آشکارسازی شکستگی و گسلها با استفاده از روش قطبی-قطبی ۳ بعدی

دسته ژئوفیزیک
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
تاريخ برگزاری ۱۳ اسفند ۱۳۸۶

چکیده :
 
آشکارسازی ساختارهای زمین شناسی ۳ بعدی بااستفاده از روش مقاومت ویژه و مدل تفسیر ۳ بعدی اطلاعات دقیقی رااز ساختارهای زیر سطحی ارائه می دهد.یکی از روشهای متداول در اکتشافات ۳ بعدی آرایش قطبی- قطبی می باشد. برای نشان دادن توانایی های این آرایش جهت آشکارسازی شکستگی و گسلها،درمنطقه انارک ازتوابع استان اصفهان، داده برداری انجام شد.برای محاسبه مقاومت ویژه ظاهری،داده هابه برنامه ای که در نرم افزار مطلب نوشته شده بود وارد و سپس با استفاده از نرم افزار INVD۳RES تفسیر داده هاانجام شدودر نهایت مقایسه نتایج بدست آمده باآرایش ۲ بعدی شولومبرگرصورت گرفت.

مژگان استواری،کارشناس ارشد ژئوفیزیک ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات،mjostovari@yahoo.com 
میرستارمشین چی اصل،دکتری ژئوفیزیک٬دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات گروه ژئوفیزیک 
مقدمه :
 
آنچه در حال حاضردرزمینه اکتشافات ۳ بعدی انجام می شودبدین صورت است که ابتدا اندازه گیریها به روش ۲ بعدی در منطقه اکتشافی انجام شده و سپس داده های برداشت شده تفسیر می شوند. پس ازآنکه ساختارهای زیرسطحی منطقه کاملاآشکارسازی شد،ناحیه ای جهت انجام مطالعات ژئوالکتریک ۳ بعدی انتخاب شده و شبکه مورد نظر طراحی می شود. در ادامه قرائت داده ها انجام شده و سپس توسط نرم افزار تفسیری ۳ بعدی،مراحل تفسیر انجام می شود و در نهایت نتایج بدست آمده باآرایش ۲ بعدی مقایسه می شود.مقالات و گزارش های منتشره در این زمینه حاکی از توانایی های بالای این روش همراه با دقت قابل قبول در مقایسه با اکتشافات ۲ بعدی می باشد.بر این اساس پس ازآنکه درزمستان سال۱۳۸۵اندازه گیریهای۲ بعدی بهروش شولومبرگر درمنطقه انارک دراستان اصفهان توسط شرکت محترم صحراکاوانجام شد،با انجام۳۷۸ سونداژ در۱۸ خط برداشت با روندشمالی-جنوبی،۳ روند گسلی در منطقه فوق الذکر(با روند شمال شرقی-جنوب غربی) شناسایی گشت.با مطالعات انجام شده برروی نقشه موقعیت سونداژهاوتوپوگرافی منطقه، ناحیه بین سونداژهای 12K و13K (شکل ۶)جهت طراحی شبکه۳ بعدی ژئوالکتریک انتخاب و در اردیبهشت ۱۳۸۶ به مدت ۳ روز قرائت داده هاانجام شد.
 
 
بحث :
 
 
زمین شناسی منطقه
 
 
انارک(به طول۵۳درجه و۴۲درجه شرقی ازنصف النهارگرینویچ وعرض۳۳درجه و۱۸ دقیقه و۳۰ ثانیه شمالی ازخط استوا)یکی ازبخش های شهرستان نائین است که درفاصله۲۲۰کیلومتری شرق شهر اصفهان واقع شده است. از لحاظ تقسیمات زمین شناسی جزو ایران مرکزی و از نظر چینه شناسی متعلق به دوران پرکامبرین می باشد. از نظر زلزله خیزی٬ وجود گسله های فراوان درمنطقه نشانگر حرکات شدید زمین بعد ازحرکات کوهزایی می باشد. شیست های انارک که رخنمون آنها در منطقه مشخص است شامل فیلیت گرافیتی٬ کوارتز٬ سنگ اهک٬ کلرولیت اپیدوت شیست٬ میکا شیست و اپی گنایس می باشد.
 
