اثر پارامترهای موثر بر جفت‌شدگی الکترومغناطیس در مطالعات قطبش القایی بسامدی

Abstract

روش قطبش القائی، روش ژئوفیزیکی اصلی در اکتشاف کانسارهای پورفیری است. روش قطبش القائی طیفی به‌عنوان شاخه‌ای از روش قطبش القائی، به‌دلیل ارائه‌ اطلاعات بیش‌تر در ارتباط با بی‌هنجاری زیرسطحی، در دهه‌های اخیر به‌خصوص در اکتشاف کانسار‌های پورفیری، هیدروژئوفیزیک، اکتشافات باستان‌شناسی، بیوژئوفیزیک و مسائل زیست‌محیطی مورد توجه قرار گرفته است. در این روش، برداشت‌های صحرایی بر روی یک گستره‌ بسامدی (معمولاً 1 میلی‌هرتز تا 10 کیلوهرتز) انجام می‌شود که به‌دلیل اعمال جریان تحریک بسامدی به داخل زمین، اثرات القایی بر روی طیف‌های پاسخ اهمی و قطبش زمین مشاهده می‌شوند (اثر جفت‌شدگی الکترومغناطیس). به‌دلیل بزرگی اثرات القایی و ایجاد خطا بر روی پاسخ الکتریک زمین، محاسبه پاسخ رهبندی (امپدانس) متقابل زمین و جدایش پاسخ الکتریک و الکترومغناطیس زمین ضروری است. مطالعات صورت گرفته به سه طریق: جدایش پاسخ قطبش القایی از داده‌های صحرایی، بررسی هم‌زمان هر دو اثر جفت‌شدگی الکترومغناطیس و قطبش القایی در امپدانس متقابل زمین به‌عنوان پاسخ کلی زمین و وارون‌سازی امپدانس متقابل و درنهایت کاهش اثرات القایی بر داده‌ها با به‌کار بردن چینش مناسب کابل‌های جریان الکتریکی در حین برداشت صحرایی انجام‌شده. اثر هندسه آرایه الکترودی و رسانایی الکتریکی DC زمین بر نتایج برداشت صحرایی قطبش القایی طیفی به‌خوبی شناخته شده است. به هر حال به دلیل این که معادله رهبندی متقابل ارائه‌شده توسط سوند که پایه مطالعات یادشده می‌باشد، برای زمین با رسانایی حقیقی بدون قطبش القایی حل شده است، اثر دیگر پارامترهای موثر بر قطبش القایی زمین کم‌تر بررسی شده است. در این پژوهش، دیگر پارامترهای نیم‌فضا مانند بارپذیری، ثابت زمانی و ثابت بسامدی (با در نظر گرفتن مدل کول-کول به‌عنوان مدل قطبش القایی زمین) در نظر گرفته شده و تاثیر تغییرات آنها بر رهبندی متقابل زمین با ارائه مثال‌های نظری و یک مثال واقعی با استفاده از نمودار نایکوئیست بررسی می‌شود. نتایج نشان می دهد که اثر جفت شدگی الکترومغناطیس در بسامدهای کم‌تر از 10 هرتز هم مشاهده می‌شود. وقتی اختلاف دو ثابت زمانی پراکنش جفت‌شدگی الکترومغناطیس و ثابت زمانی قطبش القایی کوچک شود، وقتی مقدار ثابت بسامدی <em>c</em> کوچک است و وقتی بارپذیری نیم‌فضا کوچک باشد، تفکیک این دو پراکنش پیچیده می‌گردد. از نظر کاربردی این نتایج نشان می‌دهد که تخمین پاسخ قطبش القایی زمین وقتی کانه‌های پرفیری با ابعاد ریز وجود دارد، وقتی توزیع دانه‌بندی کانه در اندیس معدنی وسیع باشد و یا در حالتی که عیار کانه در اندیس معدنی کم است، تفکیک این دو اثر پیچیده‌تر و با خطای بیشتر همراه است. همچنین تخمین خصوصیات قطبش القایی زمین در برداشت‌های زیست‌محیطی به‌دلیل کوچک بودن بارپذیری زمین با خطا همراه است.