Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica Wydzial Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Al. Mickiewicza 30 30-059 Kraków OCENA PRACY MAGISTERSKIEJ IMIĘ I NAZWISKO DYPLOMANTA: Michal Górka Nr albumu: 109611 KIERUNEK I SPECJALNOŚĆ: InŜynieria Środowiska, Geofizyka Środowiska JEDNOSTKA DYPLOMUJĄCA: Zaklad Geofizyki TYTUL PRACY (wersja polska): Kompleksowa interpretacja pomiarów magnetycznych i elektrooporowych nad intruzjami diabazów w Miękini TYTUL PRACY (wersja angielska): Complex interpretation of magnetic and resistivity measurements above diabase intrusions in Miękinia PROMOTOR: dr hab. inŜ. Grzegorz Bojdys RECENZENT: prof. dr hab. inŜ. Teresa Grabowska Liczba: stron pracy: 71, rys.: 49, tabel: 1, pozycji literatury: 17 Zalączniki (rodzaj i ilość): brak Ocena punktowa pracy magisterskiej RECENZENTA: ...........48..........................PROMOTORA: .............47......................... Lączna ocena punktowa recenzenta i promotora ..........95....................... Lączna ocena liczbowa i slowna:.............6,0 (celująca)............................. Skala ocen (wg regulaminu studiów AGH, rozdz. IV, par. 21, p. 1) Liczba punktów Ocena liczbowa i slowna 95 – 100....................6.0 (celująca) 81 – 94......................5.0 (bardzo dobra) 74 – 80......................4.5 (ponad dobra) 66 – 73......................4.0 (dobra) 58 – 65......................3.5 (ponad dostateczna) 50 – 57......................3.0 (dostateczna) ...prof. dr hab. inŜ. Marek Lemberger… <50............................2.0 (niedostateczna) Podpis przewodniczącego komisji Kraków, grudzień, 2006
71
Embed
OCENA PRACY MAGISTERSKIEJ - geol.agh.edu.plmgorka/moje/praca-mgr/MichalGorka-praca... · Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Al. Mickiewicza 30 30-059 Kraków
OCENA PRACY MAGISTERSKIEJ
IMIĘ I NAZWISKO DYPLOMANTA: Michał Górka
Nr albumu: 109611
KIERUNEK I SPECJALNOŚĆ: InŜynieria Środowiska, Geofizyka Środowiska
JEDNOSTKA DYPLOMUJĄCA: Zakład Geofizyki
TYTUŁ PRACY (wersja polska): Kompleksowa interpretacja pomiarów magnetycznych i
elektrooporowych nad intruzjami diabazów w Miękini
TYTUŁ PRACY (wersja angielska): Complex interpretation of magnetic and resistivity measurements
above diabase intrusions in Miękinia
PROMOTOR: dr hab. inŜ. Grzegorz Bojdys
RECENZENT: prof. dr hab. inŜ. Teresa Grabowska
Liczba: stron pracy: 71, rys.: 49, tabel: 1, pozycji literatury: 17
1) Geofizyka Toruń Sp. z o.o. – Dział Geologii i Płytkich Badań Geofizycznych
2) Akademia Górniczo-Hutnicza – Zakład Geofizyki
Program praktyki dyplomowej:
1. Zapoznanie z systemem pomiarowym LUND (Resistivity Imaging) firmy ABEM
Instrument AB (Geofizyka Toruń Sp. z o.o.)
2. Wykonanie pomiarów metodą Resistivity Imaging na terenie przedsiębiorstwa
Geofizyka Toruń Sp. z o.o. i opracowanie ich wyników.
3. Zapoznanie z magnetometrem ENVI-MAG firmy Scintrex Ltd. (AGH)
4. Wykonanie pomiarów magnetycznych nad intruzjami diabazów w Miękini (AGH).
5. Wykonanie pomiarów geoelektrycznych metodą Resistivity Imaging przy uŜyciu
aparatury GEOMES-RR5 nad intruzjami diabazów w Miękini (AGH).
6. Opracowanie wyników pomiarów geoelektrycznych i magnetycznych w Miękini
(AGH).
OŚWIADCZENIE AUTORA PRACY
Świadom odpowiedzialności prawnej oświadczam, Ŝe niniejsza praca dyplomowa została
napisana przeze mnie samodzielnie i nie zawiera treści uzyskanych w sposób niezgodny z
obowiązującymi przepisami.
Oświadczam równieŜ, Ŝe przedstawiona praca nie była wcześniej przedmiotem procedur
związanych z uzyskaniem tytułu zawodowego w wyŜszej uczelni i jest identyczna z załączoną
wersją elektroniczną. Ponadto przyjmuję do wiadomości, Ŝe praca dyplomowa lub jej część
moŜe być opublikowana jedynie po uzyskaniu pisemnej zgody promotora.
……13.12.2006…… ……..Michał Górka…………
Data Podpis autora
Jednostka dyplomująca
(pieczęć i podpis kierownika)
Kierownik Zakładu Geofizyki – prof. dr hab. in Ŝ. Jadwiga Jarzyna
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
4
FORMULARZ OCENY PUNKTOWEJ PRACY MAGISTERSKIEJ
Oceniany element pracy Ocena recenzenta
Ocena promotora Suma ocen
I. ZAWARTO ŚĆ MERYTORYCZNA [ 0 – 40 pkt]
1. Zgodność treści pracy z jej tytułem. [ 0 – 3 pkt]
3 3
2. Literatura (poprawność opracowania wykazu literatury, kompletność danych bibliograficznych, poprawność cytowań)
[ 0 – 3 pkt] 3 3
3. Umiejętność sformułowania problemu badawczego i sposobu jego rozwiązania (samodzielność i inicjatywa badawcza, umiejętność opisu materiałów podstawowych i historii badań)
[ 0 – 8 pkt]
8 8
4. Metodyka badań (dobór właściwych metod badawczych i umiejętność ich zastosowania)
[ 0 – 8 pkt] 8 8
5. Dyskusja wyników badań i wnioski (logiczność wywodów, poprawność i krytyczna analiza wyników badań, znaczenie naukowe i praktyczne, w jakim stopniu uzyskane wyniki są własnością intelektualną magistranta)
[ 0 – 15 pkt ]
15 15
6. Czy po dostosowaniu do wymogów redakcyjnych do publikacji nadaje się: cała praca [3 pkt], wybrane rozdziały [2 pkt], wybrane elementy pracy w formie komunikatu naukowego [1 pkt], brak moŜliwości [0 pkt]
[ 0-3 pkt]
1 1
Zawartość merytoryczna łącznie (suma punktów w wierszach: 1-6)
