مطالعات مغناطيس زمين یکی از قديمی ترين شاخه ژئوفيزيک است که دانشمندی به نام ويليام گيلبرت (1603 – 1540) نخستین مطالعات علمی را در مورد مغناطيس زمين انجام داد و مشاهده کرد ميدان مغناطيسی زمين هم راستا يک مغناطيس ابدی است كه در راستای عموما شمالی جنوبی در نزديكی محور چرخشی وضعی زمين قرار دارد. اما در سال 1843 دانشمندی به نام فن ورده براي نخستین بار از تغييرات ميدان مغناطیسی جهت کشف و تعیین محل كانی های مغناطيسی استفاده کرد. امروزه پيشرفت های قابل توجهی در زمينه تکنولوژی ساخت دستگاهها و تفسير و اندازه گيری های اين روش ژئوفيزيكی و نرم افزارهای تحلیلی آن، كه مضاف بر تعيين محل كانی های پنهان، براي تعيين ساختارهای مربوط به لایه های رسوبی حامل نفت و گاز بكار می رود پديد آمده است.
بررسی تغییرات میدان مغناطیسی زمین
بررسی تغییرات میدان مغناطیسی زمین به دو روش انجام می گیرد روش نقطه ای و روش منطقه ای. در روش نقطه‌ای دستگاه را روی نقاط مختلف زمین قرار می‌دهند و تغییرات را بررسی می‌کنند اما در روش منطقه ای این کار از طریق هوایی صورت می گیرد. استفاده از این روش بیشتر برای اکتشافات مواد فلزی که خاصیت مغناطیسی دارند و درون زمین است. برای مثال برای کشف آهن، نیکل و …که دارای خاصیت مغناطیسی هستند مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه اغلب اکتشافات به روش منطقه ای، توسط یک مغناطیس سنج که به دنبال هواپیمایی کشیده می‌شود، انجام می‌شود. به این ترتیب منطقه ای وسیع در مدتی کوتاه و با مخارجی نسبتا کم مورد بررسی قرار می گیرد.
روش های گرانی و مغناطيسی شباهت زيادي دارند. با اين وجود نقشه های مغناطيسی عموما پيچيده تر و تغييرات ميدان نابسامانتر و محلی تر از نقشه های گرانی سنجی است . اين امر تا اندازه ای مربوط به اختلاف ميان ميدان دو قطبی مغناطيسی (از دوجهت و متغیر اعمال می شود) و ميدان يک قطبی گرانی است كه اولی دارای بزرگی و راستای متغير است و دومی دارای بزرگی بوده و تنها در راستای قائم (شتاب گرانش) است. در حاليكه نقشه گرانی معمولا نشان دهنده اثرهای منطقه ای است که بنظر می رسد نقشه مغناطيسی مجموعه ای از آنومالیهای باقيمانده باشد كه نتيجه تغييرات بزرگ در بخشی از كانی های مغناطيسی است كه در داخل سنگ های نزدیک به سطح وجود دارد .بنابراین تفسير دقيق داده های ميدان مغناطيسی بسيار مشكل تر از تفسير داده های گرانی سنجی است. از طرف ديگر در قیاس با اغلب روش های ژئوفيزيكی، اندازه گيری های صحرايی در اين روش، بسیار راحت تر، ارزانتر و ساده تر است و عمدتا نيازی به اعمال تصحيح در گزارش ها نيست. به اين دليل و نيز به خاطر اينكه تغييرات ميدان مغناطيسی در بیشتر موارد مشخص كننده ساختارهای كانی و نيز ساختارهای زیر سطحی است (به عنوان مثال نواحی نفتی مساعد) لذا روش مغناطيس سنجی كاراترين روش ژئوفيزيكی است. به طور کلی يک برنامه ژئوفيزيكی بدون كاربرد و برنامه ریزی روی روش مغناطيسی در آن حداقل در مرحله شناسايی کمی دشوار به نظر می رسد.
روشهای صحرايی براي مغناطيس سنجی
حساسيت لازم در دستگاه های مغناطيسی براي يک ميدان كلی بسیار كمتر از حساسيت گرانی سنج ها است. وسایل اوليه كه بويژه براي اكتشاف مغناطيسی استفاده می شود نوع اصلاح شده قطب نمای دريايی بود كه زاويه شيب و نيز انحراف D را اندازه گيری می كرد. مدل های اوليه كه به واريومترهای مغناطيسی معروف هستند معمولا سوزن های شيب داری با حساسيت زياد هستند. دستگاه های جديدتر شامل:
- مغناطيس سنج های فلاكس گيت (fluxgate)
- حركت تقديمی هسته ای(nuclear precession)
- بخار روبيديوم(rubidium vaper)
- تلمبه نوری (optical pump) می باشند.
