مطالعه تاثیر توپوگرافی بر اندازه گیری های مقاومت ویژه و مطالعه تاثیر آن بر مقاطع دو قطبی- دوقطبی (Dipole-Dipole) حاصل از مطالعات ژئوفیزیکی در محدوده معدن سرب و روی کلیشه (خمین)

دسته ژئوفیزیک
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده بهمن - بیات
تاريخ برگزاری ۲۴ بهمن ۱۳۷۱
از آنجایی که در مطالعات اکتشافی تفصیلی مطالعات ژئوفیزیکی دارای جایگاه خاصی می باشد و از میان روش های ژئوفیزیکی متداول روش مقاومت سنجی به لحاظ کم هزینه بودن عملیات صحرایی و کارآیی بالا عمومیت بیشتری دارد لذا مطالعه فاکتور های موثر در اندازه گیری های ژئو الکتریکی در اولویت خاصی قرار می گیرد.
نظر به اینکه تئوری های تدوین شده برای روش مقاومت سنجی بر اساس سطح صاف و بدون پستی و بلندی انجام گرفته لذا در حالت هایی که در طبیعت اندازه گیری ها در سطوح شیب دار و دره ها و کوهها انجام می گیرد تاثیر توپوگرافی خود نمایی می کند. فرمول به دست آوردن مقاومت ویژه الکتریکی به این قرار است: ( Pa=K(∆V/I
که در این فرمول V اختلاف پتانسیل بین الکترود های گیرنده، I شدت جریان تزریقی به زمین و K که به نام فاکتور هندسی معروف است عبارت است از:
[( K=2π/[(1/AM)-(1/AN)-(1/BM)-(1/BN
در این فرمول A و B الکترود های فرستنده جریان و N و M الکترود های گیرنده هستند.
و …, AM, AN نیز معرف فاصله بین الکترود های N, A-M, A و … است.
در اندازه گیری های انجام شده در مناطق کوهستانی نادیده گرفتن تاثیر عامل توپوگرافی در مناطقی که این عامل مهم است می تواند باعث خطا در تفسیر ها شود و این خطا ناشی از بکارگیری فاکتور های هندسی (K) زمین مسطح در مورد زمین های دارای توپوگرافی است.
طبق مطالعات انجام شده در زمینه تاثیر توپوگرافی بر اندازه گیری های مقاومت ویژه و با تاکید بر آرایش دو قطبی- دو قطبی که با استفاده از برنامه کامپیوتری (IP Two dimentional) که برای اولین بار توسط آقای Rijo 1977 به عنوان پایان نامه دوره دکترا نوشته شده است.
- وجود دره در طول پروفیل باعث ایجاد یک منطقه کم مقاومت در زیر خود که به وسیله مناطق مقاومتر محصور شده می شود.
- وجود برآمدگی (کوه) باعث بوجود آمدن یک منطقه پر مقاومت در زیر برآمدگی (کوه) که به وسیله مناطق کم مقاومت تر احاطه شده می شود.
- سطح شیب دار باعث ایجاد منطقه پر مقاومت در بالای شیب و منطقه کم مقاومت تر در پای شیب می شود و با افزایش طول و درجه شیب تاثیر سطح شیب دار بر اندازه گیری های الکتریکی بیشتر می شود. در مورد کوه و دره نیز با افزایش طول سطح شیب دار تاثیر عامل توپوگرافی بیشتر می شود و با افزایش درجه شیب برای هر دو این عوارض تاثیر توپوگرافی افزایش پیدا می کند.
آنومالی های کاذبی که به این ترتیب به لحاظ وجود توپوگرافی ایجاد می شود می تواند باعث کمتر یا بیشتر جلوه داده شدن آنومالی های واقعی و حتی باعث محو آنها شود.
به این ترتیب ملاحظه می شود که آگاهی مفسر از چگونگی تاثیر عوارض توپوگرافی بر اندازه گیری های مقاومت ویژه تا چه اندازه می تواند او را در تفسیر هایش یاری نماید و نقش این آگاهی در مواقعی که روش قطبش القایی توام با روش مقاومت سنجی به کار می رود خود نمایی بیشتری می نماید، به این ترتیب که انومالی مقاومت ویژه منفی ناشی از یک دره که همراه با IP نسبتاٌ بالا است می تواند بغلط به عنوان وجود ماده معدنی تفسیر شود یا وجود کوه یا سطح شیب دار باعث محو شدن اثر ماده معدنی کم مقاومت تر شود و ما قادر به تشخیص ماده معدنی نباشیم. جهت از بین بردن تاثیر عامل توپوگرافی بر اندازه گیری های مقاومت ویژه ابتدا مدل توپوگرافی محدوده موثر بر پروفیل الکتریکی ساخته می شود، سپس این منطقه به المان های کوچک مثلثی تقسیم شده و موقعیت الکترود های گیرنده و فرستنده بر روی آن مشخص می شود. برنامه کامپیوتری IP2D با استفاده از روش المان های محدود مقدار پتانسیل الکتریکی در گوشه های المان های مثلثی را محاسبه و بر اساس آن مقاومت ویژه الکتریکی محاسبه می شود. حال اگر محدوده مورد بررسی را هموژن در نظر گرفته و مقاومت ویژه ای معادل 100 اهم متر به آن نسبت دهیم، انتظار داریم که به علت هموژن بودن محدوده مورد بررسی مقادیر محاسبه شده نیز معادل 100 اهم متر باشد. ولی عملاٌ به علت تاثیر توپوگرافی مقادیر محاسبه شده 100 اهم متر نخواهد بود و بسته به توپوگرافی منطقه کمتر یا بیشتر از این مقدار خواهد بود. با توجه به این مقادیر محاسبه شده می توان میزان تاثیر توپوگرافی بر اندازه گیری های مقاومت ویژه را محاسبه و داده های صحرایی را برای عامل توپوگرافی تصحیح نمود. این داده های تصحیح شده به طور واقعی تری بیانگر ساختار مقاومت ویژه منطقه مورد بررسی می باشد.
