دانلود مقاله کاربرد الکترومغناطیس در ژئوفیزیک

هدفهای یک برداشت ژئوفیزیکی عبارتند از تعیین محل ساختارها یا اجسام زمین‌ساختی زیرزمینی و در صورت امکان اندازه گیری ابعاد و ویژگیهای فیزیکی مربوط به آنها د راکتشاف نفت اطلاعات ساختاری مورد توجه است زیرا نفت با عوارض خاص چون تاقدیس در سنگهای رسوبی ارتباط دارد.

در ژئوفیزیک معدن تاکید بر آشکارسازی و تعیین ویژگهیای فیزیکی می شود.

هر چند کانسارهای معدنی نشانه های ژئوفیزیکی متمایز و قابل اندازه گیری از خود بروز می دهند ولی اغلب شکل نامنظم دارند و در سنگهایی با ساختار پیچیده روی می دهند که تفسیبر کمی دقیق را دشوار یا غیرممکن می سازد.

در بررسیهای اولیه ساختگاه ممکن است هم ساختار و هم ویژگیهای فیزیکی مورد توجه مهندسان باشد.

در محل ساختمانهای بزرگ اغلب تغییرات عمقی سنگ کف مودر نیاز است ووقتی که تحمل بارهای سنگین مورد لزوم باشد ویژگیهای مکانیکی روبار ممکن است اهمیت پیدا کند.

یک برداشت ژئوفیزیکی شامل مجموعه ای از اندازه گیریهاست که معمولا با طرحی نظم دار بر روی سطح زمین دریا یا هوا به طور قائم در داخل چاه آزمایشی انجام می شود.

این اندازه گیریها ممکن است از تغییرات فضایی میدانهای نیروی ایستا باشد(گرادیان های پتانسیل الکتریکی گرانشی یا مغناطیسی ) یا از سرشتیهای میدانهای موج بخصوص از زمان سیر امواج کشسان (لرزه ای و واپیچش ) دامنه و فاز امواج الکتور مغناطیسی .

این میدانهای نیرو و موج تحت تاثیر ویژگیهای فیزیکی و ساختار سنگهای زیرزمینی قرار می گیرد.

از آنجا که ویژگیهای فیزیکی اغلب مربوط به مرزهای زمینشناختی است و لذا هر گونه مساله ساختاری به تفسیر این میدانها در روی زمین بر حسب این ناپیوستگی ها بر می گردد.

آسانی انجام این کار به عوامل بسیار بسته است که از آن میان پیچیدگی ساختار و درجه تباین ویژگیهای فیزیکی سنگهای سازنده آن ساختار اهمیت خاص دارند.

واضح است که در انتخاب تکنیک ژئوفیزیکی که باید مطالعه مساله ای بکار رود تباین ویژگیهای سنگهای زیر زمینی وهمگنی آنها در یک سازند خاص از عوامل مهمی است که باید مورد توجه قرار گیرند.

ویژگیهایی از سنگها که بیش از همه در اکتشافات ژئوفیزیکی از آنها استفاده می شود عبارتند از کشسانی ، رسانندگی الکتریکی ، چگالی ، خودپذیری مغناطیسی و قطبش پذیری باقمیانده والکتریکی .

ویژگیهای دیگری چون درجه رادیواکتیویته نیز تا حد کمی به کار می روند.

همه مواد اثر گرانشی دارند ولذا تغییرات جانبی چگالی در داخل زمین تغییراتی کوچک ولی غلب قابل اندازه گیری در گرانی بر روی زمین بوجود می آورد.

همین طور بسیاری از سنگها محتوی مقادیر کوچکی از ککانیهای مغناطیسی می باشند ولذا تا حدی از خودپذیری مغناطیسی یا مغناطیدگی دائم آنهاست سبب تغییرات محلی در میدان مغناطیسی منتجه می شود که باز هم بر روی سطح زمین قابل اندازه گیری است.

از روی شکل میدانهای گرانشی یا مغناطیسی منتجه می شود که باز هم بر روی سسطح زمین قابل اندازه گیری است .

از روی شکل میدانهای گرانشی یا مغناطیسی منتجه می شود که با زهم بر روی سطح زمین قابل اندازه گیری است .

از روی شکل میدانهای گرانشی یا مغناطیسی سطح زمین میتوان استنتاجهایی از ساختار زیرزمینی بدست آورد هر چند به لحاظ ابهام دروانزادی در این روشهای میدان پتانسیل اگر بخواهیم به حلهای قابل استفاده برسیم به اطلاعات زمینشناسی یا اطلاعات ژئوفیزیکی دیگر نیاز داریم.

در اندازه گیریهای گرانشی و مغناطیسی از میدانهای طبیعی نیرو استفاده می شود.

در بیشتر روشهای لرزه ای و الکتریکی (شامل الکترومغناطیسی ) که با ویژگیهای کشسان و الکتریکی سنگها سرکار ودارند لازم است که به زمین انرژی داده شود.

از ا“جا که چشمه تحت کنترل است فاصله چشمه تا آشکارساز می تواند متغیر باشد.

این باعث می شود که تفسیر نتایج با ابهامی خیلی کمتر از موقعی صورت می گیرد که میدانهای گرانی و مغناطیسی بکار گرفته می شوند.

در بعضی از روشهای الکتریکی جریان مستقیم یا جریان با فرکانس خیلی کم از طریق الکترودهایی به زمین داده می شود.

شکل میدان الکتریکی در سطح زمین به ترتیب الکترودها و توزیع رسانندگی الکتریکی در زیرزمین ارتباط دارد.

آنچه انداهز گیری می شود همین میدان سطحی است.

وقتی جریان مستقیم یا جریان متناوب کم فرکانس مستقیما به زمین داده شود اندازه گیری در اصل همان گرادیان پتانسیل است (یعنی اختلاف پتانسیل بین دو الکترود اندازه گیری) ولی این اندازه گیری ممکن است در دستگاه مربوطه به صورت مقاومت نشان داده شود.

وقتی جریان مستقیم در داخل زمین عبور می کند بعضی کانه های فلزی از خود قطبش الکتریکی بروز می دهند.

این کانه ها از لحاظ الکتریکی باردار می شوند و وقتی که جریان قطع شود یک تخلیه گذرا به مدت چند ثانیه در آنها مشاهده میگردد.

روش قطبش القایی از این اثر استفاده میکند.همچنین ممکن است انرژی را به صورت القایی با استفاده از یک پیچه که جریان متناوب با فرکانس حدود 1000 سیکل در ثانیه را در خود دارد به زمین ترزیق کرد در حالی که هیچگونه تماس الکتریکی با زمین وجود ندارد.

در این روشها که به روشهای الکترومغناطیسی معروفند میدان مغناطیسی متناوب حاصل از پیچه فرستنده به رساناهای خوب زمین جریانهای پیچکی القا می کند لذا بر روی سطح زمین به صورت میدانهای ثانوی ظاهر شده و میتوان با یک پیچه جوینده آنها را اندازه گیری کرد.

دوتکنیک لرزه ای مجزا و جود دارد یکی از بازتاب و دیگری از شکست امواج کشسان در سنگها استفاده میکند.

روش بازتاب که عموما در نفت یابی کاربرد دارد پیشرفته ترین روش اکتشافی است و اگر در محلی قابل اجرا باشد بیشترین اطلاعات را کسب می کند.

ازآنجا که سنگهای زمین چگالیها و ویژگیهای کشسانی متفاوت دارند امواج کشسان (صوتی) با سرعتهای متفاوت در داخل ا“ها انتشار یافته و در سطح مشترکها که ویژگیها تغییر می کند بازتابیده و شکسته می شوند.

لذا وقتی در یک توالی رسوبی از انفجاری در سطح زمین موجی کشسان انتشار می یابد جزئی از آن توسط سطح مشترکهای مختلف بازتابیده و جزئی شکسته (شکست مرزی-م) و به سطح زمین بر می گردد.

از روی زمان عبور موج تا شماری از نقطه ها بر روی سطح زمین شکل و ابعاد ساختار زیرزمینی را میتوان محاسبه کرد.

در انتخاب روش برای یک برداشت خاص عوامل زیادی چون زمینشناختی اقتصادی،‌لجستیکی (مربوط به تدارکات، ترابری و افراد) و ژئوفیزیکی دخالت دارند.

برای به نقشه دراوردن ساختار سنگهای رسوبی در عمقهای چند هزارفوتی (1ft-30/5 cm) هیچ روشی جای لرزه نگاری بازتابی ران خواهد گرفت .

این روش تا آنجا پیشرفت کرده است که امروزه این امکان وجود دارد که تصویر دقیق و بسیار کاملی از زیر زمین بدست آید حتی اگر این تصویر بسیار پیچیده باشد.

در مسائل کوچک مقیاس همچون آنهایی که در کارهای مهندسی عمران یا هیدروژئولوژی با آنها روبرو می شویم انتخاب روش بین روش شکست مرزی لرزه ای و روش مقاومت ویژه الکرتیکی خواهد بود.

در ژئوفیزیک معدن که در جستجوی کانه های فلزی است معمولا زمینشناسی برای استفاده از تکنیکهای لرزه ای بسیار پیچیده است .

در اینجا تباین فیزیکی مشخص بین کانه ها و سنگهای میزبان روشهای الکترومغناطیسی ، مغناطیسی و گاهی حتی گرانشی را قابل اجرا می سازد.

ولی تفسیر فقط نیمه کمی است زیرا این گونه اجسام از لحاظ شکل وناهمگنی نامنظم هستند.

با وجود این شواهدی از اندازه عمق و کیفیت را میتوان کسب کرد.

در بسیاری از موارد در یک برداشت زمینی بیش از یک روش بکار گرفته می شود.

نفت یابی ممکن است با کارهای گرانی و مغناطیس هوابرد آغاز شود.

این کار مقدمه ای است بر کارهای لرزه ای در محلهایی که بر اساس تفسیر برداشتهای منطقه ای قبلی انتخاب شده اند.

ترکیب داده های الکترومغناطیسی ، مغناطیسی و گرانی ممکن است این امکان را به وجود اورد که معلوم شود آیا بعضی نشانه ها ارزش کانه فلزی بودن را دارند یا صرفا تمرکزی از کانیهای غیراقتصادیند.

پس از انتخاب روش یا روشها و دستگاهها طرح بندی برداشت می یابست تعیین شود .

این موضوع بیشتر به طرح ریزی ایستگاهها وخطهای اندغازه گیری و شلوغی آنها ارتباط می یابد.

برای یک تفسیر مناسب چقدر لازم است؟

پاسخ تا حدودی به وضع اقتصادی ارتباط دارد .

برای مثال اگر اجسام کانه ای کم عمق باید آشکارسازی شوند لازم است که خطوط اندازه گیری از روی آنها عبور کنند یا حداقل نزدیک آنها باشند.

واضح است که حداقل فاصله خطهای مورد استفاده به مقدار زیادی تحت تاثیر اندازه و مقدار کانه می باشد زیرا وقتی فاصله خطها را کاهش دهیم احتمال پیداکردن یک جسم کانه با ارزش افزایش می یابد ولی مخارج بالا می رود.

مساله اساسی تری به نام نوفه نیز باید مورد توجه قرا رگیرد.

گذشته از محدودیتهای کاملا دستگای هر اندازه گیری تحت تاثیر تغییرات محلی پیشا در ویژگیهای زیرزمینی می باشد.

اگر لازم است که بی هنجاری با دقت کافی برداشت شود می باید هر چه این نوفه در مقایسه با بزرگی آشفتگی یا بی هنجاری حاصل از جسم مورد نظر بزرگتر است فاصله داده ها به هم نزدیکتر باشد.

بنابراین آنچه قابلیت آشکارسازی را کنترل می کند محدودیتهای نوفه زمین است نه محدودیتهای دستگاهی.

این نوفه اغلب حضور دارد و به همین دلیل تفسیرهای مبتنی بر پیمایشهای تک یا با فاصله های گسترده می تواند خیلی مشکوک باشد.

در برخی موارد ممکن است ناهمگنی آنچنان زیاد باشد که تفسیر بدون ابهام غیرممکن شود.

در نظر اول ممکن است تعیین عمق یک پر سنگ نسبتا سخت در زیر رولایه ماسه ای مساله ساده ای باشد.

این ظاهرا نمونه ای است از یک سطح مشترک بین دو محیط بارسانندگی الکتریکی بسیار متفاوت.

ولی این کار ممکن است به لحاظ طبیعت ناهمگن رو لایه غیرممکن باشد زیرا تغییرات در محتوای رس اندازه دانه ها و محتوای آب تغییرات مشخصی در رسانندگی تولید می کند.

لذا مساله از حالت تنها یک سطح مشترک خارج می شود.

در این صورت سطح مشترکهای زیادی داریم که بعضی از آنها به طور جانبی ماندگار نیستند.

بنابراین تفسیر مبتنی بر فرض ساده تک سطح مشترک اعتباری ندارد و این پیچیدگی ممکن است به گونه ای باشد که مساله غیرممکن شود.

التکبته هیچ رولایه ای واقعا یکنواخت نیست ولی همه تکنیک های تفسیر در این خصوص کمی آزادی عمل دارند و اگر انحراف از همگنی زیاد نباشد کار خواهند کرد.

دشواری کار در این است که می باید ترجیحا از ابتدا تشخیص دهیم که آنچه ظاهرا ساده به نظر می آید در واقع پیچیده است .همچنین باید به خاطر داشته باشیم که در بسیاری از زمینه های ژئوفیزیکی حتی وقتی پیشرفته ترین روشها را به کار می بریم تفسیرهای رضایتبخش تنها موقعی بدست می آید که ساختارها نسبتا ساده باشند.

آخرین مرحله تصمیم گیری در کاوشها و بررسیهای ساختگاههای آن است که حفاری انجام گیرد یا نه و چه وقت.

در مهندسی عمران که عمقهای بررسی کم و دقت زیاد لازم است ممکن است از ژئوفیزیک صرفنظ ر شود و از آغاز حفاری بعمل آید.

وقتی عمقها یا فاصله هایی که باید پوشش داده شوند افزایش می یابد بویژه اگر زمین شناسی ساده باشد ژئوفیزیکی به طور افزاینده ای بکار گرفته می شود در حالی که چاههای آزمایشی دور از هم ولی مناسب این کار را کنترل می کند.

در کاوشهای نفتی ساختارهایی که باید کشف شوند در عمق زیاد خوابیده اند به طوری که حفاری قبل از برداشت ژئوفیزیکی در مقایس بزرگ غیر ممکن است.

به هر حال تکنیک های لرزه شناسی بازتابی آنچنان پبشرفته اند که این کار کاملا غیرضروری خواهد بود.

