کاربرد روش های ژئوفیزیکی در بررسی حرکات زمین لغزشی

دسته ژئوفیزیک
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده پگاه زارع-بهرام عکاشه
تاريخ برگزاری ۱۹ شهریور ۱۳۸۴
متن اصلی:
مطالعات ژئوالکتریک بر مبنای بررسی میادین الکتریکی و یا الکترومغناطیسی طبیعی و یا مجازی درون زمین پایه ریزی شده است. کمیت ها اندازه گیری شده شامل مقاومت ویژه الکتریکی ظاهری بر حسب اهم متر، قابلیت قطبش سنگ به درصد و شدت میدان الکتریکی طبیعی بر حسب میلی ولت است. پارامترهای ناهمسانگردی مقاومت ویژه الکتریکی و قطبش سنگ هم قابل محاسبه میباشند. مقاومت ویژه الکتریکی تشکیلات سنگی وابسته به (a) محتوای سنگ (b) میزان حلالیت مواد معدنی و کانیها در آب زیرزمینی و (c) ساختار، بافت، ترکیب و حالت سنگ است. روشهای لرزه ای بر مبنای انتشار امواج الاستیک در سنگها و گسترده وسیعی از فرکانس قرار دارد. این روش با استفاده از چند فرکانس در سطح و درون محیط انتشار و با استفاده از انواع مختلف موج صورت میگیرد. اندازه گیری سرعت امواج طولی و عرضی و سطحی (ریلی و لاو) و نوسانات آنها با زمان، اندازه گیری ضرایب انیزوتروپی و جذب امواج طولی و عرضی و محاسبه زمان رسید بعضی از فازهای موج از اهداف مطالعات انجام شده به رشو سایزمواکوستیکی است. نسبت سرعت امواج طولی در محیط اشباع از آب محیط غیر اشباع وابسته به سنگ شناسی، چگالی.تخلخل و عمق سنگ است. آزمایش نشان داده است که این مقدار اغلب از 4/1 تجاوز میکند و این به معنی انتشار خوب امواج انکساری در امتداد سطح آب زیرزمینی منعکس کننده خوبی برای آن به شمار نمی رود. از آن جایی که ممکن است گاهی تغیرات نسبی یک ویژگی با زمان برای ما مطرح باشد، لذا، تکرار اندازه گیری ها بایستی بطور منظم و در امتداد یک پروفیل معین و با استفاده از روشهای مکان یابی دقیق انجام گردد. اغراق نیست اگر بگوییم که نتیجه یک شبکه بندی ناقص به شکست انجامیدن مطالعات است. حتی اگر به لحاظ فنی و اقتصادی اجرای یک شبکه بندی ناقص به شکست انجامیدن مطالعات است. حتی اگر به لحاظ فنی و اقتصادی اجرای یک شبکه بندی منظم هندسی از نقاط مشاهده ای میسر نباشد، کار بوسیله اندازه گیری در امتداد محور زمین لغزش و در جهت جریان آن ادامه می یابد. گاهی استفاده از منحنی های سونداژالکتریک و یا گرافهای زمان رسید کارهای لسکاری عملا غیر ممکن می نماید، زیرا سطوح بین لایه ای که بایستی مورد اکتشاف قرار گیرد، اغلب ناپیوسته و کم ضخامت و نزدیک به هم بوده وغالباً همراه با تغییرات کوچک و تدریجی در خواص سنگها می باشد، بنحویکه علیرغم تباین شدید موجود در خواص فیزیکی ناحیه مورد نظر بر اندازه گیریهای ژئوالکتریک سطح الارضی تاثیر نمی گذارند. در اینجا روشهای آماری تشخیص سیگنال از نوفه های مزاحم زمینه عموماً در تفسیر داده های لرزه ای و یا الکتریکی مفید میباشد. در هر مورد لازم است از روشهای فیلتراسیون به منظور توسعه سیگنال های مفید برای حل مسائل ویژه استفاده کرد. مثلا در به نقشه در آوردن توده های زمین لغزشی عموماً آشکار سازی بی هنجاری های مقاومت ویژه ظاهری موجود منطقه تماس به علت میزان نوفه قابل ملاحظه همراه