روش تحقیق موقعیت منطقه آباده از نظر زمین شناسی و اکتشاف

مقدمه

محدوده مورد اکتشاف به مساحت 30 کیلومتر در نقشه زمین شناسی چهار گوش آباده به مقیاس 1:250000می باشد که در 111 کیلومتری جنوب غربی استان یزد و 25 کیلومتری روستای شواز واقع شده است.از این مسافت 21 کیلومتر جاده فرعی خاکی و 90 کیلومتر آن آسفالت می باشد از نظر آب و هوایی کویری است و در مرکز کفه طاقستان قرار گرفته و جزئی از بیابان های داخلی ایران مرکزی محسوب می گردد.

داده های این منطقه متشکل از 8 پروفیل طولی و 9 پروفیل عرضی بوده که در انها برداشت های مغناطیسی انجام شده و 7 پروفیل عرضی و یک پروفیل طولی که برداشتهای گرانی انجام شده است. در این پروژه از نرم افزار های زیر استفاده شده که در متن به طور مفصل مورد بحث قرار خواهند گرفت.

الف) Excel: برای وارد کردن اطلاعات اولیه و ساختن فایلهای نرم افزارهای مختلف.

ب) Surfer: برای Grid کردن فایلهای مورد نظر و رسم نقشه های هم مقدار مغناطیسی و گرانی.

ج) MagPick: برای انجام تبدیلات لازم ( از قبیل ادامه فراسو، تبدیل به قطب و شبه گرانی بر روی نقشه شدت مغناطیسی کل منطقه و ادامه فراسو بر روی نقشه گرانی سنجی.

د) Mag 2dc: برای انجام مدل سازی 2 بعدی از توده سبب شونده انومالی مغناطیسی

ه ) Grav 2dc: برای انجام مدل سازی 2 بعدی از توده سبب شونده انومالی گرانی

و ) signal Proc برای انجام تبدیلات لازم از جمله ادامه فراسو، تبدیل به قطب مشتق افقی وقائم... بر روی پروفیل ها

همچنین دو حلقه گمانه اکتشافی و سه تراشه نیز در منطقه حفر شده که اطلاعات ان و شرح مفصل ان در ادامه خواهد آمد.این پروژه در شش فصل تنظیم شده که فصل اول شامل کانی های مغناطیسی وخواص مغناطیسی زمین،فصل دوم شامل روش های تعبیر و تفسیر مغناطیسی وگرانی،فصل سوم شامل کلیاتی از نرم افزار های به کار رفته در این مجموعه،فصل چهارم شامل کلیاتی در مورد زمین شناسی منطقه مورد مطالعه،فصل پنجم شامل تعبیر و تفسیر اطلاعات موجود،فصل ششم شامل بحث، نتیجه گیری وپیشنهادات و در پایان در قسمت ضمائم کلیه اطلاعات رقومی منطقه درج شده است. 

کلیات تحقیق :

فصل اول:

کانی های مغناطیسی وخواص مغناطیسی زمین

روش تحقیق

1-1) مغناطیس زمین

کره زمین به صورت یک دوقطبی مغناطیسی بسیار بزرگ عمل می کند که جهت و مقدار این میدان در مکان های مختلف و زمان های مختلف تغییر می کند و این تغییر نسبت به زمان به صورت های قرنی و سالیانه و یا حتی فصلی هستند.

از طرفی میدان مشاهده شده در هر نقطه، مجموعی از مغناطیس زیر سطحی و مغناطیس میدان زمین است و در بررسی اکتشافی باید مقدار مغناطیس زمین را که به ان مقدار زمینه می گوییم، از مغناطیس مشاهده شده کسر شود و در واقع با داشتن مقدار زمینه میدان مغناطیسی، از بروز اشتباه در تفسیر ژئوفیزیکی جلوگیری گردد، چون امکان دارد در یک نقطه بسته به جنس سازند ها، مغناطیس زمین زیاد باشد و هیچ ربطی به توده های مغناطیسی زیر سطحی نداشته باشد. در این بخش مغناطیس زمین و مولفه های مربوط به ان و همچنین تغییرات این میدان بررسی می شود.