به طور کلی در تصمیم گیری مربوط به یک برنامه حفاری باید هر دو عامل اقتصادی و علمی مورد نظر قرار گیرد.

هزینه حفاری برای به نقشه در آوردن دقیق سطح موجدار سنگ کف در یک ساختگاه ممکن است نسبت به هزینه به کارگیری ژئوفیزیک بسیار سنگین باشد ولی اگر تاوان اقتصادی حاصل از بی دقتی زیاد باشد حفاری ممکن است ارزانتر تمام شود.

از طرف دیگر وقتی پهنه بزرگی می باید با تفصیل پوشش یابد ولی دقت زیاد مورد نظر نیست ژئوفیزیک می تواندپاسخ بدیهی باشد.

روش لرزه ای کلیات در روش لرزه ای یک تپ (پالس) کشسان یا به عبارت بهتر یک ارتعاش کشسان را در عمق کم ایجاد وحرکت حاصله را در نقاط نزدیک بر روس سطح زمین با یک لرزه سنج کوچک یا ژئوفون آشکارسازی می نمایند.

اندازه گیری زمان عبور این پالس تاژئوفون هایی که در فاصله های مختلف قرا ردارند سرعت انتشارپالس را در زمین در اختیار می گذارد.

زمین عموما از لحاظ ویژگیهای کشسان همگن نیست و لرا این سرعت هم با عمق و هم به طور جانبی تغییر می کند.

هر جا که ساختار زمین ساده باشد مقادیر سرعت موج کشسان و موقعیت مرزهای بین مناطق با سرعتهای متفاوت از روی فاصله زمانی اندازه گیری شده میتوان محاسبه کرد.

مرزهای سرعتی عموما با مرزهای زمینشناختی مطابقت دارند ولذا سطح مقطعی که برروی آن سطح مشترکهای سرعتی رشم شده باشد ممکن است با سطح مقطع زمینشناختی شباهت داشته باشد هر چند که این دو لزوما یکی نیستند.

کاربرد این روش به طور گسترده درکاوش نفت یا بهتر است گفته شود در جستجوی ساختارهای زمینشناختی که برای انبارش آن مناسبترین هستند در عمقهای حدود چند کیلومتر می باشد.

آشکارسازی مستقیم نفت بندرت امکانپذیر است ولی تاکنون موفقیت هایی در زمینه محل انبارش گاز بدست آمده است که به طور قابل توجهی سرعت لرزه ای را در سنگهای حاوی آن کاهش می دهد.

روشهای لرزه ای همچنین اهمیت عمده ای در زمینه های مهندسی بررسی خاستگاه و زمینشناسی آب دارند.

در اینجا عمق مورد نظر در برد چندده متر تاکمتر از چند متر است و مسائلی که به حل آنها پرداخته میشود از تخمین عمق سنگ کف پر سرعت با یک سطح ایستایی مشخص گرفته تا ارزیابی ویژگیهای مکانیکی و آبشناختی (درجه شکستگی، تخلخل ، درجه اشباع و غیره ) مواد یک پی پوشیده یا آبخوان را شامل می شود.

روشهای لرزه ای در اکتشاف کانیهای غیرفلزی کاربرد کمی دارند .

این بدان خاطر است که این گونه نهشته های کانی اغلب گسترش کوچکی دارند و سرعت لرزه ای در انها با سرعت در سنگهای میزبانشان یکی است و اغلب در شرایط پیچیده زمینشناختی ظاهر می شود که منجر به دشواریهایی در تفسیر می شود.

هر جا که کاربرد لرزه شناسی در مسائل کوچک مقیاس پیش آید مهم است به خاطر داشته باشیم که تفکیک در این روش یعنی قدرت جداسازی ساختارهای نزدیک به هم به ابعادی محدود می شود که خیلی کمتر از طول موج امواج لرزه ای نباشند.

طل موج از تقسیم کردن سرعت این امواج بر فرکانس آنها پیدا می شود.

گستره سرعتهای لرزه ای در خاکها و سنگهای پوسته بین حدود 600 ms , 200 است .

و گستره فرکانس هایی که در اکتشافات لرزه ای به کار میرود بین حدود 10 تا 200 h است به طوری که ممکن است با طول موجهایی از 600m , 1m برخورد کنیم .

طول موجهای نوعی در اکتشاف نفت در حدود 100m و در بررسی مقدماتی ساختگاه ممکن است 3-30m باشد.

تولید و انتشار امواج لرزه ای روشهای مختلف تولید پالس های لرزه ای و امواج گسترده ای برای اکتشاف در بخش 3-2 شرح داده شده است.

به هر نحوی که پالس با موج تولید شود حرکت ثبت شده در یک آشکارساز (معمولا مولفه قائم سرعت زمین) خیلی در هم آمیخته است.

قسمتی از این آمیختگی بدان علت است که انواع مختلف موج کشسان با هم تولید می شوند و با سرعتهای متفاوت حرکت می کنند و قسمتی دیگر بدان علت است که هر یک از این انواع موج ممکن است از طریق بازتاب و شکست درسطح مشترکها چندین مسیر متفاوت تاژئوفون را دنبال کند.