38 38 76
II. STRONA EDYTORSKA [ 0 – 10 pkt]
1. Poprawność składniowa, gramatyczna i ortograficzna pracy, staranność korekty tekstu.
[ 0 – 5 pkt] 5 4
2. Kompletność i poprawność rysunków, tabel i załączników [ 0 – 3 pkt]
3 3
3. Estetyka pracy [ 0 – 2 pkt]
2 2
Strona edytorska łącznie (suma punktów w wierszach: 1 – 3)
10 9 19
ŁĄCZNA OCENA PUNKTOWA PRACY (suma punktów części I i II)
(obligatoryjna jedynie w przypadku ocen skrajnych: 2.0 i 6.0)
(uzasadnienie wniosku o ewentualne wyróŜnienie pracy)
RECENZENT
PROMOTOR
Praca przedstawia wyniki badań geofizycznych (geoelektrycznych i magnetycznych),
których celem było rozpoznanie intruzji diabazu (melafiru) w rejonie Miękini. W swoich
badaniach magistrant szeroko nawiązuje do danych geologicznych jak równieŜ
mineralogicznych. Laboratoryjnie określa własności magnetyczne dwóch odmian diabazu
budujących intruzję. Zaprojektowane i wykonane przez magistranta profilowe pomiary
polowe zarówno magnetyczne jak i umoŜliwiły mu szczegółowe rozpoznanie intruzji i
konstrukcję jej spójnego modelu. Praca jest napisana poprawnie i zakończona dobrze
udokumentowanymi wnioskami. Na podkreślenie zasługuje samodzielność dyplomanta i
jego wyróŜniająca się inicjatywa badawcza. Z uwagi na walory naukowe i poznawcze pracy
oceniam ją b. wysoko.
Teresa Grabowska
Podpis recenzenta
Temat pracy postawił Autorowi wysokie wymagania zarówno teoretyczne jak i metodyczne,
jednak wywiązał się On z nich ponad oczekiwania promotora. Autor przećwiczył technikę
pomiarów geoelektrycznych i magnetycznych na praktyce dyplomowej i bardzo dobrze
przeprowadził pomiary terenowe. Równie dobrze wykonał wstępne ich opracowanie.
Bardzo szczegółowo rozpoznał geologię badanego obszaru, co zapewniło poprawność
geologicznych wniosków postawionych na podstawie wyników interpretacji ilościowej
pomiarów magnetycznych i geoelektrycznych. Biorąc pod uwagę wieloznaczność
interpretacji ilościowej w modelowaniu magnetycznym wykonał dwie wersje modeli i po
logicznej analizie wskazał jedną jako bardziej prawdopodobną. Ponadto znakomicie
przeprowadził kompleksową interpretację wyników dwóch metod geofizycznych, co było
istotną częścią pracy. Jedyna uwaga krytyczna dotyczy faktu, Ŝe badania wykonano tylko
na fragmencie, a nie na całym obszarze objętym anomalią magnetyczną związaną z
wystąpieniami diabazów miękińskich w tym rejonie.
Grzegorz Bojdys
Podpis promotora
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
6
Spis treści
1. Wstęp......................................................................................................................................7 2. Lokalizacja obszaru badań......................................................................................................9 3. Budowa geologiczna badanego obszaru...............................................................................11 4. Wyniki wcześniejszych badań geofizycznych .....................................................................15 5. Pomiary geoelektryczne .......................................................................................................17
5.1. Charakterystyka metody i podstawy fizyczne...............................................................17 5.2. Metodyka pomiarów......................................................................................................19 5.3. Przetwarzanie danych....................................................................................................22
5.3.1. Program komputerowy ...........................................................................................22 5.3.2. Wyniki pomiarów i inwersji ...................................................................................25
7.5.1. Program komputerowy ...........................................................................................49 7.5.2. Interpretacja geofizyczna przy uŜyciu programu komputerowego ........................52
8. Zestawienie wyników badań magnetycznych i geoelektrycznych i ich omówienie ............58 9. Wnioski (zakończenie) .........................................................................................................66 Literatura ..................................................................................................................................69 Podziękowania..........................................................................................................................71
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
7
1. Wstęp W latach 50. XX w. w czasie prac geologicznych prowadzonych przez mgr Wiktora
Zajączkowskiego w sąsiedztwie południowej granicy płyty porfirowej w Miękini,
stwierdzono obecność silnie zwietrzałego melafiru. Heflik (1960) pisze, Ŝe znalezisko było
zlokalizowane w szybiku koło Krzeszowic na głębokości 18 m, czyli poniŜej spągu porfiru
miękińskiego. W trakcie dalszych poszukiwań przy jednej z dróg polnych prowadzących od
strony południowo-wschodniej do kamieniołomu w Miękini natrafiono na odsłonięcie czarnej
zasadowej skały magmowej (niebieska strzałka na fig. 2.1. i fig. 4.1.). Jak podaje
Zajączkowski (1955, w: Heflik, 1960), wylewowi porfirowemu od południa towarzyszy
wylew melafirowo-diabazowy. Wylewy porfiru i melafiru z diabazem miały miejsce po
dolnym czerwonym spągowcu na zlepieniec myślachowicki, przy czym ten drugi wylał się
wcześniej. Miękińskie skały melafirowo-diabazowe znane juŜ były róŜnym badaczom w XIX
w. W latach 80. XX w. prof. Jacek Rutkowski (z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie)
wskazał kolejne odsłonięcie (czerwona strzałka na fig. 2.1., fig. 3.1., fig. 4.1.) oraz podał
informację, Ŝe te skały od tego miejsca rozciągają się w kierunku wschodnim.