عامل توپوگرافی بر اندازه گیری های قطبش القایی تاثیری ندارد و دلیل آن این است که IP اندازه گیری شده در هر سه روش اندازه گیری زمان حوزه ای- فرکانس حوزه ای و Phase angle برابر نسبت جریان قطبیده به جریان نرمال می باشد و عامل توپوگرافی بر هر دو این جریان ها به یک طریق تاثیر می گذارد. ولی عامل توپوگرافی از آنجا که باعث تغییر فاصله الکترود ها از جسم منبع IP می شود، بر اندازه گیری های IP موثر می باشد.
به این ترتیب که اگر فاصله بین جسم منبع IP و سطح زمین مسطح، بلند ترین نقطه یک برآمدگی و عمیق ترین نقطه دره به یک اندازه باشد، وجود دره باعث دور شدن الکترود ها از منبع IP و لذا باعث کمتر نشان داده شدن IP نسبت به مقادیر اندازه گیری شده در زمین مسطح و وجود برآمدگی به علت کمتر شدن فاصله بین الکترود های واقع در سطح شیب دار برآمدگی و منبع IP باعث شدید تر نشان داده شدن IP نسبت به مقادیر اندازه گیری شده بر روی زمین مسطح می شود.
حال بعد از توضیح مختصری که در مورد تاثیر عامل توپوگرافی بر اندازه گیری های مقاومت ویژه IP داده شد توضیح مختصری در مورد چگونگی انجام عملیات ژئو فیزیکی در محدوده معدن کلیشه (خمین) و چگونگی مدل سازی کامپیوتری مقاطع Dipole- Dipole این منطقه داده می شود.
محدوده معدن سرب و روی کلیشه که در جنوب شهرستان خمین و در کیلومتر 11 جاده خمین-الیگودرز واقع شده طی دو مرحله عملیات در تاریخ های دیماه 1370 و خرداد 1371 تحت مطالعات ژئو فیزیکی به طریقه قطبش القایی IP و مقاومت سنجی (RS) قرار گرفت.
از نظر زمین شناسی ماده معدنی در کنتاکت بین آهک های جنوب محدوده (که کوهساز نیز می باشد) و مارن های فوقانی آن که به صورت دشت کم شیبی به سمت شمال ادامه دارد واقع شده و تصور می شود که کنتاکت مارن و آهک با زاویه نزدیک به قائم می باشد و دلیل انجام عملیات ژئو فیزیکی نیز بررسی این موضوع بوده که آیا مواد معدنی در زیر مارن ها نیز ادامه دارد یا خیر؟
نحوه لنجام عملیات ژئو فیزیکی به این ترتیب بوده که ابتدا محدوده مورد نظر را با استفاده از آرایش مستطیلی پوشش داده و سپس در مناطقی که انومالی مشاهده گردیده بود جهت بررسی های عمقی اقدام به زدن پروفیل های Dipole- Dipole گردیده، در این محدوده کلاٌ چهار مقطع الکتریکی زده شده که با توجه به نتایج به دست آمده چند محل حفاری پیشنهاد شده، از آنجائیکه پروفیل های برداشت شده در دامنه کوه بوده لذا اطلاع از چگونگی تاثیر عامل توپوگرافی بر اندازه گیری ها می تواند ارزش تفسیر ها را بالا ببرد.
- جهت انجام مدل سازی مقاومت ویژه با توجه به زمین شناسی منطقه و مقاطع الکتریکی به دست آمده با نسبت دادن مقاومت های مختلف به مناطق مختلف مدل سعی می شود که نتایج به دست آمده از مدل سازی بهترین همخوانی را با داده های به دست آمده از اندازه گیری های صحرایی داشته باشد. به این ترتیب مدلی که بهترین همخوانی را داشته باشد می تواند رهنمونی به مقطع زمین شناسی واقعی منطقه مورد بررسی باشد.
مراحل ذکر شده برای منطقه کلیشه انجام شده و از نتایج به دست آمده در تفسیر نهایی استفاده شده است و از آنجاییکه مطالعات به طریقه مدل سازی برای اولین بار در ایران در مورد این منطقه صورت گرفته است، امید می رود که این مقاله راه گشای استفاده عمومی از مدل سازی در امر تفسیر داده های مقاطع ژئو الکتریکی و قطبش القایی باشد.

کلید واژه ها: توپوگرافی مقاومتویژه مقاطعدوقطبی ژئوفیزیکی معدن سربورویکلیشه ژئوفیزیک سایر موارد