المسح السيزمي (الاهتزازي) الانعكاسي

المسح السيزمي الانعكاسي

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1-1- مبدأ المسح الاهتزازي الانعكاسي

كان أول اختبار لهذه الطريقة في تونس عام 1934م يعتمد المسح الاهتزازي الانعكاسي (Reflection survey) على إرسال موجة اهتزازية (Seismic wave) يتم توليدها على سطح الأرض إلى باطن الأرض فترتد بطريقة الانعكاس (Reflection) على السطوح الفاصلة (Horizons) للطبقات الجيولوجية وعن أي متغير ليتولوجي أو جيولوجي، ويجري قياس الزمن اللازم للارتداد أو الانعكاس إلى السطح ( زمن الانتشار Travel time) حيث يحدد هذا الزمن عمق الطبقات التي ترتد منها الأمواج ويمكن أيضا معرفة أنواع الصخور، إذ أن لكل نوع من الصخور الواقعة تحت سطح الأرض سرعة انتشار مختلفة والتي يمكن حسابها من العلاقة :

V = Z / T

حيث

Z- المسافة أو العمق.

V- السرعة.

T- الزمن اللازم.

إن نقطة المرآة (Mirror point) أو نقطة الانعكاس (Reflection point) هي نقطة انعكاس الموجة باتجاه سطح الأرض .

2-1- مجموعات التوليد (Source pattern)

يستخدم في توليد الأمواج مصادر طاقة (Energy source) مختلفة وأهمها الديناميت و الرجاجات.ويتم التعامل هنا مع ما يسمى بنقطة التوليد (Source point) والتي قد تكون مكونة من عدة رجاجات أو عدة حفر تفجير.

1-2-1- الديناميت (Dynamite)

يتم استخدام الديناميت كمصدر للأمواج الاهتزازية في المناطق التي لا يمكن أن نستخدم فيها الرجاج (المناطق الصعبة Rough Areas) مثل المناطق الجبلية وكذلك في التراكيب المعقدة تكتونياً حيث تشكل هذه التعقيدات عقبة أمام عبور الطاقة (Energy transmission) . وهنا يجب تحديد العمق المثالي للتفجير وكمية الديناميت (الشحنة Charge) المثالية بالتجربة. تحديد العمق المثالي لتفجير الديناميت عند توليد الأمواج : يجب أن يجرى التفجير في طبقة تتمتع بسرعة انتشار عالية للأمواج وخصائص مرنه عالية فالطبقة التي توفر الشرطين السابقين تعطي طاقة مرنه عظمى بعد التفجير(Explosive), ومن الناحية العملية يتم التفجير على أعماق مختلفة بكمية ديناميت ثابتة وتسجل سعة الموجه(Amplitude) ويختار العمق الذي يعطي سعة عظمى وعند تساوى طبقتين متتاليتين بسرعة انتشار الموجه نختار الطبقة ذات الخصائص المرنة الأعلى للتوليد ، الغضار والمارن يتم اختيار المارن. تحديد كمية المتفجرات المثالية: يفجر على العمق المثالي( النموذجي) في آبار مختلفة كميات مختلفة من الديناميت وتسجل السعات وتأخذ الكمية المقابلة للسعة الأقل من السعة العظمى بقليل وذلك للحصول على نتيجة مقبولة وتكاليف مناسبة.كما في الشكل(2.4).وتتبع كمية الديناميت عمق الهدف الجيولوجي حيث أن العلاقة طردية بينهما.

