فهرست مطالب

مقدمه 3

فصل اول: 5

كاني هاي مغناطيسي وخواص مغناطيسي زمين 5

1-1) مغناطیس زمین 5

1-2) عناصر مغناطیس زمین و خواص مشخصه ان ها 6

1-3) خواص مغناطیسی اجسام و کانی ها 9

1-3-1) کانی های  دیا مغناطیس 9

1-3-2) کانی های پارامغناطیس 10

1-3-3) کانی های فرومغناطیس 11

1-3-4)خودپذیری مغناطیسی 12

1-4) خواص مغناطیسی سنگ ها 12

فصل دوم: 15

روش هاي تعبير و تفسير مغناطيسي وگراني 15

2-1)تفسیر نقشه های مغناطیسی 16

2-2)تعبیروتفسیرکیفی یافته های مغناطیسی 17

2-3)استفاده از یافته های مغناطیسی در تکمیل نقشه های مغناطیسی 18

2-4)اکتشاف مغناطیسی برای کانسنگ آهن 20

2-5) اکتشاف مغناطیسی برای کانی های غیر مغناطیسی 20

2-6) اکتشاف مغناطیسی برای مواد هیدرو کربنی 21

2-7)برداشتهای گرانی 21

2-7-1)كليات 21

2-7-2)برداشت صحرایی 25

3-2-2) تبدیل به قطب مغناطیسی و شبه گرانی 33

3-2-3) مدل سازی مغناطیسی برپایه داده های شبکه بندی شده 37

3-3) نرم افزار Mag2dc 44

3-3-1) توضیحاتی در مورد این نرم افزار 44

3-3-2) روش کار 45

3-3-3) آشنایی با برخی از منوهای این نرم افزار 48

3-4)نرم افزار Grav2dc 50

3-5) نرم افزار signal proc 50

فصل چهارم: 53

زمين شناسي منطقه مورد مطالعه 53

4-1)زمین شناسی ناحیه ای 54

4-2)زون سنگهای آذرین و رسوبی جوان(زون مرکزی) 58

4-3)زمین شناسی منطقه ای 60

4-4)موقعیت جغرافیایی منطقه 63

فصل پنجم: 64

تعبير و تفسير اطلاعات موجود از منطقه 64

5-1)عملیات ژئوفیزیکی 65

5-2)تعبیر و تفسير  انومالی های مغناطیسی 71

5-2-3)شبه گرانی (Pseudo Gravity ) 91

5-2-4)تعیین محل توده به روش سعی و خطا در نرم افزارMag pick 93

5-3)استفاده از نرم افزار  signal procدر تعبير وتفسير 94

5-4)استفاده از نرم افزار  Mag2dcدر مدل سازی دو بعدی 101

5-5)تخمین عمق تقریبی انومالی با استفاده از روش نصف –عرض 102

5-5-1)مراحل انجام كار 103

5-6)تخمین ذخیره ماده معدنی با استفاده از داده های گرانی سنجی 116

مقدمه

محدوده مورد اکتشاف به مساحت 30 کیلومتر در نقشه زمين شناسي 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 اين 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 طولي 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، تبديل به قطب و شبه گراني بر روی نقشه شدت مغناطیسی کل منطقه و ادامه فراسو بر روي نقشه گراني سنجي.

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

هـ ) 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، تبديل به قطب مشتق افقي 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.اين پروژه در شش فصل تنظيم شده كه فصل اول شامل كاني هاي مغناطيسي وخواص مغناطيسي زمين،فصل دوم شامل روش هاي تعبير و تفسير مغناطيسي وگراني،فصل سوم شامل كلياتي از نرم افزار هاي به كار رفته در اين مجموعه،فصل چهارم شامل كلياتي در مورد زمين شناسي منطقه مورد مطالعه،فصل پنجم شامل تعبير و تفسير اطلاعات موجود،فصل ششم شامل بحث، نتيجه گيري وپيشنهادات و در پايان در قسمت ضمائم كليه اطلاعات رقومي منطقه درج شده است.

 فصل اول:

كاني هاي مغناطيسي وخواص مغناطيسي زمين

1-1) مغناطیس زمین

کره زمین به صورت یک دوقطبی مغناطیسی بسیار بزرگ عمل مي 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 بررسي مي 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.

شکل (1-1):نمايش شماتيك عناصر مغناطيسي زمين

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 استواي مغناطیسی نامیده می شود که تقریبا در امتداد استواي جغرافیایی قرار می گیرد و هر قدر از استواي 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 :

1- حرکت چرخشی و گردشی پروتونها در داخل هسته های اتم

2- حرکت گردشی الکترونها در داخل اوربیتال ها

3- حرکت چرخشی الکترونها 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  دیا مغناطیس

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 :

1- ایجاد یک میدان مغناطیسی خارجی در خلاف جهت میدان کانی  فرومغناطیس

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