اینستاگرام

اینستاگرام خطا بر می گرداند.
خطاهای زمین‌شناسی در تفسیر داده‌ها عملیات مگنتومتری
۱۳۹۸/۱۲/۱۰ 1

خطاهای زمین‌شناسی در تفسیر داده‌ها عملیات مگنتومتری

1. مقدمه

ارزانترین و کم‌ریسک‌ترین روشی که برای اکتشاف ذخایر سنگ آهن می‌توان از آن استفاده کرد، عملیات مگنتومتری (ژئوفیزیک) می‌باشد. برداشت اولیه یک روزه (در حد برداشت دو تا چند پروفیل) که نشان دهد رخنمون‌های مشاهده شده در یک محدوده از گسترش سطحی و عمقی برخورداند، هزینه‌ای 2 تا 5 میلیون تومانی خواهد داشت. انجام عملیات برداشت کامل یک منطقه بسته به وسعت و اندازه ذخیره نیز هزینه‌ای 10 تا 100 میلون تومان  در بر خواهد داشت در حالی که حفاری فقط یک گمانه 50 متری مغزه‌ای با قیمت سال 1398 می‌تواند حدود 20 میلیون تومان هزینه داشته باشد.

از عملیات مگنتومتری در اکتشاف مستقیم ذخایر سنگ‌آهن مگنتیتی یا ذخایر سنگ‌آهن هماتیتی که به دلیل وجود دانه‌های مگنتیتی در بستر آن‌ها دارای خاصیت مغناطیسی کمی هستند و همچنین اکتشاف غیرمستقیم ذخایر ماسیوسولفید مس (به دلیل وجود کانی‌های فرومغناطیس مانند پیروتین) می‌توان استفاده کرد.

مهم‌ترین نقطه ضعف روش مگنتومتری، دشواری در تفکیک میدان مغناطیسی ناشی از یک توده سنگ‌آهن مگنتیتی با میدان مغناطیسی ناشی از سایر توده‌های مغناطیسی نظیر سنگ‌های مافیک و اولترامافیک می‌باشد.

2. میدان‌های مغناطیسی ناشی از توده‌های مافیک و اولترامافیک

در ساختار طبیعی بعضی از سنگ‌ها مثل گابرو، بازالت، دیوریت و … عنصر آهن وجود دارد. در صورتی که هنگام تشکیل این سنگ‌ها مقدار کمی آهن (علاوه بر آهن موجود در ساختار بلوریشان) به ساختارشان اضافه گردد، این سنگ‌ها خاصیت مغناطیسی شبیه سنگ‌آهن مگنتیتی از خود نشان می‌دهند که باعث به وجود آمدن خطا در هنگام تفسیر داده‌های مگنتومتری می‌شود. در جنین مواردی تفکیک میدان‌های مغناطیسی به خصوص در مورد توده‌های مغناطیسی که هیچ رخنمونی در سطح زمین ندارند بسیار دشوار خواهد بود و مطمئن‌ترین راه تشخیص جنس این نوع توده‌های مغناطیسی، عملیات حفاری می‌باشد.

به همین دلیل در زمان تفسیر نقشه‌های مگنتومتری، در اولین قدم باید منشاء ناهنجاری‌های مغناطیسی برداشت شده در عملیات مگنتومتری، مشخص گردد.

همان‌طور که گفته شد علاوه بر سنگ‌آهن مگنتیتی، توده‌های آذرین مافیک و اولترامافیک مثل گابرو، بازالت، دیوریت، دونیت و پریدوتیت، به طور طبیعی از خاصیت خودپذیری مغناطیسی برخوردار بوده و در صورت غنی‌شدگی از عنصر آهن، این خاصیت تشدید می‌شود و در بعضی شرایط میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط این توده‌ها به مراتب بیشتر و قوی‌تر از میدان مغناطیسی تولیدشده توسط کانسارهای مگنتیتی می‌باشد.