برای مشاوره در خصوص خدمات ژئوفیزیک، مغناطیس سنجی، گرانی سنجی، مگنتومتر، به کارشناسان ژئوکاو تماس حاصل فرمایید. 02122911694 ، 09123436480
کاربرد مغناطیس سنجی
مهمترين كاربرد استفاده از اين روش عبارت است از:
- تعيين مکان كانيهائی كه داراي خواص مغناطيسي هستند. بخصوص كانی های مگنتيت، ايلمنيت، فرومنگنز، كبالت، پيروتيت، کرومیت، سزیم، پتاسیم و …
- کاوش گنبدهای نمكی کلرید سدیم و باقی نمکها (با توجه به رسوبات دربرگيرنده) بخصوص اكتشاف پتاس و سيلويت
- تشخیص خطواره های زمين شناسی مثل گسلها و كنتاكتهای زمين شناسی و آرایه های صفحه ای زیر سطحی
- اكتشاف برخی از سنگهای آذرين درونی و بیرونی دفنی
- مطالعات زمين شناسی مهندسی به منظور تشخيص محل لوله های فلزي مدفون سطحی و يا مسير كابلهای برق یا تجهیزات پالایشگاهی زیر سطح بتن و … همچنین (مخازن فولادی، زباله ها و تاسیسات مدفون و غیره)
- كمک به اكتشافات باستان شناسی
- پی جویی مهمات منفجر نشده
به طور کلی به زبان بسیار ساده، روش میدان مغناطیسی کره زمین با دقتی در مقیاس نانوتسلا اندازه گیری می شود. کانیهایی که خاصیت مغناطیسی یا فرو مغناطیسی دارند بر میدان مغناطیسی کره زمین اثر می گذارند و با اندازه گیری میزان تغییرات شدت میدان مغناطیسی زمین در منطقه مورد کاوش می توان محل و عمق ماده معدنی را تشخیص داد. نکته قابل توجه این است که از نظر علمی عامل تاثیرگذار مغناطیسی دیگری كه منشا آن خارج از زمين است مثل تاثيرات متقابل خورشيد و لايه يونوسفر روی ميدان اصلي زمین نیز تاثیرگذار است كه در نهايت اين تغييرات و آنومالی ها از شدت میدان اصلی اندازه گیری شده حذف میگردد و در نتیجه آنچه باقی می ماند تغييراتی است که هدف ژئوفيزيک اكتشافی را تشكيل می دهند.
تجهیزات مربوط به اکتشاف مغناطیس سنجی
معتبرترین شرکتهای سازنده دستگاه مغناطیس سنج در دنیا در کشور کانادا و آمریکا و ایتالیا هستند. کشور چین نیز اخیرا اقدام به ساخت دستگاه مغناطیس سنج نموده است. بدیهی است قبول دقت در اندازه گیری و اعتماد به داده های برداشت شده در اعتبار یک پروژه بسیار با اهمیت است پس لزوم استفاده از دستگاههای با دقت و کیفیت بالاتر برای انجام پروژه ها امری ضروری است.
مهمترین برند دستگاه مغناطیس سنج عبارت است از:
- GEM System از کشور کانادا
- Scintrex از کشور کانادا
- Geometrics از کشور آمریکا
شرکت زمین کاو بنیان در مقوله مغناطیس سنجی از دستگاه مگنتومتر GSM-19T بهره می گیرد که با محدوده ثبت میدان از 20000 تا 100000 نانو تسلا و با دقت برداشت +- 0.05 نانوتسلا و وزن تقریبی 2 کیلوگرم و کارایی حد اکثری در دماهای بسیار سرد و بسیار گرم کارکرد بسیار قابل قبولی در دستگاههای موجود حال حاضر ایران را داراست . همچنین نرم افزار های تحلیلی که کارشناسان شرکت از آن بهره می برند دقت فرایند اکتشافی را به حداقل ترین حالت ممکن رسانده است.
برای مشاوره در خصوص خدمات ژئوفیزیک ، مغناطیس سنجی ، گرانی سنجی ، مگنتومتر ، به کارشناسان شرکت زمین کاو بنیان تماس حاصل فرمایید. 02122911694 ، 09123436480