کاربرد الکترومغناطیس در ژئوفیزیک

موضوع : کاربرد الکترومغناطیس در ژئوفیزیک

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

مقدمه
هدفهاي يك برداشت ژئوفيزيكي عبارتند از تعيين محل ساختارها يا اجسام زمين‌ساختي زيرزميني و در صورت امكان اندازه گيري ابعاد و ويژگيهاي فيزيكي مربوط به آنها د راكتشاف نفت اطلاعات ساختاري مورد توجه است زيرا نفت با عوارض خاص چون تاقديس در سنگهاي رسوبي ارتباط دارد. در ژئوفيزيك معدن تاكيد بر آشكارسازي و تعيين ويژگهياي فيزيكي مي شود. هر چند كانسارهاي معدني نشانه هاي ژئوفيزيكي متمايز و قابل اندازه گيري از خود بروز مي دهند ولي اغلب شكل نامنظم دارند و در سنگهايي با ساختار پيچيده روي مي دهند كه تفسيبر كمي دقيق را دشوار يا غيرممكن مي سازد. در بررسيهاي اوليه ساختگاه ممكن است هم ساختار و هم ويژگيهاي فيزيكي مورد توجه مهندسان باشد. در محل ساختمانهاي بزرگ اغلب تغييرات عمقي سنگ كف مودر نياز است ووقتي كه تحمل بارهاي سنگين مورد لزوم باشد ويژگيهاي مكانيكي روبار ممكن است اهميت پيدا كند.
يك برداشت ژئوفيزيكي شامل مجموعه اي از اندازه گيريهاست كه معمولا با طرحي نظم دار بر روي سطح زمين دريا يا هوا به طور قائم در داخل چاه آزمايشي انجام مي شود. اين اندازه گيريها ممكن است از تغييرات فضايي ميدانهاي نيروي ايستا باشد(گراديان هاي پتانسيل الكتريكي گرانشي يا مغناطيسي ) يا از سرشتيهاي ميدانهاي موج بخصوص از زمان سير امواج كشسان (لرزه اي و واپيچش ) دامنه و فاز امواج الكتور مغناطيسي . اين ميدانهاي نيرو و موج تحت تاثير ويژگيهاي فيزيكي و ساختار سنگهاي زيرزميني قرار مي گيرد. از آنجا كه ويژگيهاي فيزيكي اغلب مربوط به مرزهاي زمينشناختي است و لذا هر گونه مساله ساختاري به تفسير اين ميدانها در روي زمين بر حسب اين ناپيوستگي ها بر مي گردد. آساني انجام اين كار به عوامل بسيار بسته است كه از آن ميان پيچيدگي ساختار و درجه تباين ويژگيهاي فيزيكي سنگهاي سازنده آن ساختار اهميت خاص دارند. واضح است كه در انتخاب تكنيك ژئوفيزيكي كه بايد مطالعه مساله اي بكار رود تباين ويژگيهاي سنگهاي زير زميني وهمگني آنها در يك سازند خاص از عوامل مهمي است كه بايد مورد توجه قرار گيرند. ويژگيهايي از سنگها كه بيش از همه در اكتشافات ژئوفيزيكي از آنها استفاده مي شود عبارتند از كشساني ، رسانندگي الكتريكي  ، چگالي ، خودپذيري مغناطيسي و قطبش پذيري باقميانده والكتريكي . ويژگيهاي ديگري چون درجه راديواكتيويته نيز تا حد كمي به كار مي روند.