به همین دلیل انجام بررسی‌های زمین‌شناسی و تعیین جنس سنگ‌های موجود در منطقه یکی از مهمترین فاکتورهای موثر در زمان تحلیل و تفسیر نقشه‌های مگنتومتری می‌باشد.

1.2. مثال موردی؛ معدن سنگ‌آهن شتر سنگ

معدن سنگ‌آهن شتر سنگ در منطقه سرد ولایت نیشابور واقع شده است که کانی‌زائی سنگ‌آهن در یک توده گابروئی صورت گرفته است. در سنگ گابرو به‌عنوان منشا و میزبان اصلی کانی‌زائی سنگ‌آهن، مقدار قابل توجهی آهن وجود داشته که در برخی از نقاط با افزایش میزان غنی شدگی، پچ‌ها یا لنزهای کوچک و بزرگ سنگ‌آهن با عیار بسیار بالا تشکیل شده است.

در عملیات ژئوفیزیک که در این منطقه در سال 1386 انجام شد، شدت میدان مغناطیسی داده‌های برداشت شده بین 32 تا 72 هزار نانو تسلا (اختلاف 40 هزار نانو تسلا) بود. برای درک این مطلب بهتر است نتیجه این منطقه را با شدت میدان مغناطیسی محدوده‌ی شناخته شده‌ای مانند گل گهر مقایسه کنیم. شدت میدان مغناطیسی مربوط به معدن شماره 2 گل گهر با حدد 56 میلیون تن ذخیره بین 41 تا 49 هزار نانو تسلا  (اختلاف 9 هزار نانو تسلا) می‌باشد.

به همین دلیل باید به این مطلب توجه کرد که شدت میدان مغناطیسی بالا لزوماً نشانگر وجود یک ذخیره سنگ آهن با ذخیره بسیار زیاد نمی‌باشد و حتماً باید تحلیل و تفسیر داده‌ها و نقشه‌های مگنتومتری رسم شده بر اساس اطلاعات زمین‌شناسی یک محدوده انجام گیرد. در تعداد زیادی از پروژه‌های اکتشاف ذخایر سنگ آهن انجام شده در ده سال گذشته، عدم توجه به این مساله باعث ایجاد خطا در عملیات مگنتومتری و در نتیجه محاسبه غیر واقعی ذخیره کانسار سنگ آهن و یا حتی شناسایی یک توده مافیکی و اولترامافیکی بعنوان یک ذخیره سنگ آهن شده است.

3. میدان‌های مغناطیسی ناشی از سنگ‌های رسوبی آهن‌دار

اهمیت در نظر گرفتن منشا تولید ناهنجاری‌های مغناطیسی برداشت شده در عملیات مگنتومتری زمانی بیشتر می‌شود که بدانید علاوه بر توده‌های مافیک و اولترامافیک، برخی از سنگ‌های رسوبی و دگرگونی نیز به دلیل وجود دانه‌های ریز مگنتیت در بستر آن‌ها، می‌توانند باعث ایجاد ناهنجاری‌های مغناطیسی و نمایش آنومالی‌های کاذب شوند.

این سنگ‌ها در حالت معمولی جذب آهنربا نشده اما وقتی به قطعات ریزتر خرد شوند به راحتی جذب آهنرباهای با شدت بالا می‌شوند. به عنوان مثال می‌توان به میکا شیست‌های آهن‌دار مشاهده شده در منطقه بلورد سیرجان و قطرویه فارس اشاره نمود.

1.3. مثال موردی؛ راین کرمان

برای مثال چند تصویر مربوط به عملیات مغناطیس‌سنجی انجام شده در منطقه راین کرمان در ادامه آورده شده است. در تصویر اول رخنمون توده سنگ‌های مافیک و اولترامافیک در سطح زمین و در تصویر دوم ناهنجاری‌های مغناطیسی و آنومالی کاذب ایجاد شده توسط این توده سنگ‌ها نشان داده شده است.