Heflik (1960) pisze, Ŝe diabaz z Miękini jest zbitą skałą zasadową, całkowicie pozbawioną
porów i struktur gąbczastych. Barwa skały jest jednolita, ciemnoszara. Na jej tle moŜna
obserwować białe i rdzawe punkty będące wynikiem wietrzenia, któremu w nieznacznym
stopniu uległy skalenie, silniej zaś minerały femiczne. Po sproszkowaniu barwa skały jest
jasnoszara. Część środkowa jest świeŜsza i lepiej zachowana – jest ciemniejsza – niŜ część
zewnętrzna. Skała ma duŜą twardość i nieregularny przełam. Pod względem składu
chemicznego przypomina ona diabaz z Niedźwiedziej Góry.
Ten sam autor pisze dalej, Ŝe melafir z Miękini to skała barwy brunatno-czarnej z
zielonkawymi plamkami równomiernie rozmieszczonymi w całej masie, które stanowią
wypełnienia próŜni w kształcie pęcherzy, powstałych po odgazowaniu magmy podczas
zastygania. Gąbczasta struktura, jak równieŜ silny stopień zwietrzenia spowodowały bardzo
słabą zwięzłość, dzięki czemu skała łatwo rozsypuje się po lekkim uderzeniu. Na mokro
melafir ma barwę czerwoną i wykazuje gliniasty charakter przy rozcieraniu. Po roztarciu
skały na proszek, jej barwa jest ciemnobrunatna. W obrazie mikroskopowym widać
zaznaczającą się strukturę fluidalną analogiczną do struktury diabazu.
Heflik (1960), po sporządzeniu charakterystyki petrograficznej i przeprowadzeniu analizy
geochemicznej omawianych skał, wnioskuje, Ŝe wszystkie melafiry w okręgu krzeszowickim
są skałami diabazowymi o swoistej teksturze pęcherzykowatej melafirowej. Powstały one z
magmy utlenionej rozlanej na powierzchni ziemi, o czym świadczy iddyngsyt powstały po
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
8
oliwinie. Diabaz miękiński jest środkową lub spągową, najświeŜszą i zbitą partią w obrębie
zmienionej pokrywy melafiru. Melafir był szczególnie podatny na działanie roztworów dzięki
porowatej i pęcherzykowatej strukturze.
Czerny i Muszyński (1997) potwierdzają, Ŝe diabaz miękiński i melafir miękiński, to ta sama
skała, która według klasyfikacji Międzynarodowej Unii Nauk Geologicznych IUGS (ang.
International Union of Geological Sciences) nazwana została trachyandezytem bazaltowym
(szoszonitem). Ci sami autorzy tłumaczą, Ŝe barwa tych skał zaleŜy od stopnia utlenienia oraz
formy wiązania Ŝelaza w minerałach wtórnych. W brunatnej odmianie występują pospolite
pseudomorfozy iddyngsytu (mieszaniny minerałów: chloryt, smektyty, goethyt) po oliwinie
podczas, gdy szkliwo jest przemienione w montmorillonit zabarwiony tlenkami Ŝelaza. W
czarnej odmianie oliwin jest zastąpiony bowlingitem, a szkliwo zielonym saponitem lub
chlorytem. Taki skład minerałów wtórnych odzwierciedla działanie tlenu w trakcie
końcowego stadium krystalizacji law melafirowych i ich początkowe autohydrotermalne
przemiany pomagmowe. Zarówno zmienność barwy melafirów jak i zróŜnicowanie cech
petrochemicznych mogły mieć wspólną przyczynę i moŜe być to wyjaśnione mieszaniem się
magm diabazowej i lamprofirowej. Minerały magnetyczne barwy czarnej reprezentowane są
głównie przez magnetyt FeO·Fe2O3 i ilmenit FeTiO3, a minerały barwy brunatnej – przez
hematyt α-Fe2O3 i goethyt α-FeOOH (Czerny, 2006).
Fig. 1.1. Diabaz z Miękini (fot.: Adam Waśniowski, 2006)
(po lewej – odmiana czarna, po prawej: odmiana brunatna)
Diabaz znaleziony m. in. przez Zajączkowskiego wzbudził zainteresowanie wielu badaczy, w
tym studentów. W pierwszej połowie lat 90. XX w. były prowadzone praktyki studenckie z
kartografii geologicznej pod opieką dr inŜ. Jerzego Czernego. W 1995 roku, pod opieką
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
9
dr hab. inŜ. Grzegorza Bojdysa, rozpoczęto coroczne pomiary geofizyczne (magnetyczne) na
tym obszarze w ramach studenckich praktyk z metod geofizycznych, które trwają do dziś.
Pole pomiarowe jest idealne do demonstracji metody magnetycznej. Pomiary wykonane
podczas praktyki geofizycznej w 2004 roku skłoniły autora tej pracy do wykonania w
następnym roku na tym obszarze badań geofizycznych z wykorzystaniem metody
magnetycznej oraz metody geoelektrycznej Resistivity Imaging, które stały się przedmiotem
tej pracy dyplomowej. Próbki dwóch odmian diabazu przedstawione na fig. 1.1., znalezione w
odsłonięciu zaznaczonym czerwoną strzałką na fig. 2.1., fig. 3.1., fig. 4.1., zostały
makroskopowo zweryfikowane przez dr inŜ. Jerzego Czernego (z Akademii Górniczo-
Hutniczej w Krakowie).
