مقاله بررسی میدان مغناطیسی زمین در 19 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمه
پس از پایان جنگ جهانی دوم، دولتها برای جبران خسارت جنگ روی به منابع طبیعی آوردند با شروع جنگ سرد مکتشفان بدنبال منابع مطمئن در کشورهای نزدیک آمریکا بودند که کانادا بهترین کشور بود هم از نظر وسعت و هم از نظر منابع معدنی.
فلزات پایه مانند مس، سرب، روی و نیکل، از طرفی شرایط بد آب و هوایی از قبیل سرمای زیاد و یخبندان در قسمتی از سال اکتشافی را سخت می کرد و مهمترین عامل فاکتور زمان بود که تأخیر در هر مرحله باعث موکول شدن ادامه عملیات به فصل بعدی شود از طرفی روشهای کند ژئوفیزیکی نیز به این تأخیر کمک می کرد.
ژئوفیزیک به دلیل ویژگیهایی که دارد کم هزینه بودن و بیشترین سرعت بهترین راه برای برداشت بود اما متدهای گراویتی بدلیل دیگر مشکلات کنار گذاشته شد و روشهای قدیمی مغناطیس بدلیل وجود منبع میدان، وجود الکترود و تفسیر پیچیده کمتر استفاده شد. همین عوامل بعدها باعث توسعه روشهای ژئوفیزیکی شد، اولین تلاش برای استفاده از هواپیما در برداشت های EM توسط (1946) Hans land berg و این سیستم شامل 2 سیم پیچ که در کابین هلیکوپتر میباشد و تنها برای توده های مدفون در عمق 5 متری میباشد.
از طرفی با روی کار آمدن کامپیوتر سرعت و دقت محاسبات پیچیده این روش به عنوان سریعترین و بهترین روش بکار گرفته شد.
نیاز به کشف توده های عمیق باعث شد تا پس از دهه 1970 مطالعات و طراحی هایی در این زمینه صورت بگیرد. در این مسیر موفقیتهای (INPUT) (Induced Pulse Transient) (القا پالس زودگذر) چشمگیر بوده در دهه 1980 عمده شرکتهای معدنی بدنبال اکتشاف طلا بودند. در هر حال نیاز اورانیوم و فلزات پایه در نیمه دهه 1980 باعث شد روشهای اکتشاف عمیق استفاده شود شرکتهای Spectrem , Questem , Geotem در سال 1990 اقدام به ارائه این خدمات کردند.
فصل سوم
مبانی مغناطیس سنجی و تئوری
مقدمه:
میدان مغناطیسی زمین از دیرباز نظر محققان را به خود جلب کرده بود. همیشه این حقیقت که سوزن مغناطیسی شده آویزان از نخ همیشه در یک راستا قرار میگیرد دانشمندان را به فکر وامی داشت. تا اینکه ژیلبرت نظریه خود را حدود سه قرن پیش مبنی بر اینکه زمین مانند یک مغناطیس بزرگ و تا اندازه ای بی قاعده عمل می‌کند. این نظریه به همراه نظریه نیوتن در مورد گرانش را میتوان پایه های ژئوفیزیک دانست. در واقع به کمک ژئوفیزیک میتوان کانسار مدفون در زمین را با اطمینان مدلسازی کرد.