برای تاکید بیشتر این نکته مهم دوباره تکرار می‌شود: در زمان انجام عملیات اکتشاف ذخایر سنگ آهن و یا مطالعه گزارشات مربوط به عملیات مگنتومتری کانسارهای سنگ‌آهن و تحلیل و تفسیر نقشه‌های مگنتومتری باید در اولین قدم با انجام بررسی‌های زمین‌شناسی و تطبیق نقشه‌های زمین‌شناسی بر روی نقشه‌های مگنتومتری، منشا تولید ناهنجاری‌های مغناطیسی شناسایی گردد و سپس به تحلیل و تفسیر و مدل‌سازی آن پرداخته شود.

4. شناسایی آنومالی‌های واقعی و کاذب

یکی از روش‌های شناسایی سنگ‌آهن از سایر سنگ‌های دارای خاصیت مغناطیسی نظیر گابرو، بازالت، شیست آهن‌دار و … در زمان بررسی‌های زمین‌شناسی، استفاده همزمان از دو آهنربای قوی و ضعیف می‌باشد. در هنگام بررسی‌های صحرایی زمین‌شناسی و تشخیص سنگ‌های دارای خاصیت مغناطیسی، نباید از آهنرباهای قوی (با شدت گوس بالا) استفاده نمود.

قطعات ریز و درشت سنگ‌آهن مگنتیتی به راحتی جذب آهنرباهای با شدت پایین می‌شوند، اما قطعات بزرگ سنگ‌های دارای خاصیت مغناطیسی غیرآهنی (به دلیل وجود کانه‌های مغناطیسی با خودپذیری مغناطیسی پایین مانند پیروکسن‌ها) فقط جذب آهنرباهای با شدت میدان مغناطیسی بالا می‌شوند. در صورتی که این نوع از سنگ‌ها را با چکش زمین‌شناسی خرد کنید، قطعات ریز آن‌ها نیز جذب آهنرباهای با شدت بالا خواهد شد.

در سه تصویر زیر روش شناسایی منشا دو ناهنجاری مغناطیسی کاذب که به ترتیب ناشی از توده شیست‌های آهن‌دار و توده سنگ گابرو می‌باشد نمایش داده شده است. قطعات درشت این دو سنگ رسوبی و مافیکی جذب آهنرباهای ضعیف نمی‌گردند اما پس از خرد کردن قطعات درشت آن‌ها با چکش، قطعات ریز ایجاد شده به راحتی جذب آهنرباهای با شدت میدان مغاطیسی بالا می‌گردند.

ناهنجاری مغناطیسی تولیدشده توسط شیست‌های آهن‌دار در منطقه بلورد سیرجان

شناسایی گابرو آهن‌دار دارای خاصیت مغناطیسی از سنگ‌آهن در منطقه رایین کرمان

ناهنجاری مغناطیسی تولیدشده توسط گابرو آهن‌دار در منطقه رایین کرمان

در عملیات مگنتومتری مربوط به تصویر اول حداقل شدت میدان مغناطیسی برداشت شده در این منطقه 45750 نانوتسلا و حداکثر شدت میدان مغناطیسی آن 45866 نانوتسلا می‌باشد. حداکثر تغییرات میدان مغناطیسی در این منطقه 116 نانوتسلا می‌باشد.

در عملیات مگنتومتری مربوط به تصویر سوم حداقل شدت میدان مغناطیسی برداشت شده در این منطقه 41116 نانوتسلا و حداکثر شدت میدان مغناطیسی آن 46350 نانوتسلا می‌باشد. حداکثر تغییرات میدان مغناطیسی در این منطقه 5234 نانوتسلا می‌باشد.

پس از حذف داده‌های خارج از رنج و مربوط به رگه‌های سنگ آهن، حداقل شدت میدان مغناطیسی این منطقه 45192 نانوتسلا و حداکثر شدت میدان مغناطیسی آن 45759 نانوتسلا می‌باشد. حداکثر تغییرات میدان مغناطیسی مربوط به توده سنگ‌های گابرو در این منطقه 567 نانوتسلا می‌باشد.

پیام بگذارید

نظرات

  1. profile avatar

    I love this site – its so usefull and helpfull.