همه مواد اثر گرانشي دارند ولذا تغييرات جانبي چگالي در داخل زمين تغييراتي كوچك ولي غلب قابل اندازه گيري در گراني بر روي زمين بوجود مي آورد. همين طور بسياري از سنگها محتوي مقادير كوچكي از ككانيهاي مغناطيسي مي باشند ولذا تا حدي از خودپذيري مغناطيسي يا مغناطيدگي دائم آنهاست سبب تغييرات محلي در ميدان مغناطيسي منتجه مي شود كه باز هم بر روي سطح زمين قابل اندازه گيري است. از روي شكل ميدانهاي گرانشي يا مغناطيسي منتجه مي شود كه باز هم بر روي سسطح زمين قابل اندازه گيري است . از روي شكل ميدانهاي گرانشي يا مغناطيسي منتجه مي شود كه با زهم بر روي سطح زمين قابل اندازه گيري است . از روي شكل ميدانهاي گرانشي يا مغناطيسي سطح زمين ميتوان استنتاجهايي از ساختار زيرزميني بدست آورد هر چند به لحاظ ابهام دروانزادي در اين روشهاي ميدان پتانسيل اگر بخواهيم به حلهاي قابل استفاده برسيم به اطلاعات زمينشناسي يا اطلاعات ژئوفيزيكي ديگر نياز داريم.
در اندازه گيريهاي گرانشي و مغناطيسي از ميدانهاي طبيعي نيرو استفاده مي شود. در بيشتر روشهاي لرزه اي و الكتريكي (شامل الكترومغناطيسي ) كه با ويژگيهاي كشسان و الكتريكي سنگها سركار ودارند لازم است كه به زمين انرژي داده شود. از ا“جا كه چشمه تحت كنترل است فاصله چشمه تا آشكارساز مي تواند متغير باشد. اين باعث مي شود كه تفسير نتايج با ابهامي خيلي كمتر از موقعي صورت مي گيرد كه ميدانهاي گراني و مغناطيسي بكار گرفته مي شوند. در بعضي از روشهاي الكتريكي جريان مستقيم يا جريان با فركانس خيلي كم از طريق الكترودهايي به زمين داده مي شود. شكل ميدان الكتريكي در سطح زمين به ترتيب الكترودها و توزيع رسانندگي الكتريكي در زيرزمين ارتباط دارد. آنچه انداهز گيري مي شود همين ميدان سطحي است. وقتي جريان مستقيم يا جريان متناوب كم فركانس مستقيما به زمين داده شود اندازه گيري در اصل همان گراديان پتانسيل است (يعني اختلاف پتانسيل بين دو الكترود اندازه گيري) ولي اين اندازه گيري ممكن است در دستگاه مربوطه به صورت مقاومت نشان داده شود. وقتي جريان مستقيم در داخل زمين عبور مي كند بعضي كانه هاي فلزي از خود قطبش الكتريكي بروز مي دهند. اين كانه ها از لحاظ الكتريكي باردار مي شوند و وقتي كه جريان قطع شود يك تخليه گذرا به مدت چند ثانيه در آنها مشاهده ميگردد. روش قطبش القايي از اين اثر استفاده ميكند.همچنين ممكن است انرژي را به صورت القايي با استفاده از يك پيچه كه جريان متناوب با فركانس حدود 1000 سيكل در ثانيه را در خود دارد به زمين ترزيق كرد در حالي كه هيچگونه تماس الكتريكي با زمين وجود  ندارد. در اين روشها كه به روشهاي الكترومغناطيسي معروفند ميدان مغناطيسي متناوب حاصل از پيچه فرستنده به رساناهاي خوب زمين جريانهاي پيچكي القا مي كند لذا بر روي سطح زمين به صورت ميدانهاي ثانوي ظاهر شده و ميتوان با يك پيچه جوينده آنها را اندازه گيري كرد.
فهرست مطالب
كاربرد الكترومغناطيس در ژئوفيزيك
مقدمه    1
روش لرزه اي    10
كليات    10
توليد و انتشار امواج لرزه اي    12
برداشتهاي لرزه اي و تفسير آنها    12
مقدمه    12
چشمه هاي لرزه اي    14
تئوري برداشتهاي مقاومت ويژه الكتريكي    19
مقدمه    19
ويژگيهاي الكتريكي سنگها    21
برداشتهاي گراني    24
مقدمه    24