بدین ترتیب لرزه نگاشت حاصل از حرکت زمین که توسط یک پالس کوتاه تولید میگردد در فاصله زمانی خیلی طولانی تر از مدت زمان خود پالس گسترده می شود.

برداشتهای لرزه ای و تفسیر آنها مقدمه وقتی سرعت لرزه ای با عمق افزایش می یابد انرژی از طریق شکست مرزی به سطح زمین بر می گردد و اندازه گیریهای زمان-سیر برحسب فاصله را میتوان علی الاصول به نموداری از سرعت نسبت به عمق تبدلی کرد.

این اساس روش شکست مرزی لرزه ای است در حالی که روش بازتاب به بازگشت انرژی بازتابیده از ناپیوستگیهای سرعت استوار است که می تواند ازدیاد سرعت یا کم شدن آن باشد.

در ساده ترین پروفیل پیماهای بازتابی این بازتابها بر روی یک آشکار سازد تک در نزدیکی چشمه انرژی ثبت و زمان سیر تابش قائم t=2h/V اندازه گیری می شود ولی برای پیدا کردن عمق بازتابنده سرعت V مواد بالای آن باید معلوم باشد.

ثبت زمان سیر بر حسب تابعی از برد افقی از چشمه این امکان را به وجود آورد که با استفاده از معادله سرعت v تعیین شود و تفسیر کاملی بدست آید.

روش بازتاب می تواند آسانتر از روش شکست مرزی برای مواجه با حالتهای چند لایه ای در حوضه های رسوبی معمولی تعمیم داده شود و این روش به طور گسترده ای برای اکتشاف نفت توسعه یافته است.

مزایای این روش در ارائه مقطعی تفسیری که بخوبی می توان آنرا با مقعط زمینشناختی واقعی مربوط ساخت آنچنان آشکار است که در نظر اول تعجب می کنیم که چگونه روش شکست مرزی با ارائه تنها یک مدل زمینی ساده معدودی لایه های اصلی توانسته است با آن رقابت کند.

ولی دو نوع مساله وجود دارد که در حال حاضر با استفاده از روش شکست مرزی با موفقیت بیشتری حل می شود : اول آنهایی که فقط با عمقهای کم در حدود 100 متر سروکار دارند و از نوع کارهای بررسی ساختگاه و هیدروئولوژیکی (زمیشناسی آب )‌می باشند و دوم بررسی ساختار عمقی پوسته زمین.

در حالت اول موج بازتابیده آنچنان سریع به سطح زمین می رسد که جداسازی آن از سایر رویدادها در بخش ابتدایی لرزه نگاشت دشوار است .

بر این دشواری می توان با استفاده از چشمهای بافرکانس بالاتر از نرمال فایق آمد واین تنها در مناطق پوشیده از آب عملی میباشد .

دشواری در بررسیهای پوسته اساسی تر است.

تباینهای سرعت در عمق پوسته اساسی تر است.

تباینهای سرعت در عمق پوسته کوچکند و لایه بندی پیوسته جانبی که سرشتی حوضه های رسوبی است و درامتداد جانبی ماندگار نیست .

و این منجر به قطعه های بازتابیده نامربوط کوتاه بجای افقهای پیوسته می شود.

در این فصل فقط شیوه های کار شکست مرزی کم عمق ( چشمه های لرزه ای یک چشمه ایده ال باید پالسی تولید کند که فاصله زمانی آن از چند ملی ثانیه بیشتر نباشد دامنه آن بزرگ باشد و درعین حال بی خطر ارزان وقابل تکرار باشد.

همه این ملزومات در خرج کوچکی از مواد منفجره که در چاله هایی تا عمق چند ده متری منفجر می شود.

جمع است و در اوایل دوران کاوشهای لرزه ای تقریبا تنهاوسیله منحصر به فرد بشمار می آمد.امروزه انواع گسترده ای از چشمه های غیرانفجاری به شوت های م تعارف اضافه شده است .

ای چشمه ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد :‌آنهایی که در خشکی و آنهایی که در مناطق پوشیده از آب به کار گرفته می شوند.

در خشکی خرجهای انفجار هنوز هم در برداشتهای بازتابی و در کارهای شکست مرزی که برد سطحی آنها بیش از 50 تا 100 متر مطابق با عمق بررسی بیش از 10 متر است معمولا بکار می رود.

اینها منبع پالس خوبی با فرکانس و دامنه بالا ارائه میدهند ولی اگر تولید داده های پیوسته در برداشتهای بازتابی مورد نظر باشد در هر دوره نگاشت برداری چند حفاری سبک مورد نیاز است .

امکان دارد حفر چاله های انفجار در محلهای دور دست غیرعملی باشد به لایه های سطحی در حفاری مسائلی بوجود آورند که در این مورد ممکن است یکی از انواع چشمه های سطحی بجای مواد منفجره انتخاب شود.

