الدرس 21: الاستقطاب المستحث
الاستقطاب
المستحث (IP) هو تقنية حديثة نسبياً في الجيوفيزياء، طبقت أساساً فس
استكشاف الفزات القاعدية وبدرجة أقل في البحث عن المياه الجوفية. بالرغم من
أن الأخوة شليمبرجير – الرواد العظام في الاستكشاف الجيوفيزيائي- تعرفوا
على هذه الظاهرة قبل 50 عاماً خلال عملهم الأصلي على الجهد الذاتي ، الا أن
شيوعها كأداة جيوفيزيائية يرجع الى منتصف الخمسينات ، بعد اجراء المزيد من
التطويرات من 1948-1953م. احدى صور الاستقطاب المستحث – تأثير زيادة
الفولتية - كان معروفاً في مجال الكيمياء الفيزيائية لفترة أطول.
توضيح
للاستقطاب المستحث يمكن الحصول عليه عبر أقطابب التيار المباشر القياسية
الأربعة. المقاومة تنتشر بقطع التيار فجأة . الفولتية خلال أقطاب الجهد
عادة لا تهبط الى الصفر على الفور بل تضمحل شيئاً فشيئاً بعد انخفاض كبير
أولي في قيمة الحالة الثابتة الأصلية. زمن التحلل هذا يبلغ عدة ثواني أو
دقائق. لو تم تشغيل التيار مرة أخرى فإن الجهد – بعد الزيادة الابتدائية
الفجائية – يتجمع في فترة زمنية مماثلة لسعة التيار المباشر الأصلية.
في
أحد متحسسات الاستقطاب المستحث فإن الفولت المتناقص يقاس كدالة على الزمن
بطرق مختلفة. تلك الطريقة تعرف باسم الاستقطاب المستحث لمجال الزمن . نظراً
لمحدودية زمن التجمع فإنه من الواضح ان زمن المقاومة الظاهرية " في الواقع
المعاوقة المركبة" يجب أن يتغير مع التردد ويتناقص حين يزداد. ولهذا فإن
قياس المقاومة الظاهرية - عند تردد أو اثنان- عادة أقل من 10 هيرتز - يشكل طريقة أخرى
للاستكشاف تعرف بالاستقطاب المستحث لمجال التردد.
ظاهرياً
فإن هذا الإضمحلال وزمن الإنشاء يشبه زمن الشحن أوالتفريغ لمكثف خلال
مقاومة محدودة. لكن منحنى الإضمحلال ليس أسياً كما هو الحال في دوائر R.C.
ولا تبدأ عند أقصى الجهد الساكن.
نظراً
لأن الجهاز المستخدم – بالرغم من أنه أكثر اتقانً – مماثل للمقاومة ، فان
مجموعات مجالات المقاومة والاستقطاب المستحث متماثلة ومن المألوف قياس مجال
المقاومة الظاهرية بالإضافة الى تأثيرات الاستقطاب المستحث عند كل محطة.
ومع ذلك بما أن الاستقطاب المستحث كهروكيميائي المصدر أساساً فإن له من
المشترك الكثير مع الاستقطاب اللحظي أكثر من مقاومة الحجم. من الضروري أن
نضع بعين الاعتبار تلك الجذور بايجاز لنفهم الاستقطاب المستحث.
لقد
تم اجراء الكثير من العمل المخبري خلال العشرين عاماً الماضية على قطبية
الصخور والمعادن، وتأثيرات تركيزات الالكتروليتات والحرارة والضغط والتغير
في أحجام الحبيبات المعدنية وتركيزاتها وكثافة التيار وبالطبع نوع المعدن.
التيار،
طول النبضة وزمن الاضنحلال عادة متغيرة باستمرار. في طريقة التردد المتغير
فان جهاز المذبذب يعمل أحياناً على ترددات ثابتة في مدى 0.01 – 10 هيرتز
مضروباً في ثلاثة ; والا فمن الممكن ان يكون متغير باستمرار كذلك.
العينات
المحضرة يمكن أن تعمل بدمج التركيز المطلوب وحجم حبيبات المعدن في مزيج من
الصخر الغير ممعدن أو الأسمنت وغمر الجميع في أنبوب لوسيتي يحتوي على
الكتروليت من النوع والقوة المطلوبين " NaCl ,CuSO4 ، الخ.." . عينات
الصخور الصلبة عادة يجب أن تملأ بالكتروليت تحت ضغط ويحفظ تحت الماء لحين
الإختبار.
أكثر
المظاهر وضوحاً في منحنى الاضمحلال هو التباين الواسع للمعادن المختلفة.
المنحنيات في بعض الحالات تكون بالكاد خطية مع لوغاريثم الزمن. انه أيضاً
دليل أن الجرافيت ذو استجابة عالية للاستقطاب المستحث. منحنيات تغير التردد
المسواة للموصلية عند 10 هيرتز.
النتائج المعملية ما عدا بعض الاستثناءات
أجريت عند شدات تيار أكبر بكثير من تلك التي أجريت في العمل الحقلي. نظراُ لأن
تأثير الاستقطاب المستحث يتناقص مع شدة التيار فمن غير الممكن توقع النتائج
الحقلية من استقراء النتائج المعملية.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق