الجمعة، 28 ديسمبر 2012

الدرس 10:تفسير القياسات المغناطيسية

الدرس 10:تفسير القياسات المغناطيسية
عام
النتيجة النهائية للمسح المغناطيسي سواءكان أرضياً او جوياً هي مجموعة من القطاعات أو خريطة كنتورية مغناطيسية. فيالمناطق الرسوبية قد يكون هنالك تماثل بين الخرائط المغناطيسية والجاذبية. مع ذلك فان الشواذ المغناطيسية عموماً اكثرعددا واكثر غرابة وأقل ثباتاً وأكبر قيمة من تلك للجاذبية. وبالتالي فان فصل البقايا الاقليمية صعب جداً وغالباً لايجرب. مضاهاة شواذ الحقل مع أشكال هندسية بسيطة هو أكثر طرق التفسير شيوعاً. تقنيات التواصل لأسفل والمشتقة الثانية تستخدم الى حد ما أيضاً. التواصل لأسفل ليست مناسبة جداً في المناطق المعقدة وذات المغناطيسية الضحلة المميزة لمناطق الاستكشاف المعدني, ولكن ستكون جذابة لتخمين سمك التكوينات الرسوبية في المسوحات البترولية. وبالعكس فان تحليل المشتقة الثانية مفيد جداً للتفسير في التنقيب عن المعادن لتعزيز وتوضيح لمعالم صغيرة الحجم القريبة من السطح بينما يستخدم الرفع لأعلى لطمسها. التقنية الأخيرة كما ذكر في القسم السابق ربما يحتاج اليها للتقليل من التأثيرات الطبوغرافية في المسوحات الأرضية.

التفسير الكمي باستخدام النماذج
بعد الانتهاء من الدراسة النوعية فانه من المهم ان نستخلص بعض المعلومات الكمية من البيانات المغناطيسية. هذه العملية يجب ان تتبع سلسلة من الخطوات التي سنشرحها لاحقاً في هذا القسم. من خلالالفروق النسبية للقيم العظمى والصغرى للشاذة  قد يمكن تحديد الموضع التقريبي والامتداد الأفقي للجسم المسبب. لاحقاً من خلال الشاذة يمكن تحديد المتغيرات الأخرى مثل شكله وعمقه . المتغيرات الهندسية يجب أن تترجم الى صورة تركيبية على ضوء الجيولوجيا المعروفة. ختاماً من سعة الشاذة يمكن تحديد اختلاف المغنطة.
لتطوير طرق لعمل تخمين كمي سريع لتلك المتغيرات فانه من الضروري أن نختبر باستفاضة أنماط شكل الشواذ المغناطيسية لمعظم النماذج الشائعة الاستخدام في التفسير المغناطيسي. عند رسم خريطة مغناطيسية لتراكيب القاعدة يتم توظيف نموذجين بشكل واسع لتقريب شكل المصادر المحتملة للشاذة. أحدهما نموذج المنشور قائم الجوانب عديم القاع وذو مقطع عرضي مستطيل الشكل. نموذج المنشور يعمل جيداً في تحديد أحجام الصخور التي تظهر فرق مغناطيسية ملحوظ ونجاح هذا النموذج في توقع سمك الرسوبيات المطمورة عميقاً الغير مغناطيسية ناتج مباشرة من حقيقة انه عند مسافات كبيرة لدرجة كافية فان الحقول الكامنة تتأثر قليلاً بتفاصيل أشكال مصادرها. يمكن ان يرجع القارئ الى مذكرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية "Vacquuier et al,1951" لمعرفة المبادئ النظرية وبعض الأمثلة على تطبيق هذا النموذج على دراسات عمق القاعدة. الطريقة تتضمن بالضرورة مقارنة شكل الشاذة المقاسة مع مجموعات الشاذة المحسوبة في ألبوم المذكرة  لتقييم حجم وعمق مصدر النموذج. المذكرة تعطي أيضاً طريقة لحساب فرق الحساسية من سعة ااشاذة المقاسة بناء على الافتراض بأن المغنطة الكلية للجسم هي في اتجاه مجال الأرض المستحث.
طريقة بديلة مناسبة للأجسام الكتلية ذات اتجاه عشوائي لمتجه المغنطة J = Ji+ Jr تم اقتراحها للمرة الأولى بواسطة Ziet and Andreasen 1967, وهي أكثر ملاءمة لعمل تفسيرات نصف كمية. في هذه الطريقة يتم استخدام السعات النسبية ومواقع الأجزاء الموجبة والسالبة من الشاذة لتخمين اتجاه المغنطة وأبعاد النموذج المنشوري الرأسي. النسبة Ar= TmaxTmin تعطي قياس تقريبي للميل i لمتجه المغنطة. فيا يلي دليل عملي مفيد لعمل التقديرات النصف كمية للميل i i(0 -20) for Ar1 ; i(30 -50) for Ar(2-5) ; i(60 -75) for Ar(6-20) . اضافة الى ذلك لو كانت i60 فان زاوية السمت  لمتجه المغنطة يحدد بواسطة الزاوية التي يصنعها الخط الواصل بين مركزي  Tmax, Tminمع الشمال المغناطيسي. اضافة الى ذلك فان مواضع القيم العظمى والصغرى تحدد تقريباً حواف النموذج المنشوري. ولتحديد العمق لأعلى النموذج يوجد العديد من القوانين الاساسية التجريبية التي سوف نناقشها لاحقاً.
النموذج الآخر شائع الاستخدام هو الشريط المستطيلي ذو البعدين " او ما يطلق عليه النموذج المسطح الطويل" الذي يستخدم لتقريب المعالم الجيولوجية ذات طول المضرب الواسع مثل القواطع السميكة والمناطق المغناطيسية الواسعة التي تقطع الصخر المضيف. معادلة الشاذة المغناطيسية الناتجة عن شريط لانهائي الطول يمكن الحصول عليها باستخدام فرق مغناطيسيته وعرضه وعمقه. بالنظر الى الشكل 4.31 فانه من السهل رؤية أن مركبة المغناطيسيةالموازية للمضرب لا تنتج شاذة. بجمع المساهمات الخاصة ب  Jx , Jz  في الاتجاه الرأسي والأفقي , فان الشواذ ذات العلاقة X, Z" بوحدات النظام الدولي" عند النقطة ا يمكن الحصول عليها عبر
Z=204Jz1-2+Jxln r2r3r1r4    (4.35)
X=04Jx1-2+Jzln r2r3r1r4    (4.36)