این چشمه ها همگی امواج لرزه ای با دامنه کوچجک تولید می کنند( که در مناطق مزیتی به شمار می آید) و لذا ابتدا کاربرد گسترده ای نداشتند تا اینکه نگاشت برداری مغناطیسی پدید آمد و انی امکان را بوجود آورد که شماری از لرزه نگاشتهای حاصل از تکرار چشمها در یک نقطه با هم جمع یا برانبارش شوند واثر بزرگتری که قابل مقایسه با اثر انفجار یک ماده منفجره باشد تولید گردد.

چشمه های سقوط وزنه اغلب در اندازه گیری های بررسی اولیه ساختگاهها تا عمقهای حدود 10 متر به کار می رود که در آنها وزنه ای در حدود 10 کیلوگرم با افتادن از ارتفاع 3-4 متری می تواند همین اندازه انرژی قرار داده می شود برخورد می کند.

یک پتک در دست مردی قوی بزرگتر از ارتفاعی در همان حدود انداخته می شود و سقوط هایی چد در یک نقطه یا در نقطه های نزدیک هم برای برانبارش در نگاشت برداری انجام می گیرد.

چشمه هایی از نوع شلیک گاز (داینوسایز) نیز در کارهای بازتابی به کار می رود.

در اینجا ضربه ای که به صفحه ای بر روی زمین وارد می شود از انفجار مخلوطی از پروپان –اکسیژن در اطاقک سنگینی بوجود می آید که به صفحه وصل است.

سیم منفجر شونده که درست در زیر سطح زمین قرا رمی گیرد در جاهایی که انفجارهای متعارف دشوار است کاربرد موثری دارد و مزیتهایی از نظر ایمنی و راحتی استعمال دارا می باشد.

با این چشمه های سطحی بویژه سقوط وزنه و شلیگ گر کاز تکرار ضربه ها خیلی سریعتر از انفجار متعارف انجام می شود ولی هنوز یک محدودیت اساسی دارند و آن این است که شکل پالس لرزه ای آنها در کنترل انرژی چشمه (انرژی زیاد منجر به پالس فرکانس پایین با فاصله زمانی طویل می شود( و ویژگیهای زمین در نزدیکی چشمه می باشد.

برای بدست آوردن پالسی با هر شکلی موج مورد نظر یک ارتعاشگر بعنوان چشمه مورد نیاز است .

سیستم ویبروسایز که توسط کرافورد دوتی ولی (1960) شرح داده شده است ارتعاشگری به کار می برد که به طور الکترومغناطیسی یا هیدرولیکی کنترل می شود تا شکل موج فرکانس جاروب شده که تا 10 ثانیه یا بیشتر گسترش دارد ایجاد نماید و معمنلا به صورت فرکانس سینوسی از حدود 6 هرتز شروع می کند.

این فرکانس به طور پیوسته تا حدود 60 هرتز افزایش می یابد به طروی که تمامی باند فرکانس نگاشتی در لرزه شناسی بازتابی پوشش داده شود.

البته سیگنال های بازتابیده با هم لبپوشی خواهند داشت زیرا زمان سیرها عموما بیش از سه یا چهار ثانیه نیست و لذا لرزه نگاشتهای تولید شده غیرقابل فهم خواهند بود.

به همین علت سیگنالهای دریافتی را نسبت به زمان فشرده می کنند.

برای این کار این سیگنالها را باید سیگنال چشمه که معلوم است تحت فرآیند همبستگی متقابل قرار میدهند.

این فرآیند به طور موثر تکرارهایی از سیگنال چشمه را جستجو می کند که در لرزه نگاشت وجود دارد و هر بار که چنین تکرار با رویداد بازتابی پیدا شود پالسی با پهنای زمانی کوتاه ارائه می دهد (این پالس در حقیقت تابع خود همبستگی ) شکل موج چشمه است) بدین ترتیب چنین لرزه نگاشتی پس از همبستگی متقابل قابل مقایس با لرزه نگاشتی است که از یک چشمه انفجاری بدست می آید.

این سیتسم امروزه به نحو گسترده ای در خشکی در حتی در نواحی ساختمان یافته بکار میرود زیرا خطرهای ناشی از چشمه در آن ناچیز می باشد.

چشمه دریایی تتوع بیشتری دارد و اینجا می توان شماری از آنها را شرح داد خرجهای انفجاری برای تولید انرژی لرزه ای در دریا کارائی بیشتری از خشکی دارند ولی جنبه های ایمنی و دشواری کار موجب شده که در برداشتهای بازتابی دریایی برای نفت شلیک گر هوا جایگزین مواد انفجاری شوند.

این شلیک گر ها حبابی از هوای فشرده را توسط پیستونی که با فرمان الکتریکی حرکت می کند رها می سازد و به صورت آرایه ای در پشت سرکشتی نگاشت بردار کشیده میشوند.

کل انرژی لرزه ای رها شده توسط این آرایه شبیه انرژی حاصل از یک انفجار است وشکل موج تا حدودی با ترکیبی از شلیک گرها با اندازه های مختلف کنترل می شود که کلا قادرند فرکانس هایی در گستره 10-100Hz بوجود آورند.