Celem pracy jest sprawdzenie, czy kompleksowa interpretacja pomiarów metodą
magnetyczną i geoelektryczną da lepsze wyniki.
2. Lokalizacja obszaru badań Miękinia to wieś połoŜona w gminie Krzeszowice w powiecie krakowskim w
województwie małopolskim. Sąsiaduje ona z Krzeszowicami od strony NW (północno-
zachodniej). Jej współrzędne geograficzne są następujące: N50°09'12,9'', E19°36'47,1'' (co
Jak juŜ wspomniano we wstępie, od 1995 roku prowadzone są coroczne pomiary
magnetyczne na tym obszarze w ramach studenckich praktyk z metod geofizycznych. Wyniki
oraz lokalizację tych pomiarów przedstawia mapa na fig. 4.1.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
16
Fig. 4.1. Mapa anomalii magnetycznej ∆T nad intruzjami diabazów w Miękini – pomiary
wykonane w latach 1995/97/98 (Bojdys, 2005-2006) z naniesionym polem pomiarów
wykonanych w roku 2005
Na przedstawionej powyŜej mapie (fig. 4.1.) widoczne są dodatnie anomalie magnetyczne
(kolor czerwony), z których kaŜda większa generalnie rozciąga się z zachodu na wschód.
Pochodzą one od skał posiadających własności magnetyczne takich, jak np. diabaz. Anomalia
zaznaczona czerwoną strzałką związana jest z występującą tu wychodnią lub kominem
wulkanicznym zbudowanych z omawianej skały. Około 50-100 m dalej na północ i północny
wschód pojawiają się liniowe anomalie o rozciągłości W-E, które, jak uwaŜano do 2004 roku,
są efektem dajek diabazowych (Bojdys, 2005-2006). Około 30-70 m dalej jest anomalia,
której pochodzenie nie jest dokładnie określone. Po jej kształcie i wielkości moŜna sądzić, iŜ
ciało ją wywołujące moŜe znajdować się na większej głębokości. Anomalie znajdujące się
dalej na wschód mogą być związane z diabazami lub być innego pochodzenia. W miejscu
zaznaczonym niebieską strzałką jest odsłonięcie diabazu miękińskiego.
W wyniku wstępnej interpretacji tych danych z tego obszaru, Bojdys (2005-2006) otrzymał
odpowiedź, Ŝe strop diabazów jest na minimalnej głębokości ok. 50-80 cm, a spąg
maksymalnie na 22-23 m.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
17
5. Pomiary geoelektryczne 5.1. Charakterystyka metody i podstawy fizyczne Metoda obrazowania elektrooporowego (Resistivity Imaging), zwana teŜ tomografią
elektrooporową, jest kombinacją sondowań i profilowań elektrooporowych. Polega ona na
tym, Ŝe układ pomiarowy o najmniejszym rozstawie jest przesuwany z odpowiednim krokiem
profilowania od początku do końca załoŜonego profilu. Po powrocie na początek linii
pomiarowej, rozstaw układu jest zwiększany, a następnie cały układ o tym rozstawie jest
przesuwany z tym samym krokiem do końca profilu. Zwiększanie rozstawu układu
pomiarowego wykonuje się do momentu osiągnięcia spodziewanej głębokości
poszukiwanego obiektu. W rzeczywistości stosuje się zautomatyzowane pomiary, tzn. ustawia
się elektrody w równych odstępach (jak na fig. 5.5.), które za pośrednictwem przewodu
wieloŜyłowego połączone są z komutatorem elektrod (fig. 5.3., fig. 5.4.). Odpowiedni
program w komputerze PC odpowiada za wybór właściwych elektrod w zaleŜności od
rodzaju, pozycji i szacowanego zasięgu układu pomiarowego, co pokazane jest na fig. 5.1.,
fig. 5.2. oraz za obliczenie wartości oporności pozornej w danym punkcie pomiarowym
poszczególnych profili pomiarowych nad intruzjami diabazów w Miękini
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
49
własności magnetyczne. Mogą to być, np. jakieś przeszkody w równomiernym płynięciu
magmy (gdy załoŜymy model płytowy) lub skały rodzime pomiędzy pęknięciami (gdy
załoŜymy model dajkowy). Charakterystyczne ugięcia, bądź nawet przesunięcia anomalii
świadczą o moŜliwości występowania uskoków na tym obszarze, jak na fig. 7.7.
7.5. Przetwarzanie danych Przetwarzanie ma na celu odpowiednią obróbkę otrzymanych danych pomiarowych.
Zalicza się tu równieŜ inwersję (interpretację geofizyczną). Podczas pomiarów magnetometry
były zsynchronizowane, tzn. ich zegary wskazywały dokładnie tę samą godzinę, lecz czas
rejestrowania pomiarów dla kaŜdego przyrządu był róŜny. W punkcie bazowym pomiary były
zapisywane co 15 sekund, zaś na profilach – wtedy, kiedy zaistniała potrzeba, tzn. w
momencie ustawienia się na danym punkcie pomiarowym. Aby obliczyć anomalię
magnetyczną ze wzoru (7.7.) naleŜy doprowadzić tego, aby Tpom i Tbaz miały wartości w
dokładnie tym samym czasie. Zastosowano do tego interpolację czasową. Polega ona na
obliczeniu wartości pola magnetycznego Tbaz w czasie, w którym został wykonany pomiar w
danym punkcie profilu Tpom. Wykorzystano do tego program równaj.exe autorstwa dr hab.
inŜ. Grzegorza Bojdysa. Otrzymane dane to wartość anomalii magnetycznej oraz współrzędne
punktów pomiaru, z których wykreślono, w programie SURFER, mapę anomalii
magnetycznej (fig. 7.7.) oraz, w programie GRAPHER, zestaw krzywych pomiarowych ∆T
(fig. 7.8.). Wyniki ∆T z kaŜdego profilu moŜna wczytać do programu Inter-m2D.
