بخشی از مقاله
چكيده
در اين تحقيق تاثير حوضههاي رسوبي بر تخمين عمق موهو با استفاده از ميدان گراني در پهنهي مكران مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور از دادههاي مدل ژئوپتانسيل صرفا ماهوارهاي - EIGEN6S4 - v2 استفاده شده است. به منظور بررسي تاثير رسوبات و همچنين ميزان تاثير تباين چگالي در نظر گرفته شده براي آنها، اثر گراني رسوبات با دو فرض تباين ثابت و متغير با عمق محاسبه شده و از روي دادههاي ميدان گراني بوگهي ساده برداشته شده است.
سپس براي نشان دادن تاثير حاصل از اعمال اين تصحيح در نتايج مربوط به مطالعهي ساختارهاي عميق نظير برآورد هندسهي مرز موهو در منطقه مكران براي دادههاي تصحيح شده و تصحيح نشده از رسوبات، محاسبه و با يكديگر مقايسه شدهاند. نتايج نشان ميدهند كه اعمال تصحيح رسوبات با استفاده از فرض تباين چگالي متغيير در عمق، نتايج مدلسازيها را به شدت تحت تاثير قرار ميدهد، به طوريكه باعث برآورد عمق موهو در ناحيه به اندازهي بيشينهي ١١ كيلومتر كمتر از مقدار بدست آمده از دادههاي تصيح نشده گراني ميگردد.
مقدمه
در پردازش دادههاي گراني با هدف بررسي ساختارهاي بزرگ مقياس و عميق نظير مرز موهو، مرز ليتوسفر-آستنوسفر، توزيع چگاليهاي زيرسطحي تا حد امكان اثر عارضههاي شناخته شده نظير حوضههاي رسوبي بايد به مانند تصحيحات اعمالي در مرحلهي محاسبهي آنومالي بوگه، محاسبه شده و از روي ميدان گراني منطقهي مورد مطالعه برداشته شوند. در صورت عدم اعمال چنين تصحيحي، در مطالعاتي نظير برآورد عمق پيسنگ يا موهو، هندسهي مرز مورد نظر بيش از مقدار واقعي آن برآورد خواهد شد. علاوه بر اين وجود رسوبات باعث پوشيده شدن تاريخ زمينشناسي و تكتونيك منطقه ميشود، در نتيجه شناخت حوضههاي رسوبي و حذف اثر آنها از روي دادههاي گراني در مطالعات ژئوفيزيكي امري ضروري مينمايد
به همين جهت در تحقيق حاضر براي بررسي تاثير اعمال اين تصحيح در نتايج پردازشها و مدلسازيها، اثر گراني حوضههاي رسوبي محاسبه و از روي دادههاي گراني منطقه برداشته شده است. پس از آن مرز موهو در ناحيه با استفاده از روش وارونسازي - گومز و همكاران، ٢٠٠٥ - براي دادههاي تصحيح شده و تصحيح نشده از اثر گراني رسوبات، برآورد شده و با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفته است.
محققان بيشماري سعي در برآورد اثر گراني رسوبات داشتهاند كه از آن جمله ميتوان - آتي، ١٩٣٠؛ كوردل، ١٩٧٣؛ چاكراوارتي و رائو؛ ١٩٩٣ - را نام برد. اثر حوضههاي رسوبي به سبب وسعت زيادشان در گسترهي طولموجهاي بلند ميدان گراني زمين قرار ميگيرند
از طرفي نيز دادههاي گراني حاصل ازمدلهاي ژئوپتانسيل ماهوارهاي به سبب مشاهدات و دقت يكنواخت، طولموجهاي بلند ميدان گراني را كه ناشي از ساختارهايي نظير پوسته، ليتوسفر است را به خوبي نمايش ميدهند. بدين جهت در بررسي صورت گرفته در اين مطالعه از مدل صرفا ماهوارهاي - EIGEN6S4 - v2 - فورسته و بروينزما، ٢٠١٦ - استفاده شده است - قابل دسترس در: - http://icgem.gfz-potsdam.de كه بر اساس مشاهدات صورت گرفته توسط ماهوارههاي Goce، Grace و Lageos ضرايب تابع پتانسيل زمين را تا درجه و مرتبه ٣٠٠ در بسط به هارمونيكهاي كروي در دسترس قرار ميدهد. رزولوشن مكاني دادههايگراني حاصل از اين مدل طبق رابطه min 2 R / N - بارتلمس، ٢٠٠٩ - براي ساختارهاي بزرگ مقياس و داراي اثرات با طول موجهاي بلند كافي است. در اين رابطه N بيشينه درجه/مرتبه به كار رفته در مدل و R برابر شعاع متوسط زمين است. بر اساس رابطهي مذكور كوچكترين طول موج موجود در مدل مذكور تقريبا برابر ١٣٣ كيلومتر ميباشد كه براي بررسي ساختارهايي نظير مرز موهو و مرز ليتوسفر- آستنوسفر كافي ميباشد.