 
 
برداشت صحرایی بااستفاده از آرایش قطبی – قطبی
 
 
در این مطالعه از آرایش قطبی – قطبی استفاده شده است. در شکل شماره۱ نحوه چیدمان الکترودهادر شبکه مورد مطالعه نشان داده شده است.شبکه مربعی به طول۶۰ متر که فاصله نقاط شبکه در آن۱۰ متر بود طراحی شد.جهت به حداقل رساندن اثر الکترودجریان 2C٬این الکترود در فاصله حدودا ۱۰ برابر طول شبکه(۶۰۰متر)والکترودپتانسیل 2Pدر نصف این فاصله(۳۰۰متر)از شبکه قرار گرفت(پتانسیل صفر).بدین ترتیب مقدار قرائت شده در هرنقطه٬ نشان دهنده پتانسیل آن نقطه می باشد و نه اختلاف پتانسیل درآن نقطه. برای قرائت مقادیرپتانسیل از روش diagonalsurvey-cross استفاده شد،بدین ترتیب که ابتداالکترود جریان1C درنقطه شماره۱قرارگرفته وپتانسیل برای نقاط بااندیس بالاترازاندیس الکترودجریان که درجهت x،yو زاویه۴۵درجه نسبت به الکترودجریان قرارگرفته بودند قرائت شد.سپس الکترود جریان1C درنقطه شماره۲ قرارگرفت و به طریق فوق الذکرقرائت پتانسیل انجام شد.به عنوان مثال درحالتی که الکترود جریان 1C درنقطه شماره۲۰ قرارداشت، پتانسیل درنقاط ۲۶،۲۷،۲۸،۲۱،۳۲،۳۴،۳۸،۴۱،۴۴،۴۸قرائت شد.این روند بدین ترتیب ادامه پیدا کرد تا در نهایت برای ۴۷۶ نقطه قرائت پتانسیل انجام گرفت.
 
واردگردید ومقادیر مقاومت ویژه ظاهری محاسبه شد. درادامه مقادیرمقاومت ویژه ظاهری به همراه مختصات نقاط به نرم افزار INVD3RES داده شد.سپس بااجرای دستور  CARRRY OUT INVERSION٬INVERSION انجام شد.
 
شکل ۲ چگونگی ورود داده ها به این نرم افزار در هنگامی که الکترود جریان 1C در نقطه شماره۲۰ قرار داردرا نشان می دهد.درستونهای اول ودوم ازسمت چپ مختصات xوy الکترودجریان درنقطه شماره۲۰ ٬ ستونهای سه و چهار نشان دهنده مختصات x و y الکترود پتانسیل و ستون شماره پنج بیانگر مقاومت ویژه ظاهری قرائت شده در آن نقطه می باشد.
مقاطع افقی و قائم به دست آمده توسط این نرم افزار در اشکال شماره۳ ، ۴و۵ نشان داده شده اند. مقاطع افقی در شکل۳ بیانگرتغییرات افقی مقاومت ویژه از سطح زمین تاعمق۶۱۰۳متری می باشد.مشاهده می شود که لایه سبز رنگ با مقاومت ویژه۳۲۲اهم مترازسطح زمین تاعمق۲۵ متری افت قائم داشته است.
در شکل شماره۴ مقاطع قائم در راستای موازی با گسل نشان داده شده اند.افت قائم لایه سبز ۲۵ متری دراین مقاطع نیز مشخص است. مقاطع شکل شماره ۵ در راستای عمود بر گسل هستند.اولین مقطع در سمت چپ فاصله متری۱۰ از گسل را نشان داده و مقطع بعدی نشان دهنده گسل مورد نظراست.از آنجاکه پهنای گسل یاد شده در حدود۱۰۰مترتخمین زده شده است،شبکه ای به طول۶۰ متر قادربه گذشتن از سطح گسل نبوده و چنانچه مشخص است در آخرین مقطع گسل کماکان دیده می شود.
نتیجه گیری :
 
 امروزه تحقیقات قابل توجهی در زمینه اکتشافات ۳ بعدی ژئوالکتریک درحال انجام است.گرچه بدلیل تعداد زیاد قرائت داده ها،زمان اجرای عملیات و درنتیجه هزینه عملیات صحرایی بالا می باشد،اما پیش بینی می شود درآینده ای نه چندان دور با پیشرفت دستگاههای اندازه گیری چندکاناله که امکان چندین قرائت همزمان را فراهم می کنند وپیشرفت نرم افزارهای تفسیرکه امکان تفسیرداده های بسیارزیاد(بیش از۸۰۰۰داده)را دراختیارخواهدگذاشت،اشکال فوق الذکر برطرف شده واین روش جایگزین مناسب اکتشافات ۲ بعدی ژئوالکتریک،که در حال حاضر کاربرد بسیار زیادی دارد،باشد.
  
 
 
 
منابع فارسی :
 
 
·         زمردیان.ح وحاجب حسینیه.ح(مترجمین)،۱۳۶۸،ژئوفیزیک کاربردی
 
 
 

کلید واژه ها: آشکارسازی گسلها روشقطبی-قطبی ۳بعدی انارک شیستهایانارک ژئوفیزیک سایر موارد