن منطقه شبكه برداشت غير منظم توصيه شده است.[۱۲]
 2-2- عمليات نقشه برداري
 با توجه به كوهستاني بودن منطقه، عمليات نقشه برداري در يك شبكه نامنظم انجام گرفته است. ب ه طوري كه در طول جاده هاي موجود در منطقه (اهم از آسفالته تا شوسه و…) نقاط به فواصل۵۰۰ متري از يكديگر پياده شده است. در عمليات نقشهبرداري منطقه از GPS استفاده شده است.طرز كار بدين طريق است كه همواره از دو GPS استفاده مي گردد به طوري كه يكي از GPS ها در يك ايستگاهي كه مختصات آن به طور دقيق مشخص است، كار گذاشته مي شود و سپس با استفاده از GPS دوم كه بر روي ماشين نصب است، در طول جاده حركت كرده و در هر ۵۰۰ متر به مدت ۱۵ دقيقه متوقف شده و موقعيت آن نقطه را نسبت به اي ستگاه مبنا به دست مي آورند كه دقت هر ايستگاه از نظر مستطحاتي ۱ ± متر و از نظر ارتفاعي۳ ± سانتيمتر است. بدين ترتيب بعد از انجام كليه مراحل نقشه برداري، محاسبات نقشه برداري در سيستم UTM 1و بر روي بيضوي بين المللي۲ انجام مي گيرد و ارتفاع نقاط به مبناي ارتفاع سطح درياي آزاد۳ محاسبه مي گردد و ارتفاع نقاط نسبت به ارتفاع ايستگاه اصلي به دست مي آيد و نقشه نقاط گراني و نقشه توپوگرافي رسم مي گردد.[

درميان عمليات ژئوفيزيكي آن چه كه در گراني سنجي اهميت دارد، تغييرات وزن مخصوص سنگ ها است و بقيه عوامل تحت عنوان”تصحيحات” از بين خواهند رفت كه در اين فصل در اين باره صحبت شده است. به طور كلي پردازش۱ يا تصحيحات شامل دو مرحله مي شود:[۱۲] شتاب جاذبه اي را كه اندازه گيري مي كنيم، از نقطه اي به نقطه ديگر تغيير مي كند. دليل اين تغييرات عبارتند از:
۱- وزن مخصوص سنگ ها
۲- ارتفاع
۳- عوارض توپوگرافي
۴- تغييرات عرض جغرافيايي
۵- تغيير جذر و مد
۶- فاصله نقطه اندازه گيري تا مركز زمين

۱- پردازش هاي نقشه برداري
۲- پردازش هاي ژئوفيزيكي
۳-۱- پردازش هاي نقشه برداري
 نقشه بردار پس از انجام عمليات صحرائي، محاسبات نقشه برداري لازم را انجام مي دهد و در نهايت طي گزارشي متوسط طول خطوط، تعداد كل خطوط، تعداد كل ايستگاه ها، ارتفاع و φ و λ آن ها را به همراه نقشه موقعيت ايستگاه ها به گروه ژئوفيزيك ارائه مي كند. نمونه اي از جدول اطلاعات نقشه برداري مربوط به منطقه مورد مطالعه در جدول(۳- ۱) ارائه شده است.

عتیقه زیرخاکی گنج