7.5.1. Program komputerowy Program Inter-m2D (fig. 7.9., fig. 7.11., fig. 7.12.) autorstwa dr hab. inŜ. Grzegorza
Bojdysa jest aplikacją słuŜącą do rozwiązania zadania odwrotnego (inwersji) w
magnetometrii przez rozwiązanie zadania prostego, czyli modelowanie. Polega ono na takim
(tu „ręcznym”) dobraniu modelu magnetycznego, aby obliczony od niego efekt w postaci
krzywej modelowej pokrywał się lub był zbliŜony z dopuszczalnym błędem do krzywej
pomiarowej (fig. 7.11.).
W pierwszej kolejności naleŜy wczytać dane. SłuŜy do tego opcja . UmoŜliwia ona
załadowanie krzywej pomiarowej (*.dat, *.txt), morfologii terenu (*.dat, *.txt), modelu
(wcześniej przygotowanego – *.dat, *.txt) oraz kontynuację rozpoczętej wcześniej pracy
(*.rob, *.rez). Aby wczytać taki plik, musi on mieć odpowiednio przygotowany nagłówek
(fig. 7.10.a) zawierający: ilość punktów pomiarowych na danym profilu, krok pomiarowy,
azymut profilu (patrz fig. 7.3.), inklinację ziemskiego pola magnetycznego, typ anomalii (np.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
50
T) oraz adnotację. Na samym końcu w zaleŜności od tego, czy jest to model, podana jest
liczba struktur (powierzchni rozdziału) do jego stworzenia. Opcja umoŜliwia powrót do
skali 1:1, po wcześniejszym zastosowaniu przewyŜszenia osi poziomej lub pionowej .
Klikni ęcie na pozwala dokonać korekty wybranej powierzchni rozdziału (fig. 7.11.) albo
rozkładu namagnesowania w warstwie oraz kąta namagnesowania w płaszczyźnie profilu β
(dla całego modelu) (fig. 7.12.). W dolnej części ekranu pojawia się dodatkowe menu, z
którego moŜna wybrać powierzchnię rozdziału lub warstwę i zmienić wartości wymaganych
parametrów. Stawianie repera blokuje zmianę wybranego punktu (dostępne w
późniejszych wersjach programu). „Licz wszystko” oblicza krzywą modelową na
podstawie załoŜonego modelu. Zwykle przy kaŜdej zmianie parametrów modelu zmiany
krzywej modelowej są od razu zauwaŜane, lecz czasami przy wczytaniu nowego modelu
naleŜy uŜyć tego klawisza do odświeŜenia wyników. Program umoŜliwia teŜ odwrócenie
profilu pomiarowego , a tym samym automatyczną zmianę wartości azymutu profilu oraz
kąta namagnesowania β (zgodnie z fig. 7.3.). W końcu uzyskane wyniki uŜytkownik moŜe
zapisać na dysku komputera po kliknięciu na . W tej opcji dostępne jest zapisanie: krzywej
modelowej (*.dat), warstwy redukcyjnej (morfologii) (*.dat), parametrów modelu (*.dat),
całości jako wersja do programu SURFER w postaci tzw. „maski” (*.bln) oraz całości jako
wersji roboczej (*.rob), którą moŜna z powrotem wgrać do programu. Informacja o programie
Inter-m2D dostępna jest pod ikonką . Obok klawiszy funkcyjnych są wyświetlone (jak na
fig. 7.10.b) parametry zawarte w nagłówku pliku, który zostaje wczytany do programu.
Fig. 7.9. Okienko startowe programu inter-m2D
a)
b)
Fig. 7.10. Dane z nagłówka pliku a) wyświetlone w programie Inter-m2D b)
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
51
model
krzywa pomiarowakrzywa modelowa
warstwa redukcyjna
Fig. 7.11. Korekta wybranej powierzchni
Fig. 7.12. Korekta namagnesowania w warstwie
Program umoŜliwia ustalanie rozkładu namagnesowania osobno w kaŜdej warstwie modelu.
Kąt namagnesowania w płaszczyźnie profilu odnosi się do wszystkich warstw tworzących
model.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
52
7.5.2. Interpretacja geofizyczna przy uŜyciu programu komputerowego Przed przystąpieniem do interpretacji geofizycznej (inwersji) naleŜy dobrać wartość
namagnesowania J diabazu oraz skał otaczających i wartość kąta namagnesowania w
płaszczyźnie profilu β. Dla uproszczenia procesu inwersji, przyjęto taką samą wartość J dla
całego złoŜa i wartość β, choć w rzeczywistości złoŜe nie jest jednorodne i w kaŜdym miejscu
moŜe mieć inną wartość J oraz inny kąt namagnesowania. Namagnesowanie diabazu czarnego
otrzymano z obliczeń, których wyniki przedstawiono w tabeli 6.1. (rozdz. 6.4.) – J = 1.6 A/m.
Nie wzięto pod uwagę wartości J diabazu brunatnego, gdyŜ jest ona zbyt mała w porównaniu
z J odmiany czarnej, co mogłoby spowodować wygenerowanie modelu o znacznych
miąŜszościach. Efekt ten nie byłby wówczas zgodny z rzeczywistością. Wartość
związane jest tylko ze skałami posiadającymi własności magnetyczne.
Wartość β wyznacza się metodami laboratoryjnymi wykonując badania paleomagnetyczne
NRM (naturalnej pozostałości magnetycznej) próbki. Badania te nie były moŜliwe do
zrealizowania, bo nie ma reprezentatywnych próbek ze złoŜa. Próbki przedstawione na fig.
