Геофизикийн бүрэн тензор градиометрийн арга
Пендахулуан
Бүрэн тензорын градиометр (БТГ) нь геофизикийн салбарт хувьсгалт арга юм. Энэ аргыг таталцлын талбайн градиентийг хэмжихэд ашигладаг бөгөөд энэ нь дэлхийн газрын доорх бүтцийн талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгөх боломжтой. Энэ аргыг газрын тос, хий зэрэг байгалийн баялгийг хайгуул хийх, мөн геологи, археологийн судалгаанд олон төрлийн хэрэглээнд ашиглаж ирсэн.
Бүрэн тензор градиометрийн үндсэн зарчмууд
Бүрэн тензор градиометр нь хоёр массын хоорондох таталцлын хүч болох таталцлын зарчмыг ашигладаг. Дэлхийн таталцлын орон нь газрын доорх чулуулгийн нягтралын ялгаанаас шалтгаалан байршлаас хамааран харилцан адилгүй байдаг. FTG-д хэмжих төхөөрөмж нь зөвхөн таталцлын орон төдийгүй түүний градиент (өөрчлөлт)-ийг гурван хэмжээст хэмждэг.
Таталцлын градиентийн тензор нь таталцлын талбайн градиентийн есөн бүрэлдэхүүн хэсгийг төлөөлсөн 3×3 матриц юм. Энэ нь FTG нь зөвхөн таталцлын босоо бүрэлдэхүүн хэсгийг хэмждэг уламжлалт аргуудаас хамаагүй илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгч чадна гэсэн үг юм. Энэхүү тензорын бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:
– Gxx, Gxy, Gxz
– Гикс, Гий, Гиз
– Gzx, Gzy, Gzz
Энд бүрэлдэхүүн хэсэг бүр нь тодорхой чиглэлд таталцлын талбайн өөрчлөлтийг заана. Жишээлбэл, Gxx нь x тэнхлэгийн дагуух таталцлын талбайн x тэнхлэгийн дагуух байрлалтай харьцуулахад өөрчлөлт юм. Есөн бүрэлдэхүүн хэсгийг бүгдийг нь хэмжих нь дэлхийн гадаргын доорх массын тархалтын талаар баялаг мэдээлэл өгдөг.
Багаж хэрэгсэл ба технологи
FTG хэмжилт хийхэд ихэвчлэн өндөр мэдрэмжтэй, нарийвчлалтай тоног төхөөрөмж шаардлагатай байдаг. Энэ аргад ашигладаг үндсэн багаж хэрэгсэл нь таталцлын градиент хэмжигч юм. Эдгээр багажийг ихэвчлэн агаарын судалгаанд зориулж онгоц эсвэл нисдэг тэрэг дээр суурилуулдаг боловч газрын хэрэглээ ч боломжтой.
Соронзон болон таталцлын оронг хэмжих өндөр мэдрэмжтэй гэдгээрээ алдартай Хэт дамжуулагч квант интерференцийн төхөөрөмж (SQUID) нь байнга ашиглагддаг градиометрийн нэг төрөл юм. Агаарын судалгаанд цуглуулсан өгөгдөл нь байршлын нарийвчлалыг нарийн тогтоохын тулд энэ төхөөрөмжийг навигацийн систем болон GPS-тэй хослуулдаг.
Нөөцийн хайгуулын хэрэглээ
Газрын тос, байгалийн хийн хайгуул
Газрын тос, байгалийн хийн хайгуулын салбарт FTG нь үнэлж баршгүй хэрэгсэл болсон. Чулуулгийн нягтралын бага зэргийн хэлбэлзлийг илрүүлэх чадвартай тул FTG нь газрын тос эсвэл байгалийн хий агуулсан геологийн бүтцийг тодорхойлоход тусалдаг. Жишээлбэл, нүүрсустөрөгчийн урхи нь ихэвчлэн антиклинал, давсны бөмбөгөр эсвэл стратиграфийн урхинд байрладаг. Геофизикчид таталцлын градиентийн өгөгдөл дэх гажигийг тодорхойлсноор цаашид хайгуул хийх боломжтой газруудыг тодорхойлж чадна.