روش تحقيق
به منظور برآورد اثر حوضههاي رسوبي در ميدان گراني پهنهي مكران، دادههاي آنومالي بوگهي سادهي اين منطقه در بازهي طول جغرافيايي ٦٤-٥٦ درجه شرقي و عرض جغرافيايي ٣١-٢٥ درجه شمالي از سايت ICGEM - International Center for Global Gravity Field Models - دانلود شده است. همچنين براي بررسي آنوماليهاي طولموج بلند نظير آنوماليهاي ناشي از هندسهي موهو، دادههاي مذكور با اعمال فيلتر بالاگذر با طول موج قطع ١٠٠٠ كيلومتر فيلتر شدهاند - شكل ١ - .
شكل ١. نتيجهي حاصل از اعمال فيلتر بالاگذر با طول موج قطع ١٠٠٠ كيلومتر روي دادههاي گراني بوگهي ساده مكران به جهت برآورد تصحيح ميدان گراني ناشي از رسوبات و همچنين ميزان تاثير تباين چگالي در نظر گرفته شده براي لايهي رسوبي با پوستهي اطراف آن، دو فرض متفاوت در نظر گرفته شده است. نخست تباين چگالي بين رسوبات و پوستهي قارهاي مكران مقدار ثابت gr /cm 3 - - ٤/٢ فرض شده و تصحيح ناشي از رسوبات با استفاده از رابطهي - ١ - برآورد شده و از روي ميدان اصلي فيلتر شده برداشته شده است، شكل - ٢-الف - .
در رابطه - ١ - H بيانگر ضخامت لايه رسوبي، s و c به ترتيب بيانگر چگالي لايه رسوبي و متوسط چگالي پوستهي قارهاي - ٦٧/٢ - هستند. در حالت دوم تباين چگالي بين لايههاي رسوبي و پوسته قارهاي در منطقه متغير در نظر گرفته شده است چون مطالعات ميداني انجام شده نشان ميدهند كه چگالي لايههاي رسوبي با عمق افزايش مييابند - چاكراوارتي و رائو ١٩٩٣ - . در اين تحقيق از رابطهي معرفي شده توسط - رائو و همكاران، ١٩٩٣ - كه بيانگر كاهش تباين چگالي بين رسوبات و پوسته با عمق برطبق معادلهي يك سهموي است، استفاده شده است. مطالعات نشان دادهاند كه رابطهي مذكور با دادههاي چگاليسنجي حاصل از چاهها مطابقت بهتري دارد.
در رابطه - ٢ - 0 تباين چگالي مشاهده شده در سطح، ضريب ميرايي كاهش تباين چگالي با واحد - - gr / cm 3 / km است و از طريق برازش رابطه - ٢ - با چگاليهاي اندازهگيري شده در اعماق مختلف براي رسوبات منطقه به دست ميآيد. z نيز برابر عمق لايهي رسوبات است. براي برآورد اثر رسوبات در سه بعد از روش - چاكراوارتي و همكاران، ٢٠٠٢ - استفاده شده است.
نتيجهي حاصل از اعمال اين روش در شكل - ٢-ب - نشان داده شده است. ضخامت رسوبات مورد استفاده در اين تحقيق نيز از تكنيك و قدس - ٢٠١٧ - استخراج شده است كه با استفاده از روش تحليل طيفي دادههاي مغناطيس هوابرد ايران به دست آمده است. به دليل عدم وجود گزارشي از مقدار پارامتر براي منطقه مكران، از مقدار ميانگين ١٥/٠ - حاصل از مطالعات مشابه در مناطق مختلف جهان - استفاده شده است. براي پارامتر چگالي سطحي نيز با توجه به اينكه ساختار حوضه-هاي رسوبي در مكران غالبا از جنس مارن هستند مقدار - gr / cm3 - ٢/٢ در نظر گرفته شده است. با توجه به شكل - ٢ - ميتوان گفت كه در صورتي كه اثر گراني رسوبات با تباين چگالي ثابت محاسبه شوند، مقدار تصحيح حاصل بسيار بيشتر از حالتي است كه در آن تباين چگالي رسوبات متغير درنظر گرفته ميشود.
شكل ٢. الف - نتيجه حاصل از اعمال تصحيح اثر رسوبات با فرض تباين چگالي ثابت، ب - نتيجه حاصل از اعمال تصحيح اثر رسوبات با فرض تباين چگالي متغير.
در شكل - ٣ - نتيجهي حاصل از وارونسازي دادههاي تصحيح يافته از آثار رسوبات و تصحيح نيافته از آثار رسوبات براي برآورد عمق موهو در مكران نشان داده شده است. با توجه به اين شكل مشخص ميشود كه متوسط سطح موهو در حالتي كه دادهها تصحيح نشدهاند بيشتر است. براي مقايسه بهتر مقياس رنگ در شكلها يكسانسازي شده اند.