با هوازدگی شدید و غیر همسان و نامتجانس سنگهای ناحیه شیب لغزش مشکل نمایند. تجارب Ogilvy و همکارانش نشان میدهد که به صافی نمودن این مقادیر با فیلتری از نوع 1+cos که بطور موثری از میزان نوفه های فرکانسی بالا می کاهد. بسیار مناسب است. کاربرد روش پتانسیل خودزا و یا اندازه گیری پتانسیل الکتریکی طبیعی جهت بررسی آب های زیرزمینی بر مبنای اندازه گیری پتانسیل القاء شده در سنگها در اثر عبور جریان آب قرار دارد. نقشه های مقادیر هم ارزش پتانسیل تهیه شده اغلب الگوئی از خطوط میزان تراز آب زیرزمینی را منعکس ساخته و حاوی اطلاعاتی راجع به شکل فضائی جریانات تغذیه کننده، جهت و شدت آنها هستند. الگوهای توزیع و قطبیت پتانسیل های الکترکی نه تنها تحت تاثیر عوامل آبشناختی قرار دارند، بلکه به سنگ شناسی خاکها نیز وابسته اند. مثلا نواحی حاوی مقادیر زیاد رس بوسیله بی هنجاری های مثبت قابل تشخیص هستند. اگر پتانسیل محدوده بی هنجاری را به Uf نمایش دهیم و UfD حداکثر افزایش پتانسیل در محدوده بی هنجاری مثبت آشکار شده و Sa مساحت ناحیه ناهنجاری ی بیهنجاری می باشد، آن گاه چگالی پتانسیل سطحی از رابطه بدست خواهد آمد، که این مقدار برای یک زمین لغزش مقدار ثابتی است که با افزایش در نرخ نفوذ آب در واحد مسافت افزایش خواهد یافت. دراین رابطه Sa مساحت ناحیه ناهنجار با رطوبت بیش از اندازه است، و بنابراین با اندازه گیری نوسانات این پارامتر با زمان میتوان مناطق روی شیب مستعد لغزش یعنی جائیکه سنگها به میزان کمتری سخت و صلب هستند رامشخص نمود. خطوط هم میزان SP از الگوی مرزهای لغزش را مشخص میکند. داده های بدست آمده از اندازه گیریهای ترمومتری بطور موثری متمم و مکمل داده های حاصل از SP و منعککش کننده جزئیات جریان آب زیرزمینی و درجه اشباع توده لغزش م باشند. اندازه گیری ها با ابزارهای ویژه و در عمق ثابتی زیر حد تغیرات روزانه انجام میگیرد. توه زمین لغزشی نسبت به محیط اطراف دارای دمای بالاتری است، اما در مرزهای خارجی توده زمین لغزشی و حوالی پنجه آن که آب به طور طبیعی از توده به بیرون تراوش می کند، افت دمائی مشاهده می گردد، که با این روش میتوان زبانه لغزشی را مشخص و معین نمود. تلفیق نقشه های هم میزان تراز آب زیرزمینی، هم میزان دما، هم میزان مقاومت ویژه ظاهری و هم میزان SP و مشاهدات نوسانات این پاارمترها در بین فصول حداقل و حداکثر بارش منعکس کننده بسیاری از فرآیندهای پنهان ناشناخته مربوط به یک زمین لغزش می باشد، و امکان ارزیابی پویائی راجع به آن را فراهم می آورد. بی هنجاری مقاومت، پتانسیل خودزا و دما محل های با حداکثر فعالیت زمین لغزشی را مشخص میکند. آن گونه که از نتایج آزمایشات Oglivy بر می آید توافق خوبی ما بین مرزهای لرزه ای و الکتریکی در قسمت بالای شیب وجود دارد. در حالی که در حوالی پنجه زمین لغزش مرزهای لرزه ای تا یک و نیم متر بالاتر از مرزهای الکتریکی واقع است. تفاوت موجود در مرزهای لرزه ای و الکتریکی احتمالاً معرف منطقه تضعیف شدهای است که بعدها ممککن است تحت تاثیر فرآیند های لغزشی واقع شود.

کلید واژه ها: ژئوالکتریک سطحالارضی ژئوفیزیک زمینلغزش سایر موارد