Ашигт малтмалын хайгуул
Газрын тос, байгалийн хийнээс гадна FTG-г ашигт малтмалын хайгуулд ашигладаг. Чулуулгийн нягтралын хэлбэлзэл нь төмрийн хүдэр эсвэл алт зэрэг тодорхой ашигт малтмал байгааг илтгэж болно. Энэ хүрээнд FTG нь хайгуулын талбайг нарийсгаж, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулахад туслах илүү нарийвчилсан өгөгдлийг өгдөг.
Геологи, археологийн судалгааны хэрэглээ
FTG арга нь зөвхөн байгалийн нөөцийн хайгуулаар хязгаарлагдаад зогсохгүй геологи, археологийн салбарт ихээхэн ашиг тустай. Газар доорх байгууламжийг нарийвчлан тодорхойлох чадвартай тул FTG-г геологийн хагарлын зураглал гаргах, сэжигтэй геологийн онцлог шинж чанарыг тодорхойлох, тэр ч байтугай нуугдсан археологийн дурсгалт газруудыг илрүүлэхэд ашиглаж болно.
Галт уулын судлал
Галт уулын судалгаанд FTG-үүд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эрдэмтэд галт уулын эргэн тойрон дахь таталцлын талбайн хэлбэлзлийг хянаснаар гадаргуугийн доорх магмын идэвхжилийн өөрчлөлтийг илрүүлж чадна. Энэхүү мэдээлэл нь болзошгүй дэлбэрэлт болон хүрээлэн буй орчны нийгэмлэгүүдэд учирч болзошгүй эрсдлийг үнэлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
Археологийн судалгаа
Археологийн салбарт FTG-г ашиглан эртний барилга байгууламж эсвэл газар доор булсан дурсгалт газруудын үлдэгдлийг илрүүлж болно. Жишээлбэл, барилга байгууламж эсвэл хананы бүтэц нь орон нутгийн таталцлын талбарт нөлөөлж болох бөгөөд эдгээр хэлбэлзлийг FTG-ээр илрүүлж болно. Энэ арга нь өргөн хүрээтэй малтлага хийх шаардлагагүйгээр археологийн дурсгалт газруудыг судлах инвазив бус аргыг олгодог.
Давуу талууд ба бэрхшээлүүд
Кеунтунган
1. Өндөр нягтрал: FTG нь уламжлалт таталцлын аргуудтай харьцуулахад маш өндөр нягтралтай.
2. Цаг хугацаа болон зардлын үр ашиг: FTG судалгааг агаараас хийж болох тул том талбайг богино хугацаанд хамрах боломжтой.
3. Олон хэмжээст өгөгдөл: Есөн тензор бүрэлдэхүүн хэсэгтэй FTG нь газрын доорх бүтцийн цогц олон хэмжээст үзэмжийг өгдөг.
Тантанган
1. Тоног төхөөрөмжийн өртөг: FTG-д ашигладаг градиометрийн тоног төхөөрөмж нь ихэвчлэн маш үнэтэй байдаг.
2. Өгөгдлийн нарийн төвөгтэй байдал: Үүсгэсэн өгөгдөл нь маш нарийн төвөгтэй бөгөөд тусгай програм хангамж ашиглан нарийн төвөгтэй дүн шинжилгээ хийхийг шаарддаг.
3. Хээрийн мэдрэг чанар: Энэ багаж нь гадны нөлөөлөлд маш мэдрэмтгий тул агаарын судалгааг ялангуяа цаг агаарын таагүй нөхцөлд илүү төвөгтэй болгодог.
Дүгнэлт
Бүрэн тензор градиометр (БТГ) нь нөөцийн хайгуул, геологийн судалгаа, археологийн салбарт олон төрлийн хэрэглээтэй хүчирхэг, дэвшилтэт геофизикийн арга юм. Өндөр нягтралтай, олон хэмжээст өгөгдөл өгөх гол давуу тал нь эрдэмтэн, инженерүүдийн хувьд үнэлж баршгүй хэрэгсэл болгодог. Өртөг болон өгөгдлийн нарийн төвөгтэй байдалтай холбоотой бэрхшээлүүд хэвээр байгаа ч технологийн дэвшил нь БТГ-ийг илүү хямд, практик болгосоор байна. Иймд БТГ нь дэлхийн бүтэц, байгалийн нөөцийн боломжийг илүү сайн ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байх болно.