تلك المعادلات يمكن دمجها لتعطي شاذة الحقل الكلي، T(F) في اتجاه مجال الأرض F.
          TXcos +ZsinI              (4.37)
حيث I هي ميل المجال الأرضي عند موقع الشاذة ،  هي الزاوية بين المحور السيني " العمودي على المضرب" والشمال المغناطيسي. المعادلات السابقة أساسية لحساب الشواذ الناتجة عن أجسام مسطحة بجوانب ذات ميل حاد" عمودي تقريباً" ، ولقد استخدمت كثيراً في تفسير الشواذ المخططة فوق المحيطات.
الطرق الحاسوبية في التفسير
مؤخراً تم ابتكار طرق آلية عديدة تتضمن المعالجة الرياضية لبيانات الشاذة ، وتزداد شعبيتها مع مع التنظيمات الكبيرة للتحليل الروتيني للبيانات المغناطيسية . طرق حاسوبية مختلفة متاحة الآن وهي تمكننا من اجراء سلسلة من العمليات آليًا، على سبيل المثال ، رسم خرائط كنتورية للشواذ من البيانات منتظمة او غير منتظمة التباعد ، عمل خرائط البقايا والمشتقة الثانية، رسم مقاطع الشواذ الرئيسية ، تقدير الحجم والعمق لمجموعة من النماذج المفترضة ، حساب فرق المغناطيسية وأخيراً رسم خرائط كنتورية لعمق القاعدة. نحن سوف نستعرض بايجاز طريقتين تستخدمان بشكل كبير في تحديد أعماق الأجسام المغناطيسية.
طريقة ورنر التي تم تطويرها من قبل Hartman et al. (1975) استناداً الى نظرية ورنر  1953"، وهي صحيحة لكل أجسام القواطع المتجانسة شبه اللانهائية ذات أي مضرب أو ميل أو خط عرض مغناطيسي. الافتراضان هما: 1) عرض القاطع أقل من العمق للحافة العلوية للقاطع ، 2) القطاع المقاس متعامد على اتجاه المضرب اللانهائي للقاطع. آلية تطبيق الطريقة تم وصفها بالتفصيل بواسطة Jain(1976)  والكثير من المتعاقدين الجيوفيزيائيين يستخدمونها كروتين لتفسير القطاعات المغناطيسية الجوية.
الطريقة الأخرى مستندة الى التحليل الطيفي للبيانات المغناطيسية الجوية والتي تم تطويرتقنيات عديدة ثنائية البعد لها. معظم التقنيات المستخدمة )مثلاً Mishra and Pedersen,1982( تتضمن تحويل فورير لبيانات المسح الجوي المغناطيسي الرقمية لحساب السعة الطيفية. ثم ترسم على مقياس لوغاريثمي مقابل التردد. ميول الأجزاء تنتج تقديراً لمعدل أعماق المصادر المغناطيسية. طريقة التحليل الطيفي استخدمت بشكل كبير لتحديد 1) الأعماق للقاعدة المغناطيسية  2) أعماق نقطة كوري متساوية الحرارة.
مما لاشك فيه أن الطرق الحاسوبية تثبت جدواها في اختبار الافتراضات المختلفة لمصادر النموذج المحتملة , وفي تسريع عملية التفسير الغير مباشر بالتعديل المتتالي والملاءمة باستخدام المربعات الصغرى لمتغيرات النموذج , وفي التحديد المباشر للأعماق بواسطة الطرق الطيفية. مع ذلك بالرغم من الادعاءات العديدة حول براعة تقنيات التفسير الآلي يجب أن نؤكد على أنه ما لم يوجد تحكم جيولوجي مناسب أو ان لم تتوفر بعض المعلومات الأخرى المنفصلة فانه لا توجد تقنية تفسير- مهما كانت بارعة - تستطيع ان تعطي حل مميز ووحيد لبيانات المجال الكامن.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق