Nā Kumumanaʻo Kumu a me nā Hoʻohana o nā ʻAno TEM ma Geophysics
Pendahuluan
ʻO ke ʻano hana electromagnetic Transient (TEM) kahi ʻenehana geophysical electromagnetic i hoʻohana nui ʻia no ka noiʻi ʻana i nā kūlana o lalo o ka ʻilikai e pili ana i ka pane uila o nā mea geological. ʻAʻole e like me nā ʻano hana electromagnetic domain frequency, hana ʻo TEM ma ka domain manawa ma ka nānā ʻana i ka palaho o nā kahua electromagnetic ma hope o ka pio ʻana o ke kumu o kēia manawa. ʻO ka pōmaikaʻi nui o TEM ʻo ia kona hiki ke ʻike i nā loli kū pololei a me ka ʻaoʻao o ka resistivity, e lilo ia i mea pono loa i ka wai honua, mineral, geothermal, a me nā haʻawina kaiapuni.
Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā kumumanaʻo kumu o TEM, nā palena koʻikoʻi o ke anamanaʻo, nā pae o ka loaʻa ʻana a me ka hana ʻana i ka ʻikepili, a me nā laʻana o nā noi TEM ma ka geophysics.
-
Nā Kumumanaʻo Kumu o ke ʻAno TEM
ʻO ke kumu, hoʻohana ʻo TEM i ke kānāwai o Faraday no ka hoʻokomo electromagnetic a me ke kumumanaʻo o nā kahe eddy e hana ʻia ma lalo o ka ʻili. Hiki ke wehewehe ʻia kāna papa hana nui penei:
1. Ka hoʻoili ʻana o kēia manawa ma ka loop transmitter
Hoʻoili ʻia kahi au uila ma o kahi pōʻai uea ma ka ʻili o ka honua. Hoʻopuka kēia au i kahi kahua makeneka mua e komo ana i loko o ka ʻili honua.
2. Hoʻopau ʻana o kēia manawa
Ke hiki ke au i kahi kūlana paʻa, a laila e hoʻokaʻawale koke ʻia. ʻO ka loli koke ʻana o ke kahua magnetic mua ke kumu o ka hoʻokomo electromagnetic i loko o ka Honua.
3. Ka hoʻokumu ʻia ʻana o nā au eddy ma lalo o ka ʻili
Hoʻopuka nā kahua magnetic e loli nei i nā au eddy i loko o ka papa conductive (resistivity haʻahaʻa). Hohola kēia mau au eddy mai ke kumu a hohonu i ka hala ʻana o ka manawa.
4. Nā kahua lua a me ka palaho hōʻailona (palaho transient)
Hoʻopuka nā au Eddy i kahi kahua magnetic lua e loli me ka manawa. Ana ke sensor mea hoʻokipa i ke volta i hoʻokomo ʻia a i ʻole ka ʻāpana o kēia kahua magnetic lua ma ke ʻano he hana o ka manawa.
ʻO ke ʻano o ka wehewehe ʻana o TEM, ʻoi aku ka maʻalahi o nā manawa nānā mua i nā papa pāpaʻu, ʻoiai ʻo nā manawa nānā ma hope e hōʻike ana i nā pane mai nā hohonu nui aʻe. No laila, hāʻawi ʻo TEM i ka ʻike resistivity me ka hohonu.
-
ʻO ke kumumanaʻo o ka Resistivity a me kona pilina me ka Geology
He mea nui ka Resistivity ma TEM no ka mea ke kāohi nei ia i ka ikaika a me ka wikiwiki o ka palaho ʻana o nā au eddy. Ma keʻano laulā:
– ʻO nā mea alakaʻi (resistivity haʻahaʻa) e like me nā lepo saturated, brines, a i ʻole nā minelala sulfide e hoʻopuka i kahi pane TEM ikaika a me ka palaho lohi.
– ʻO nā mea resistive (resistivity kiʻekiʻe) e like me ka pōhaku igneous nui, ke one maloʻo, a i ʻole ka pōhaku limestone paʻa e hoʻoulu i kahi pane nāwaliwali.
Eia nō naʻe, ʻaʻole kū hoʻokahi ka resistivity: hiki ke loaʻa ka waiwai like mai ka hui pū ʻana o ka lithology, porosity, saturation wai, a me ka salinity. No laila, hoʻohui pinepine ʻia ka wehewehe ʻana o TEM me ka ʻikepili geological, ka ʻeli ʻana, a i ʻole nā ʻano hana geophysical ʻē aʻe.
-
Hoʻonohonoho Anamanaʻo TEM
I ka hana maoli, aia kekahi mau hoʻonohonoho ana TEM maʻamau:
1. Kaʻapuni hoʻokahi (kaʻapuni hoʻokahi / kaʻapuni kūlike)
Aia ka mea hoʻoili a me ka mea loaʻa ma ka loop like a kokoke paha. He maʻalahi kēia hoʻonohonoho a kūpono no nā ana wikiwiki.
2. Kaʻapuni i hoʻokaʻawale ʻia
Ua hoʻonoho ʻia ka mea hoʻokipa ma kahi kaʻawale mai ka mea hoʻoili. Kōkua kēia i ka hōʻemi ʻana i nā hopena hoʻopili pololei a hiki ke hoʻonui i ka ʻike i nā pahuhopu kikoʻī.
3. Kaʻapuni waena
Hoʻonoho ʻia ka mea loaʻa ma waenakonu o ka loop transmitter nui aʻe. Hoʻohana pinepine ʻia kēia hoʻonohonoho no ke kani ʻana o 1D (resistivity versus depth).
ʻO nā mea koʻikoʻi i ka hoʻolālā anamanaʻo:
– Ka nui o ka loop: ʻo nā loops nui e hāʻawi i ka komo hohonu.
– Au nui: hoʻoikaika ke au nui i ka hōʻailona, maikaʻi no nā pahuhopu hohonu.
– Nā puka makani hoʻopau manawa a me ke ana ʻana (nā puka manawa): pili i ka hiki ke hopu i ka manawa mua a i ka manawa hope.
– Hoʻomoe ʻana: hana hou ʻana i nā ana e hoʻonui i ka lakio hōʻailona-i-walaʻau.
-
Ka Loaʻa ʻIkepili a me nā Pilikia o ke Kahua
ʻO ka hoʻokō ʻana o kahi anamanaʻo TEM ma ke ʻano laulā e komo pū me:
1. Ka hoʻoholo ʻana i nā kiko kani a i ʻole nā alahele.
2. E hoʻouka i nā loop transmitter a me ka receiver e like me ka hoʻolālā.
3. Ke ana ʻana o ka pane pōkole me ka hoʻohana ʻana i nā puka manawa.
4. Hoʻopaʻa ʻana o ka metadata: ke au, ke ʻano loop, ke kūlana honua, ka haunaele walaʻau, a me nā kūlana o ke kaiapuni.
ʻO kekahi mau pilikia e kū pinepine mai ana ma ke kahua:
– Ka walaʻau moʻomeheu mai nā laina mana, nā paipu metala, nā pā uea, a i ʻole nā kahua hana.
– Nā kūlana lepo e hoʻopilikia ai i ka pili ʻana a me ke kau ʻana o ka loop.
– ʻO ka polarization i hoʻokomo ʻia (IP) a i ʻole nā hopena kūpono ʻole e hiki ke hoʻololi i ke ʻano o ka palaho hōʻailona.
– ʻO ke ʻano o ka ʻāina e hoʻolilo ai i ke ʻano o ka loop i emi iho ma mua o ka kūpono.
No ka lanakila ʻana i kēia, hana pinepine nā mea hana i nā stacking hou aʻe, koho i kahi manawa anamanaʻo "mālie", e hoʻolohe i ke kuhikuhi ʻana o ka loop, a hoʻokō i ka kaohi maikaʻi ma ke kahua.
-
Ka Hana ʻIkepili TEM a me ka Hoʻohuli ʻana
ʻO ka ʻikepili TEM maka maʻamau he voltage a i ʻole dB/dt e kūʻē i ka manawa ma nā puka manawa like ʻole. ʻO nā ʻanuʻu hana maʻamau:
1. Kānana a hoʻoponopono
Wehe i nā kui, koho i ka ʻikepili paʻa, a hoʻēmi i ka walaʻau.
2. Ka awelika / hoʻonohonoho ʻana i nā pae kiʻekiʻe
Ka hoʻohui ʻana i nā ana i hana hou ʻia e hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o ka ʻikepili.
3. Ke ʻano honua a me ka hoʻoponopono ʻana i nā mea kani
E hōʻoia i ka pololei o nā palena loop a me ka pane a ka mea hana.
4. Hoʻohuli
ʻO ka pahuhopu o ka hoʻohuli ʻana o TEM, ʻo ia ke hoʻololi i ka ʻikepili palaho i loko o kahi kumu hoʻohālike resistivity o lalo o ka ʻilikai. ʻO nā ʻano hoʻohuli i hoʻohana pinepine ʻia:
– Hoʻohuli 1D (kani): manaʻo i nā papa ʻākea, kūpono no nā wahi like.
– Hoʻohuli 2D/3D: pono inā paʻakikī ka ʻano honua, no ka laʻana nā wahi hewa a i ʻole nā komo hewa ʻana.
ʻO ka hopena hope loa e hōʻike pinepine ʻia penei:
– Ke kū'ē'ē ʻana vs ke piʻo hohonu,
– ʻO ka ʻāpana kea resistivity 2D,
– Ke kumu hoʻohālike resistivity 3D a me ka wehewehe ʻana i ka pahuhopu.
-
Nā noi TEM ma Geophysics
1. Ka ʻImi ʻana i ka Wai Honua
He mea kaulana loa ʻo TEM no ka palapala ʻāina aquifer no ka mea pili ka resistivity i ke ʻano o ka mea a me ka nui o ka wai. Hiki iā TEM ke:
– Ke ʻike ʻana i nā papa wai one/ʻiliʻili,
– Ke ʻike ʻana i ka palena o ka wai maʻemaʻe-wai paʻakai (ke komo ʻana o ka wai kai),
– Ke palapala ʻana i ka mānoanoa o ka papa aquitard.
ʻO ka pōmaikaʻi o TEM no ka hydrogeology ʻo kona hiki ke komo hohonu me ka ʻole o ka pono no nā electrodes e like me nā ʻano geoelectric resistivity maʻamau.
2. ʻImi Honua
I loko o nā ʻōnaehana geothermal, he mau conductivity pinepine nā wahi hoʻololi hydrothermal (resistivity haʻahaʻa) ma muli o ke alo o nā minelala lepo a me nā wai wela. Hiki iā TEM ke kōkua:
– Ke kaha kiʻi ʻana i nā “pāpale lepo” alakaʻi ma ke ʻano he mau hōʻailona o nā ʻōnaehana geothermal,
– E hoʻoholo i nā palena o nā ʻano hana conductive-resistive,
– Kākoʻo i nā wahi o nā luawai ʻimi me nā ʻano hana MT (magnetotelluric).
3. ʻImi Minerala
He kūpono ka TEM no ka ʻike ʻana i nā kino hao conductive, ʻoiai hoʻi:
– Nā sulfides nui (e.g. Cu, Ni, Zn),
– Graphite,
– Wahi mineralization alakaʻi.
I ka ʻimi ʻana i nā minerala, hana pinepine ʻia ʻo TEM ma ke ʻano he anamanaʻo ala e ʻike ai i nā anomalies conductive a laila ukali ʻia me nā anamanaʻo kikoʻī hou aku.
4. Nā Haʻawina Kaiapuni a me ka Hoʻohaumia
Hiki i kekahi mau mea haumia (e laʻa, nā ʻōpala wai me ka nui o ka ion) ke hōʻemi i ke kū'ē ʻana o ka lepo. Hiki ke hoʻohana ʻia ʻo TEM i:
– Ke nānā ʻana i nā plume haumia,
– Ke palapala ʻāina ʻana i ka hoʻolaha ʻana o ka wai honua i haumia ʻia,
– Ke ʻike ʻana i nā wahi e kahe ai ka wai ma nā wahi hoʻolei ʻōpala a i ʻole nā wahi ʻoihana.
5. Ka Noiʻi ʻana o Geotechnical a me ke ʻAno Hana
I kekahi mau hihia, hiki iā TEM ke kākoʻo:
– Ka ʻike ʻana i nā papa lepo palupalu a i ʻole nā wahi i hoʻopiha ʻia me ka wai,
– Ka palapala ʻāina ʻana o nā lua a i ʻole nā wahi ʻino,
– Nā haʻawina kūlana o lalo o ka ʻilikai no ka hoʻolālā papahana nui.
Eia nō naʻe, no nā pahuhopu pāpaʻu loa a me nā kikoʻī kiʻekiʻe, hoʻohui pinepine ʻia ʻo TEM me nā ʻano hana ʻē aʻe e like me GPR a i ʻole ERT.
-
Nā Pōmaikaʻi a me nā Palena o TEM
Pono:
– ʻIke i ka ʻokoʻa resistivity, ʻoi aku hoʻi ma nā pahuhopu conductive.
– Maikaʻi maikaʻi ka komo ʻana, ma muli o ka nui o ka loop a me ke au.
– ʻAʻole pono ka hoʻopili ʻana i ka electrode, kūpono no nā wahi pōhaku a maloʻo paha.
- He wikiwiki a kūpono hoʻi ka loaʻa ʻana.
Ke palena:
– Hiki ke hoʻopilikia ʻia e ka walaʻau electromagnetic i hana ʻia e ke kanaka.
– ʻAʻole kū hoʻokahi ka wehewehe ʻana; pono ka hoʻohui ʻana o ka ʻikepili geological/eli ʻana.
– Hiki ke kaupalena ʻia ka hoʻonā ʻana o kekahi mau papa lahilahi.
– Hoʻopuka kekahi mau pahuhopu kū'ē kiʻekiʻe i nā hōʻailona nāwaliwali i kekahi manawa i nā manawa lohi.
-
Pani
ʻO ke ʻano hana Transient Electromagnetic (TEM) kahi ʻenehana geophysical ikaika no ka noiʻi ʻana i nā ʻano resistivity subsurface ma o ka nānā ʻana i ka pane palaho o nā kahua electromagnetic ma hope o ka pio ʻana o kahi kumu au. Me ka hoʻolālā ana kūpono, ka kaohi walaʻau, a me ka hoʻohuli kūpono (1D a 3D), hiki iā TEM ke hāʻawi i ka ʻike waiwai no nā kumu like ʻole: mai ka wai honua, ka geothermal, a me ka ʻimi mineral a hiki i nā haʻawina kaiapuni a me geotechnical.
I ka hana maoli, ʻo ka holomua o ka TEM e hoʻoholo nui ʻia e ka hui pū ʻana o ka ʻike maʻamau o ka physics, ka maikaʻi o ka loaʻa ʻana o ka ʻikepili, a me ka hoʻohui ʻana o nā hopena wehewehe me ka pōʻaiapili geological kūloko.