حبابی که بدین ترتیب توسط شلیک گر هوا یا چشمه های انفجاری تولید می شود در حین بالا آمدن تا سطح آب با فرکانسی که با انرژی و عمق چشمه ارتباط دارد نوسان می کند.

لذا موج لرزه ای تولید شده شامل پالس چشمه اولیه وقطاری از پالسهای حباب است که لرزه نگاشت را آشفته می سازند.

بیشتر انواع چشمه های ضربه ای طوری طراحی شده اند که این پالسهای حباب را از بین ببرند.

این کار با پاشیدن حباب صورت می گیرد که از رمبش آن جلوگیری می کند یا بجای انفجار برای تولید پالس اولیه از تراکم سریع (م-انفجار رو به داخل مثل فروریزش ظرف شیشه ای خالی از هوا) استفاده می شو د.

برخی از این انواع هنوز از خرجهای انفجاری کوچک برای چشمه انرژی استفاده می کنند.

برداشتهای شکست مرزی دریایی در حال حاضر کلا به مقیاس پوسته ای محدود می شوند که با گستره های ده ها تا صدها کیلومتر سرو کار دانرد و برای آن تنها مواد منفجره مناسب خواهد بود.

برداشتهای کوچک مقیاس با قدرت تفکیک بالا در آبهای کم عمق برای بررسیهای ساختگاه و برای یافتن منابعی چون نهشته های شنی اهمیت دارد .

این برداشتها معمولا با روش بازتاب قابل انجام است زیرا تضعیف با فرکانس عمق نفوذ را محدود می سازد.

بنابر این لازم است بین ازدیادفرکانس چشمه (کوتاه شدن طول موج)( که تفکیک لایه ها را بهبود می بخشد وکم کردن آن که عمق نفوذ را بیشتر می کند حد فاصلی قائل شد.

از جمله چشمه های معمولی برای کار در این مقیاس عبارتنداز : حرقه زدن (خازنی که در فضای جرقه در زیر آب تخلیه می شود (f=100 –400H ضربه زن (قرص فلزی که توسط فنر به پیچه ای چسبیده است و با عبور جریانی ضربه ای بسرعت از آن دور می شود f=200H و ترانس دیوسرمگنتوستریکتیو تبدیل کننده ای که با مغناطیس تغییر شکل پیدا می کند که در گمانه زن پژواکی و سونار نیز بکار می رود f=kHz برای نفوذ خوب) تفکیک برای هر یک از اینها در حدود نصف طل موج در رسوبهای نزدیک به کف است مثلا چند متر برای جرقه زن و ضربه زن یا کسری از متر برای ترانس دیوسر.

ترانس دیوسرهای از نوع سونار در سیستم سونار از کنار جاروکن نیز به کار میروند که در آن باریکه نازکی از صوت فرکانس بالای پالسی از کنار یک کشتی متحرک روانه می شود و از عوارض شبه پرتگاه موجود در صخره های کف دریا برگشت می یابد و در نقشه برداریهای زمینشناختی به کار می رود.

اگر کف از رسوبها پوشیده باشد این انرژی برگشتی پراکنده می شود و آنکه از رسوبهای درشت تر بر می گردد دامنه بزرگتری خواهد داتش به طوری که می توان بخوبی شنها را از ماسه ها یا رسها تشخیص داد.

تئوری برداشتهای مقاومت ویژه الکتریکی مقدمه آن دسته از روشهای الکتریکی در آنها جریان از طریق رسانش توسط الکترودهایی به زمین داده می شود براساس این واقعیت کار می کنند که تغییرات رسانندگی زیر سطح زمین شکل شارش جریان را درداخل زمین تغییر می دهد و این بر توزیع پتانسیل الکتریکی اثر می گذارد .

درجه این اثرگذاری به اندازه شکل،‌محل و مقاومت ویژه الکتریکی لایه ها یا اجسام زیرین بستگی دارد.

بنابراین این امکان وجود دارد که از اندازه گیری پتانسیل بر روی سطح زمین اطلاعاتی از زیرزمین بدست آید.

هر فرورفتگی یا سوراخ در سنگ آهک که با رس پر و با گوششته ای از روبار پوشیده شده است مثالی از جسمی با رسانندگی نسبتا خوب درداخل محیطی با رسانندگی ضعیف می باشد.

تمرکز شارش جریان در داخل پرشدگی رس نسبت به سنگ آهک بیشتر بوده و به همان نسبت اغتشاش در توزیع پتانسیل در داخل و در اطراف فرورفتگی بیشتر خواهد بود که می تواند در سطح زمین اندازه گیری شود در صورتی که فرورفتگی به اندازه کافی بزرگ بوده یا خیلی در عمق مدفون نباشد.

رسم معمول بر این است که جریان را توسط دو الکترود از زمین عبو رداده و افت پتانسیل بین یک جفت الکترود دیگر که بین این دو الکترود و در یک خط قرار گرفته اند اندازه گیری شود.