1-2) عناصر مغناطیس زمین و خواص مشخصه ان ها

اگر یک سوزن مغناطیس بتواند حول یک محور از مرکز ثقلش در تمام جهات حرکت نماید در هر نقطه از سطح زمین در امتداد میدان مغناطیسی زمین (B) قرار می گیرد که می توان ان را به دو مولفه افقی (H) و قائم (Z) تجزیه نمود. زاویه بین بردارهای (B) و (H) را زاویه میل می نامند و ان را با (I) نشان می دهند با توجه به شکل (1-1) مولفه (H) را می توان به دو مولفه شرقی (Y) و شمالی (X) تجزیه نمود و زاویه بین مولفه  H و X را زاویه انحراف می گویند و آن را با (D) نشان می دهند.

(نمودار و تصاویر در فایل اصلی موجود است)

مقدارهای B , H , Z , X , Y , I , D  را عناصر مغناطیس زمین می نامند و با توجه به شکل (1-1) رابطه زیر بین آنها برقرار است :

صفحه قائمی که بردار های B , H , Z  را در بر می گیرد، اصطلاحاً نصف النهار مغناطیسی محلی زمین می گویند.

در نیم کره شمالی انتهای قطب شمال یاب سوزن مغناطیسی، به طرف داخل زمین متمایل می شود ودرست روی قطب مغناطیسی در نیم کره شمالی به حالت قائم در می آید.

در نیم کره جنوبی کاملا بر عکس است و انتهای قطب جنوب یاب سوزن مغناطیسی  به طرف داخل زمین متمایل می شود  و درست روی قطب مغناطیسی در نیم کره جنوبی به حالت قائم در می آید.

از وصل نمودن نقاطی از سطح زمین که در آنها سوزن مغناطیسی کاملا به حالت افقی است ( یعنی تمامی مولفه های B به صورت افقی می باشند ) خطی به دست می آید که استوای مغناطیسی نامیده می شود که تقریبا در امتداد استوای جغرافیایی قرار می گیرد و هر قدر از استوای مغناطیسی به سمت قطب مغناطیسی نزدیک شویم مقدار زاویه (I) افزایش خواهد یافت و در قطب های مغناطیسی مقدار ان به 90درجه خواهد رسید. در واقع قطب های مغناطیسی مکانهایی هستند که مقدار زاویه میل برابر 90 گردد.مقدار بردار (B) در نواحی استوایی حدود 25000 گاما و در قطبین مغناطیسی حدود 70000 گاما (نانو تسلا ) خواهد بود.

قطبین مغناطیسی زمین حدود 18 درجه عرض جغرافیایی، نسبت به قطبهای جغرافیایی جابجایی نشان می دهند و خطی که دو قطب مغناطیسی را به هم وصل می کند تقریبا از 1200 کیلومتری مرکز زمین می گذرد.

1-3) خواص مغناطیسی اجسام و کانی ها

ذرات باردار(مثبت یا منفی)درهنگام حرکت در اطراف خود میدان مغناطیسی به وجود می اورند و ذرات بار دار اتم ها و یون ها دارای سه نوع حرکت هستند :

حرکت چرخشی و گردشی پروتونها در داخل هسته های اتم

حرکت گردشی الکترونها در داخل اوربیتال ها

حرکت چرخشی الکترون ها در داخل اوربیتال ها

از این سه نوع اثر گشتاور مغناطیسی نوع دوم و سوم به مراتب بیشتر از نوع اول می باشد و از انجایی که در یک اوربیتال هر دو الکترون در خلاف جهت یکدیگر گردش می کنند اثر مغناطیسی انها خنثی می شود و از این رو گشتاور مغناطیسی موثر یک اتم و یا یون متناسب با تعداد اوربیتال های نیمه پر ان ها است.