1.1. i 6.1. pochodzą z odsłonięcia przy drodze polnej zaznaczonej czerwoną strzałką na fig.
4.1., czyli ok. 100 m na zachód od pola pomiarowego. Pozostało więc dobrać wartość β
metodą szukania. Wykorzystano do tego wyniki inwersji geoelektrycznej z fig. 5.12.
ZałoŜono granicę diabazów na izolinii 72 Ohm*m i (na profilu 5) 58 Ohm*m digitalizując
model geoelektryczny. Dane te wczytano do programu Inter-m2D jako początkowy model
magnetyczny. Przyjęto wstępnie, Ŝe skała jest namagnesowana indukcyjnie (zgodnie z
obecnym polem magnetycznym), czyli β = 63°. Ustalono, Ŝe strop skały pokrywa się (w
górnej części kaŜdego profilu) z izolinią wartości oporności elektrycznej (linii tej samej
wartości ρ) odpowiednio 72 i 58 Ohm*m. Następnie manewrując tylko dolną powierzchnią
rozdziału, dopasowano, w miarę moŜliwości najlepiej, krzywą modelową do krzywej
pomiarowej ∆T. NałoŜono (w programie SURFER) model magnetyczny na model
geoelektryczny, lecz nie miały one ze sobą nic wspólnego (nie pokrywały się).
Namagnesowanie nie pokryło się z namagnesowaniem indukcyjnym, z tego wynika, Ŝe
istnieje pozostałość magnetyczna. Zatem przyjęto inną wartość kąta namagnesowania. W
kolejnych etapach szukania β, ustalono niezaleŜnie dla kaŜdego profilu wartość tego kąta,
dobierając ją tak, aby oba modele pokrywały się najlepiej: na profilu -5 – β = 160°, na 0 – β =
160° i na 5 – β = 140°. Z uwagi na konieczność ujednolicenia wartości kąta namagnesowania
(łatwość interpretacji oraz ustalenie wypadkowej wartości kąta dla całej skały), przyjęto
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
53
średnią arytmetyczną z tych liczb. Dla β = 153° wykonano jeszcze raz proces inwersji,
którego wyniki przedstawione są na fig. 7.13, fig. 7.14 i fig. 7.15.
Profil -5
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
ρ [ohm*m]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
] 2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
-200
-100
0
100
200
300
dT [n
T]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6 1.6 1.60
Fig. 7.13. Dobór kąta namagnesowania oraz przedstawienie modelu dajkowego na profilu -5
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
54
Profil 0
ρ [ohm*m]
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
-200
-100
0
100
200
300dT
[nT
]
01.6
1.6
1.61.6
0
0
namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
Fig. 7.14. Dobór kąta namagnesowania oraz przedstawienie modelu dajkowego na profilu 0
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
55
Profil 5
ρ [ohm*m]
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
] 2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
-200
-100
0
100
200
300dT
[nT
]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
01.61.6 1.6
0
Fig. 7.15. Dobór kąta namagnesowania oraz przedstawienie modelu dajkowego na profilu 5
ZałoŜono 2 koncepcje rozwiązania zadania. Pierwszą jest to, Ŝe 2 dominujące anomalie
związane są z pionowymi strukturami (dajkami). Zadanie to rozwiązano w trakcie szukania
kąta β. Ta niezgodna intruzja dość dobrze pasuje tylko do modelu geoelektrycznego na profilu
0 (fig. 7.14.). Druga koncepcja zakłada, Ŝe diabaz występuje tu w postaci popękanych bloków
płytowych, co bardziej odpowiada wynikom inwersji geoelektrycznej (fig. 5.12.) i
rzeczywistej budowie geologicznej, przedstawionej na fig. 3.2. Wobec tego zdecydowano się
skupić uwagę na drugim rozwiązaniu.
Z ustalonymi wcześniej parametrami (J = 1.6 A/m oraz β = 153°) przystąpiono do
interpretacji magnetycznej. Aby w duŜym stopniu ograniczyć wieloznaczność, model
magnetyczny starano się dopasować dość dokładnie do modelu geoelektrycznego (modelu
wyjściowego), bowiem metodę Resistivity Imaging oraz moŜliwość automatycznej inwersji
(bez ingerencji interpretatora) jej wyników, uznano za metodę samodzielną. Na profilach -10 i
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
56
10 model magnetyczny opracowano na podstawie podobieństwa z modelami sąsiednich
profili (odpowiednio -5 i 5). Spąg diabazu ustalono na głębokości większej niŜ głębokość
zasięgu metody geoelektrycznej ze względu na moŜliwość jego występowania poniŜej.
Dopasowanie dolnej granicy diabazu jest mniej pewne i mniej czułe, bo efekt magnetyczny z
takiej głębokości h jest jak 1/h3, dlatego tam, gdzie było to konieczne, zmieniano głębokość
spągu w większym zakresie. Manewrowano głównie stropem interpretowanej skały, gdyŜ im
bliŜej powierzchni Ziemi, tym czułość na zmiany jest większa. Ze względu na niewiadome
pochodzenie anomalii magnetycznej północnej części kaŜdego profilu, stwierdzono, Ŝe ciało
ją wywołujące, moŜe znajdować się głębiej, dlatego głębokość spągu sięga wartości nawet 25
m, a strop ustalono poza zasięgiem metody geoelektrycznej.
W ramach eksperymentu dokonano inwersji danych pomiarowych z uwzględnieniem
morfologii terenu na tle wyników interpretacji geoelektrycznej na profilu 0 (fig. 7.16.) i
porównano (z dokładnie tymi samymi załoŜeniami) z wynikami bez morfologii (fig. 8.3.).
RóŜnice jakie powstały, wynikają z wieloznaczności interpretacji. Zmiany kąta nachylenia
terenu nie wpłynęły w sposób istotny na wyniki interpretacji magnetycznej, dlatego nie brano
pod uwagę morfologii do inwersji na pozostałych profilach.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
57
Profil 0
ρ [ohm*m]
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dTmorfologia terenu
model ciala zaburzajacego
S N
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
h [m
]
2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
0
5
10
dh [m
]
-200
-100
0
100
200
300dT
[nT
]
01.6
1.6
00 1.6
1.6
0
namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
Fig. 7.16. Zestawienie interpretacji magnetycznej (z uwzględnieniem morfologii) i
geoelektrycznej na profilu 0
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
58
8. Zestawienie wyników badań magnetycznych i geoelektrycznych i ich omówienie Zestawienie wyników badań magnetycznych i geoelektrycznych to prezentacja
ostatecznych wyników interpretacji geofizycznej wraz z odniesieniem do budowy
geologicznej na terenie pola pomiarowego. Budowa geologiczna nie jest w tym miejscu
dokładnie rozpoznana, dlatego wyniki badań mogą pomóc rozwiązać ten problem,
przynajmniej do głębokości 10-15 metrów.
Fig. 8.1.-8.5. przedstawiają wyniki interpretacji geofizycznej na kaŜdym profilu. Fig. 8.1. i
fig. 8.5. nie zawierają wyników geoelektrycznych, dlatego modele magnetyczne dopasowano
na podstawie podobieństwa do modeli sąsiednich profili. Szacuje się, Ŝe modele Resistivity
Imaging powinny wyglądać podobnie.
Strefa o najwyŜszych opornościach na głębokości 2-10 m odpowiada „warstwie” diabazu
miękińskiego, co potwierdza model magnetyczny oraz obecność maximów oporności pod
dodatnimi ekstremami krzywej anomalii ∆T. Diabaz charakteryzuje się (tu) względnie wyŜszą
wartością oporności elektrycznej oraz najsilniejszymi własnościami magnetycznymi. Skała ta
jest w róŜnym stopniu zwietrzała, co moŜna zauwaŜyć na wynikach geoelektrycznych. Im ona
jest bardziej zmieniona, tym jej oporność jest niŜsza. W miejscach, gdzie oporność ma duŜą
wartość, moŜe być czarna odmiana diabazu, a tam, gdzie niŜszą – brunatna. Ta pierwsza
zawiera magnetyt, który posiada silne własności magnetyczne, a druga – hematyt,
magnetycznie słabszy w stosunku do pierwszego.
Nad omawianą skałą występuje zwietrzelina, która raczej nie wykazuje własności
magnetycznych, choć miejscami model magnetyczny ją obejmuje. MoŜe to być związane z
obecnością duŜej ilości wtórnych minerałów magnetycznych lub moŜe to być ta skała, lecz w
tym miejscu mieć inne własności elektryczne. Nieuwzględnienie morfologii terenu w
pomiarach elektrooporowych moŜe na to mieć niewielki wpływ, szczególnie w południowej
części przekroju. Strefa głębokości od 0 do ok. 2 m związana jest z glebą, w dolnej części z
dodatkiem gliny zwietrzelinowej. Wysoka oporność moŜe być związana z występowaniem
lessów (Czerny, 2006) lub bardzo przesuszonej gleby.
W dolnej części przekroju, strefa pośrednich oporności (25-75 Ohm*m) prawdopodobnie
reprezentuje zwietrzały lub przeobraŜony, w wyniku wylania się gorącej magmy, zlepieniec
myślachowicki. Z informacji geologicznych (rozdz. 3.) wynika, Ŝe zlepieniec wietrzał w tym
samym okresie, co diabaz, ale proces przeobraŜenia i potem wietrzenia jest tu jak najbardziej
moŜliwy. Wobec tego niska, jak na zlepieniec, oporność elektryczna jest uzasadniona.
W północnej części przekroju geoelektryczno-magnetycznego oraz na głębokości powyŜej 10
m występuje strefa o obniŜonej oporności. Fig. 3.2. podpowiada, Ŝe w tym miejscu są skały
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
59
strefy paleowietrzeniowej powstałej ze zwietrzenia niŜej leŜących warstw, którą tworzą iły. W
północnej części zagadkowa jest anomalia magnetyczna. Do końca nie wiadomo, co ją
wywołuje. Pomiary przy uŜyciu tomografii elektrooporowej nie wykryły Ŝadnego ciała
zaburzającego pole magnetyczne w tym miejscu. Na tej podstawie moŜna sądzić, Ŝe anomalia
pochodzi od ciała zlokalizowanego głębiej niŜ głębokość diabazu. Nawet w modelowaniu
magnetycznym przyjęto dla tego obiektu namagnesowanie 1.6 A/m, jak dla diabazu, gdyŜ
wówczas sądzono, Ŝe to ta skała moŜe tam znajdować się. Z kolei Czerny (2006) podaje, Ŝe tę
strefę budują iły pąsowo-czerwone i fioletowo-czerwone, drobno mikowe, z wkładkami
piaskowców arkozowych czerwonawych i Ŝółtawych. Górna jej część jest czerwona, gdyŜ
zawiera minerały, w których Ŝelazo jest na trzecim stopniu utlenienia Fe3+ (goethyt, hematyt),
a dolna – szara lub czarna, bo zawiera minerały femiczne na drugim stopniu utlenienia Ŝelaza
Fe2+ (np. magnetyt?). Wymodelowana w tej części przekroju struktura moŜe wskazywać na
większą koncentrację hematytu, a nawet magnetytu (?) w iłach, pojawiającą się na głębokości
od ok. 5.5 m lub płycej.
Warto teŜ zwrócić uwagę na minimum anomalii magnetycznej w okolicy środka kaŜdego
profilu. Charakteryzuje ono skały niemagnetyczne. UwaŜa się, Ŝe diabaz jest skałą spójną i
nie zawiera minerałów pierwotnych. W wyniku wietrzenia powstały minerały wtórne.