مطالعات ژئوفیزیکی بر مبنای خاصیت فیزیکی مورد اندازه گیری به دو دسته کلی تقسیم میشوند. روشهایی که میدانهای طبیعی زمین را اندازه گیری می‌کنند (روشهای استاتیک) که عبارتند از روشهای ثقل سنجی، مغناطیسی سنجی، تلوریک، پتانسیل خودزا و رادیومتری و روشهایی که از میدانهای مصنوعی ایجاد شده استفاده می‌کنند (روشهای دینامیک) که شامل دو دسته مهم می باشند. روشهای الکتریکی و روشهای لرزه نگاری، روشهای استاتیک نسبت به روشهای دینامیک سریع و کم خرج هستند و عموماً در اکتشاف نیمه تفصیلی و شناسایی ساختمانی زمین شناسی استفاده میشوند و بیشتر اطلاعات کیفی بدست می دهند. در روشهای دینامیکی با مطالعه تغییرات میدان مصنوعی ایجاد شده در اثر حضور مواد مختلف میتوان آنالیزهای بهتر و مشخص تری همراه با تفسیرهای کمی و کیفی انجام داد. روشهای دینامیک اغلب وقت گیر و پرهزینه هستند ولی تجارب علمی و نتایج بدست آمده، کاربرد موفقیت آمیز این روشها را ثابت کرده است.
3-1-2- میدان مغناطیسی زمین
نمود.
این منابع ساده پایة آنومالیهای بسیار پیچیده را تشکیل می دهند. اگر r فاصلة بین نقطة p که در (x , y , z) واقع شده و نقطة که در قرار داده باشد، آنگاه تبدیل فوریة یک پایة بحث مربوط به میادین پتانسیلی است چرا که این میادین به انواع مشتقات بستگی دارد. با داشتن تبدیل فوریه و قضایای خاصیت دیفرانسیل گیری تبدیل فوریه، می توانیم انواع محاسبات را انجام دهیم. اسپکتور و باتاچاریا (1966) از یک استراتژی مشابه جهت به دست آوردن توابع چگالی انرژی طیفی و توابع خود همبستگی برای آنومالیهای دایپلی و منابع خطی بکار گرفتند. اگر p را به یک سطح افقی محدود کنیم که در ارتفاع z0 واقع شده و با فرض آنکه نقطه در موقعیت قرار گرفته باشد، بطوریکه باشد، آنگاه تبدیل فوریة دو بعدی با رابطة زیر داده میشود:
از آنجائیکه تابع بطور استوانه ای حول محور z متقارن است، با تبدیل مختصات به مختصات قطبی خواهیم داشت:
آنگاه تبدیل فوریة دو بعدی فوق به صورت زیر در میآید:
انتگرال بر روی دارای فرم تابع بسل از مرتبة صفر است چرا که:
و لذا با جایگزینی این تعریف برای تابع بسل در تبدیل فوریه، یک تبدیل هانکل از مرتبة صفر حاصل میشود:
این انتگرال یک نتیجة عمومی را نشان میدهد و آن اینکه تبدیل فوریة دو بعدی یک تابع با تقارن استوانه ای به یک تبدیل هانکل تبدیل میشود. جواب این تبدیل در منابع مختلف و بویژه Bracewell (1965) داده شده است:
(21)
با تاچاریا روش مشابهی و لیکن با یک روش دیگر بدست آورده است. حال با استفاده از رابطة فوق می توانیم تبدیل فوریة میادین پتانسیل ایجاد شده از منابع ساده را محاسبه نمود. باید توجه داشته باشیم که هر چند تبدیل فوریة را پیدا کردیم، اما شرط نامساوی لازم برای تبدیل فوریه را ارضا نمی کند. چون:
که این انتگرال اخیر نامعین است و بنابراین تبدیل فوریة وجود نداشته و این حقیقتی است که ناشی از معادلة (21) و طبیعت تعریف نشدة در طول موج بینهایت در میباشد. اما از آنجائیکه مشتقات فضائی در آنومالیهای مغناطیسی و گراویتی حضور دارند. لذا نامساوی مربوطه در این حالت ارضاء خواهد شد یعنی هر مشتق افقی دارای تبدیل فوریه میباشد.
2-5- منابع توپوگرافیک (Topographic sources)
به منظور بکار بردن قضیة کانولوشن، معادلة (31) بایستی به یک کانولوشن تبدیل گردد. و این فقط در صورتی ممکن است که توزیع منبع بین دو صفحة افقی z2 , z1 محدود شده و تنها در جهت افقی قابل تغییر می بود.