1-3-1) کانی های دیامغناطیس

کانی هایی که اتم ها و یون های ان فاقد اوربیتال های نیمه پر باشد، به وسیله آهن ربا دفع می شود که در این صورت به آن ها کانی ها ی دیا مغناطیس می گویند.

رانده شدن این کانی ها را در میدان مغناطیسی خارجی می توان چنین توصیف کرد که وجود اوربیتال های پر سبب می شود که گشتاور مغناطیسی در کانی تقریبا صفر گردد، اگر این اوربیتال ها ی پر به یک میدان مغناطیسی خارجی نزدیک شوند، قانون لنز در مورد آنها صدق خواهد نمود قانون لنز  می گوید اگر یک حلقه هادی به یک میدان مغناطیسی نزدیک شود، در داخل حلقه جریانی پدید می آورد که میدان مغناطیسی حاصل از آن با میدان خارجی مخالفت خواهد نمود.

هنگام نزدیک شدن اوربیتال های پر به یک میدان مغناطیسی خارجی سرعت یکی از اوربیتال ها کم و بر دیگری افزوده خواهد شد به طوری که مجموع گشتاور مغناطیسی انها صفر نشده و گشتاور منتج در خلاف جهت میدان خارجی، عمل کرده که سبب رانش کانی در این میدان می شود.

چند نمونه از کانی هایی که دارای این خاصیت هستند عبارتند از :

کوارتزیت، فلوریت، هالیت و انیدریت.

1-3-2) کانی های پارامغناطیس

این دسته از کانی ها حاوی اوربیتالهای نیمه پر می باشند، ولی گشتاورهای حاصله از انها به طور در هم و بر هم، در امتدادهای متفاوت قرار گرفته اند و در نتیجه اثر مغناطیسی ان ها تقریبا خنثی می شود و ظاهرا  هیچ خاصیت  مغناطیسی از خود نشان نمی دهند ولی اگر این کانی ها در میدان مغناطیسی خارجی قرار گیرند متناسب با شدت میدان خارجی، بعضی از این گشتاورها خود را در جهت گشتاور میدان خارجی قرار می دهند و سبب پیدایش گشتاور مغناطیسی القایی در کانی خواهند شد.

در نتیجه کانی های پارامغناطیس به طور ضعیفی جذب میدان خارجی خواهند شد و هر چه شدت میدان خارجی بیشتر باشد گشتاورهای بیشتری، خود را در جهت ان قرار داده و در نتیجه شدت میدان مغناطیسی القایی بیشتر خواهد شد.

1-3-3) کانی های فرومغناطیس

کانی هایی هستند که اگر در میدان مغناطیسی خارجی (H) قرار بگیرند، در ان ها میدان مغناطیسی القایی شدیدی به وجود می آید که شدت ان میلیون ها بار بیشتر از کانی های پارامغناطیس می باشد و چون سردسته این کانی ها آهن است، به ان کانی ها فرومغناطیس می گویند. در واقع گشتاورهای حاصله از یون های تشکیل دهنده این کانی ها، به طور انبوه در جهت گشتاور میدان خارجی قرار می گیرند و یک اثر، به نام تبادل اتصال که بحث ان در مکانیک کوانتوم می باشد، این گشتاور را به هم قفل می کند، به طوری که بعد از حذف میدان خارجی تعداد زیادی از این اتصالات همچنان باقی می ماند و در نتیجه کانی های فرومغناطیس می توانند به صورت مغناطیس دائم درآیند و مغناطیس باقیماند حاصله از تبادل اتصال را به دو صورت   می توان از بین برد :

ایجاد یک میدان مغناطیسی خارجی در خلاف جهت میدان کانی  فرومغناطیس

افزایش درجه حرارت تا حد نقطه کوری ان کانی. دمای نقطه کوری برای مگنتیت و آهن کبالت و نیکل می باشد.