جيوفيزياء استكشافية

يمكن أن تكون طرق المسح المغناطيسي مفيدة في تحديد الشذوذ المغناطيسي، والذي يمثل وجود الخام (الكشف المباشر)، أو في بعض الحالات الشوائب المعدنية المرتبطة برواسب خام (الكشف غير المباشر أو الاستنتاجي).

تتضمن الطريقة الأكثر مباشرة لاكتشاف الخام بواسطة المغناطيسية اكتشاف تمعدن خام الحديد من خلال رسم خرائط الشذوذ المغناطيسي المرتبط بتكوينات الحديد المدمجة، والتي تحتوي عادة على نسبة من أكسيد الحديد الأسود. كما يمكن اكتشاف تمعدن الشوائب المعدنية المتحولة بالتلامس والتي تحتوي عادة على أكسيد الحديد الأسود، على الرغم من أن المعدن الخام نفسه قد يكون غير مغناطيسي. وبالمثل، فإن أكسيد الحديد الأسود والهيماتيت وغالبًا البيروتيت هي معادن مرتبطة عادة بالتحوّل الحراري المائي، ويمكن اكتشاف هذا التحول لاستنتاج تأثر الصخور بشيء حراري مائي ممعدِن.

ويمكن استخدام طرق المسح التثاقلية (بالجاذبية) لاكتشاف أجسام الصخور الكثيفة الموجودة داخل التكوينات المضيفة من الصخور الجدارية الأقل كثافة. ويساعد ذلك في الاكتشاف المباشر لرواسب نهر المسيسيبي، ورواسب خام النحاس والذهب داخل تكوينات أكسيد الحديد (IOCG)، ورواسب خام الحديد، والشوائب المعدنية المتحولة بالتلامس، والمخترقات الملحية، والتي يمكن أن تشكل النفط والغاز.

يمكن استخدام طرق المسح الكهرومغناطيسي (EM) للكشف عن مجموعة كبيرة ومتنوعة من رواسب الكبريتيد لمعدن القاعدة، وذلك من خلال الكشف عن شذوذ الموصلية التي يمكن أن تتولد حول أجسام الكبريتيد تحت سطح الأرض. كما تساعد طرق المسح الكهرومغناطيسي في اكتشاف رواسب اليورانيوم داخل قناة النهر القديم، والمرتبطة بالطبقات الجوفية السطحية، والتي تستجيب عادة لطرق المسح الكهرومغناطيسي عند التحميل الزائد التوصيلي. وتعتبر هذه طريقة استنتاجية غير مباشرة للكشف عن التمعدن.

تتم عمليات المسح الكهرومغناطيسي الإقليمية بالطرق المحمولة جوًا، باستخدام معدات المسح الكهرومغناطيسي التي تحملها طائرات ثابتة الأجنحة أو طائرات الهليكوبتر. وتعتمد طرق المسح الكهرومغناطيسي السطحية غالبًا على طرق المسح الكهرومغناطيسي العابرة التي تستخدم حلقات سطحية مع جهاز استقبال سطحي، أو أداة تثقيب سفلي يتم إنزالها في حفرة تخريم تقطع عرضيًا جسم التمعدن. ويمكن لهذه الطرق تخطيط أجسام الكبريتيد في الأرض بالأبعاد الثلاثية، وتوفير معلومات لعلماء الجيولوجيا لتوجيه المزيد من عمليات التنقيب الاستكشافي على التمعدن المعروف. ونادرًا ما تستخدم طرق المسح الحلقي السطحي للاستكشاف الإقليمي، غير أنه قد تستخدم هذه الطرق في بعض الحالات بنجاح (مثل طرق مسح SQUID لأجسام خام النيكل).

ويمكن استخدام الطرق المقاومة للكهربائية، مثل طرق الاستقطاب المستحث لاكتشاف أجسام الكبريتيد مباشرة، فضلاً عن الفحم والصخور المقاومة، مثل صخور الملح والكربونات.