ميزات ومساوئ توليد الأمواج باستخدام الديناميت

المساوئ

- في التخزين والأمن Safety والسلامة. - يلحق الضرر بالمزروعات . - لا يمكن استخدامه في المناطق المأهولة أو بالقرب من المباني. - محظورات استخدامه في الأماكن الحساسة عسكرياً وسياسياً. - يحتاج إلى عمليات حفر وهي مكلفة وتحتاج إلى طاقم تفجير متخصص و قد تحتاج إلى حفارات خاصة وتزيد من زمن العملية. ولكن يتم استخدامه في المناطق التي لا يمكن استخدام الرجاجات فيها. وعندما تكون المنطقة ذات تركيب تكتوني معقد أو عند وجود طبقات سطحية مخمدة للطاقة حيث تسبب هذه التعقيدات والطبقات تخميداً كبيرا للطاقة وبالتالي نحصل على معطيات سيئة.

2-2-1- الرجاجات (Vibrosizes)

الرجاج هو منبع الطاقة المستخدمة في عملية المسح الاهتزازي بحيث يقوم بتوليد طاقة على شكل قطار موجي (Sweep) تنتشر داخل الأرض.وكان أول استخدام له عام 1964 م. يتم إرسال طاقة الرجاج إلى الأرض عن طريق قاعدة (Base Plate)، وهذه القاعدة يجب أن تبقى ملتصقة بالأرض بواسطة الوزن الضاغط Hold down weight الذي لا يجب أن يقل عن مرة ونصف من القوة المولدة من الرجاج، كما أنه لا يجب أن يعمل كحل لحركة القاعدة وإلا فإن الطاقة سوف تصرف على تحريك الوزن الضاغط بدلاً من تحريك القاعدة ونقل الطاقة إلى الأرض، وتتم عملية الفصل بين الوزن الضاغط والجسم المهتز عن طريق نوابض تسمح للقاعدة بالحركة بينما يبقى الوزن الضاغط ثابتاً حيث أن القوة تأتي إلى القاعدة عن طريق مكبس هيدروليكي موصول إلى كتلة رد فعل كبيرة حيث أن القوة المولدة من هذا المكبس تصرف على تحريك القاعدة وكتلة رد الفعل ويجب أن تكون هذه الكتلة كبيرة قياساً بحمل القاعدة كي تكون فعالة. يمكن حساب قيمة القوة العظمى Peak Force بمعرفة مساحة المكبس Piston Area والضغط الأعظمي وهي تعادل الضغط العالي High pressure وفق المعادلة التالية:

F =A × P

حيث أن:

F: القوة العظمى Peak force.

A: مساحة المكبس Piston area.

P الضغط العالي High pressure.

محاسن ومساوئ طريقة توليد الأمواج باستخدام الرج

المحاسن

لا يخمد العمود الجيولوجي ترددات البالياج (الإشارة الناتجة عن الرجاج).
يمكن استخدام أكثر من رجاج.
لا يخرب المناطق العمرانية والمزروعات بالمقارنة مع الديناميت.
يمكن أن نصل إلى الأعماق المطلوبة تبعاً لنوع وعدد الرجاجات المستخدمة.

إن 90-95% من أعمال المسح الاهتزازي تستخدم طريقة الرج في توليد الأمواج.

المساوئ

لا يمكن استخدام الرجاج في المناطق الوعرة rough areas والمعقدة طبوغرافياً ومورفولوجياً كالمناطق الجبلية،كما أن عمليات الصيانة صعبة بسبب التعقيد التقني لأجزائها .ويظهر الشكل(2.6 ) مقارنة بين التوليد بالديناميت والرجاج.

شكل (2.6) :مقارنة بين الإشارة الناتجة عن الديناميت والرجاج.

3-1- مجموعات الاستقبال (Receivers pattern)

يتم استقبال الأمواج الاهتزازية باستخدام مجموعة من الجيوفونات (Geophones) موصولة مع بعضها البعض على التسلسل أو على التفرع أو بشكل مختلط ويسمى توزع هذه الجيوفونات بمجموعة اللواقط (Geophone Array)، تشكل ما يسمى بالقنال الاهتزازي. ونحصل من كل قنال على أثر اهتزازي واحد(Seismic trace) وينسب إلى مركز المجموعة.

انظر أيضاً

وصلات خارجية