اگر زمین یکنواخت باشد از روی افت پتانسیل مقدار جریان و فاصله الکترود ها می توان مقاومت ویژه زمین را از رابطه مربوط به این کار محاسبه کرد (مقاومت ویژه الکتریکی عکس رسانندگی و در واقع مقاومت تکه ای از جسم با اندازه و شکل معین است اگر مقاومت ویژه زمینی که جریان در آن شارش یافته است یکنواخت نباشد باز هم رابطه مربوط به زمین یکنواخت بکار گرفته میشود ولی کمیت محاسبه شده در این حالت را مقاومت ویژه ظاهری می نامند.

همانطور که بعدا شرح داده خواهد شد با استفاده از تحلیل تغییرات این کمیت بر حسب تغییرات محل الکترودها و فاصله آنها میتوان استنتاجهایی از زیر سطح زمین بدست آورد.

ویژگیهای الکتریکی سنگها به استثنای رسها و بعضی کانه های فلزی عبور الکتریسته در داخل سنگها از طریق آب زیرزمینی موجود در خلل و فرج وشکافها صورت می گیرد و خمیره سنگ نارساناست.اگر همه عوامل دیگر ثابت باشند ازدیاد نمکهای محلول در آب زیرزمینی سبب کاهش مقاومت ویژه می شود.

به طور کلی مقاومت ویژه توسط مقدار آب موجود نیز کنترل می شود.

سنگ آبدار هرچه متخلخل تر یا شکافدارتر باشد مقاومت ویژه پایین تر است.

درجه اشباع نیز بر مقاومت ویژه اثر می گذارد به طوری که با کاهش مقدار آب داخل فضاهای متخلخل و شکافها مقاومت ویژه افزایش می یابد.

وقتی سنگها شکسته شده و شکافدار می شوند ایجاد روابط کمی بین مقاومت ویژه ویژگیهای سنگی و محتوای الکترولیت آنها قابل انجام نیست.

در سنگهای چون ماسه سنگ خالص که تخلخل در آن کاملا بین دانه ای است و جریان در آن تنها توسط الکترولیت حمل می شود این کار قابل انجام است.

برای مثال در چنین سنگهایی اگر مقاومت ویژه در وضعیتی باشد که سنگ کاملا از آب با مقاومت ویژه اشباع باشد نسبت f=p/p برای یک سازند خاص ثابت بوده و فاکتور سازند نامیده می شود.

همچنین رابطه ای بین فاکتور سازند f و تخلخل وجود دارد که شکل کلی آن چنین است که در آن m,a ثابتند و مقدار آنها از روی طبیعت سازند تعیین می شود.

از آن جا که مقدار m خیلی از 2 دور نیست فاکتور سازند کم وبیش با نسبت عکس مجذور تخلخل تغییر می کند.

رسانش در رسها برخلاف سایر کانیهای سنگساز که ذاتا نارسانا هستند از طریق یون ها سطحی که پیوند ضعیفی دارند صورت می گیرد بدین ترتیب معادله 4-1 برای سنگهای متخلخلی که محتوی مقدار زیادی کانیهای رسی هستند صدق نمی کند.

سولفیدهای فلزی وبرخی کانه های فلزی دیگر نیمه رسانا هستند با مقاومت ویژه هایی که چندین ده برابر از کانیهای سنگساز معمولی پایینتر ند هرچند هنوز خیلی بزرگتر از مقادیر نوعی برای فلزات می باشند.

در سنگهای بلورین که تخلخل های کمی دارند رسانش عمدتا در راستای درزها و شکافها صورت میگیرد و اگر سایر عوامل ثابت باشد مقاومت ویژه توسط اینها کنترل می شود.

از آنچه گفته شد می توان دریافت که مقاومت ویژه در سازندها گستره وسیعی دارد واین نه تنها از یک سازند به سازند دیگر بلکه حتی در یک نهشته خاص نیز صدق می کند و این بخصوص در مورد موادغیر متراکم نزدیک به سطح زمین صادق است.

مثلا ماسه می تواند تغییراتی در تخلخل و درجه اشباع نشان دهد که ممکن است سبب شود مقاومت ویژه آن در فاصله خیلی کوتاهی به طور قابل توجه تغییر کند.

لذا هیچگونه همبستگی دقیق بین سنگشناسی و مقاومت ویژه وجود ندارد .

با وجود این درکل درجه ازدیاد مقاومت ویژه در سنگهای بلورین مقادیر بزرگتری وجود دارد.

در نوشتارها می بینیم که برای مقاومت ویژه های هر نوع سنگ بخصوص مقادیری که به طرز گسترده ای متفاوتند داده میوشد.

این نه تنها به علت تغییرات سنگشناسی در داخل یک گروه خاص است بلکه به لحاظ شرایط اشباع و مقاومت ویژه آبی است که مقاومت ویژه تحت آن شرایط اندازه گیری میشود.

مقادیری که در جدول 4-1 داده شده گستره مقاومت ویژه هایی است که معمولا برای برخی انواع سنگ معمولی با آنها سروکار داریم ولی نماینده حدهای واقع در منتهی الیه ها نیستند.