المسح السيزمي الانعكاسي من التقنيات الجيوفيزيائية الأكثر استخدامًا في استكشاف المواد الهيدروكربونية. حيث يتم استخدامها لرسم خريطة لتوزيع الطبقات تحت السطحية وبنيتها للمساعدة في تحديد التراكمات المحتملة للهيدروكربونات. سجل الحُفَر (رصد بئر) هو تقنية أخرى مستخدمة على نطاق واسع، وتوفر معلومات هامة ودقيقة للغاية عن خصائص الصخور والسوائل في مقطع رأسي، على الرغم من أنها محدودة في النطاق المساحي. وهذا القيد في النطاق المساحي هو السبب وراء كون تقنيات المسح السيزمي الانعكاسي أكثر شيوعًا، فهي توفر وسيلة لتسجيل واستنتاج معلومات عن سجل الحفر لمساحة أكبر.

تستخدم أيضًا طرق المسح بالجاذبية والمسح المغناطيسي الجوي بشكل كبير في استكشاف النفط والغاز. ويمكن استخدامها في تحديد مدى هندسية وعمق بنية جيولوجية مغطاة، وتشمل التقببات، والأحواض الرسوبية، والصدوع، والطيات، والمخترقات الذائبة البركانية، والمخترقات الملحية بسبب الكثافة والقابلية المغناطيسية الفريدة لها مقارنة بالصخور المجاورة.

وقد استخدمت تقنيات الاستشعار عن بعد، وتحديدًا التصوير الطيفي الفائق ، لاكتشاف النزّ الهيدروكربوني الدقيق باستخدام البصمة الطيفية للتربة المتغيرة جيوكيميائيًا والكساء النباتي.[1][2]

ويمكن أن توفر طريقة التصوير الكهرومغناطيسي الجيوفيزيائي والاستشعار الكهرومغناطيسي محدود المصدر الكشف شبه المباشر عن الهيدروكربونات، من خلال استكشاف التغيرات المقاومية. كما يمكنها استكمال البيانات السيزمية عند التصوير تحت الأملاح.

إن رادار قياس الأرض في مجالات التشييد والهندسة المدنية فعّال في العديد من الاستخدمات، والتي من بينها استكشاف المرافق (الماء المطمور، والغاز، والصرف الصحي، والكابلات الكهربائية، وكابلات الاتصالات السلكية واللاسلكية)، ورسم خرائط للتربة اللينة والغطاء الصخري للخصائص الجيوتقنية، وغيرها من الاستخدامات المشابهة.

ويستخدم مجال الهندسة المدنية أيضًا معلومات الاستشعار عن بعد لرسم خرائط الطبوغرافيا والتخطيط وتقييم التأثيرات البيئية. وتستخدم طرق المسح الكهرومغناطيسي المحمولة جوًا أيضًا لوصف الرواسب الناعمة في تخطيط وهندسة الطرق والسدود والمنشآت الأخرى.

إن طريقة التصوير الكهرومغناطيسي الجيوفيزيائي أثبتت فائدتها في تحديد خزانات المياه الجوفية، ورسم خرائط للصدوع حول المناطق التي بها مواد خطرة (مثل محطات الطاقة النووية ومرافق تخزين النفايات النووية)، ورصد الزلازل مسبقًا في المناطق ذات الأبنية الكبيرة مثل السدود الكهرومائية المعرضة لمستويات عالية من النشاط الزلزالي.

BS 5930 هو المعيار المستخدم في المملكة المتحدة كقانون لممارسة فحص خصائص التربة.

انظر أيضًا: المسح الجيوفيزيائي (آثار)

رادار قياس الأرض يمكن استخدامه لرسم القطع الأثرية المدفونة، مثل المقابر، ومستودعات الجثث، ومواقع الحطام، وغيرها من المواقع الأثرية المدفونة قرب السطح.

ويمكن استخدام طرق المسح المغناطيسي الأرضي للكشف عن المعادن الحديدية المطمورة، وبذلك يفيد في الاستدلال على حطام السفن، وساحات القتال الحديثة التي تتناثر فيها الحطام المعدنية، وحتى الاختلالات الدقيقة مثل الآثار القديمة على نطاق واسع.

ويمكن استخدام أنظمة السونار للكشف عن حطام السفن.

رادار قياس الأرض يمكن استخدامه للكشف عن مواقع المقابر.

يمكن استخدام طرق المسح المغناطيسي والكهرومغناطيسي لتحديد أماكن الذخائر غير المنفجرة.