Dodatkowo w tym miejscu te wtórne minerały mogły zostać usunięte przez wody gruntowe
lub inny czynnik trudny do identyfikacji na obecnym poziomie badań. Innym wyjaśnieniem,
bardziej prawdopodobnym, jest przeszkoda w równomiernym płynięciu potoku magmowego.
Wówczas byłaby ona niemagnetyczną skałą (o oporności elektrycznej zbliŜonej do oporności
diabazu), nie mającą nic wspólnego ze zjawiskami magmowymi, istniejącą jeszcze przed
intruzją.
Na profilach 5, 0 i -5 między 70. i 80. metrem obserwuje się niewielką anomalię, która
„przesuwa się” w kierunku północnym wraz ze zmianą profilu w podanej kolejności. Na
profilu 10 i -10 ona nie występuje lub jest maskowana przez sąsiadujące większe anomalie.
Nie jest to struktura 2D (dwuwymiarowa), stąd problem z dopasowaniem modelu
magnetycznego. Na przekroju elektrooporowym obserwuje się w iłach lokalny wzrost
oporności do 20-25 Ohm*m. Ta „dziwna anomalia” magnetyczna i elektryczna moŜe być
związana z nieciągłością tektoniczną. Prawdopodobne uskoki tektoniczne zaznaczone są na
mapie anomalii magnetycznej przedstawionej na fig. 7.7.
Na profilu 0 między 52. i 62. metrem (fig. 8.3.) na przekroju Resistivity Imaging wyraźnie
obserwuje się jak struktura pozioma zmienia kierunek na pionowy. Tego niezwykłego
zjawiska nie ma na pozostałych przekrojach. Do tej pory uwaŜano, Ŝe potok magmowy mógł
wypłynąć na 4 strony świata ze szczeliny lub komina będącego odsłonięciem w drodze polnej
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
60
(strzałka czerwona na fig. 3.2., fig. 4.1.). Czy tu teŜ mamy do czynienia ze szczeliną lub
kominem wulkanicznym? Jeśli tak, to potok magmowy mógł wylać się z tej właśnie szczeliny
i popłynąć na południe, wschód i zachód (a czemu nie w kierunku północnym?). W związku z
tym, mogłyby teŜ być 2 kominy: jeden przedstawiony czerwoną strzałką (fig. 4.1.), a drugi to
ten omawiany. Do tej sytuacji doskonale pasuje model dajkowy (model struktury pionowej)
(fig. 7.14.). Jeśli jednak to nie jest komin, to prawdopodobnie w tym miejscu miąŜszość
intruzji jest większa, a efekt ugiętych izoomów moŜe być związany z wietrzeniem tej skały. Ił
jest skałą plastyczną, która pod wpływem cięŜaru gorącej magmy mogła podnieść się od
północnej strony intruzji, stąd głębokość stropu iłów jest podobna do stropu intruzji diabazu.
W południowej części przekroju wyraźnie widać, jak wartość anomalii ∆T maleje. Jest to
efekt „wycieniania” się diabazu, tzn. w kierunku południowym intruzja staje się coraz
cieńsza. Innym rozwiązaniem moŜe być zwiększająca się głębokość diabazu lub
zmniejszająca się wartość podatności magnetycznej na skutek intensywniejszego wietrzenia
(występowanie odmiany brunatnej?), czego nie uwzględniono w modelu. KaŜdy ewentualny
wzrost wartości anomalii ∆T moŜe być efektem wzrostu oporności elektrycznej (jak np.
między 16. i 22. metrem na profilu 0 (fig. 8.3.)), a tym samym obecnością w tym miejscu
czarnej odmiany diabazu.
Głębokość stropu diabazu jest zmienna. Najmniejsze wartości przyjmuje ona pod maximami
anomalii magnetycznej. Dla profilu -10 jest to: 0.4-0.5 m, dla -5: 0.5-0.7 m, dla 0: 0.8-1.1 m,
dla 5: 0.9-1.3 m i dla profilu 10: 0.5-1 m. Warto wspomnieć, Ŝe te mniejsze wartości dotyczą
maximum ∆T zlokalizowanego między 55. a 60. metrem kaŜdego profilu, zaś te większe
związane są z dodatnim ekstremum od strony południowej, jak przedstawiają fig. 8.1-8.5. Z
uwagi na mniej pewne i mniej czułe dopasowanie spągu diabazu, jego głębokość szacuje się
na 15 m, choć w południowej części kaŜdego profilu nawet na 7 m. W północnej części linii
pomiarowej, jak juŜ wspomniano, mamy raczej do czynienia z wysoką koncentracją
minerałów magnetycznych w iłach strefy paleowietrzeniowej, stąd głębokość stropu i spągu
tej części modelu nie jest związana z występowaniem obok diabazów.
W rozdziale 7.5.2. załoŜono 2 koncepcje rozwiązania zadania: model potrzaskanej płyty oraz
model dajkowy. Wszystkie wyniki raczej przekonują, Ŝe intruzja ma charakter płytowy.
Otrzymany wynik jest ekwiwalentny, ale nie ostateczny i podlega dalszej dyskusji.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
61
Profil -10
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
-200
-100
0
100
200
300
400dT
[nT
]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6
0
0
0
1.61.6
Fig. 8.1. Wyniki interpretacji magnetycznej na profilu -10
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
62
Profil -5
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
ρ [ohm*m]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
] 2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
-200
-100
0
100
200
300dT
[nT
]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
1.6
1.6
1.6
0
00
Fig. 8.2. Zestawienie wyników interpretacji magnetycznej i geoelektrycznej na profilu -5
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
63
Profil 0
ρ [ohm*m]
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
-200
-100
0
100
200
300dT
[nT
]
01.6
1.6
1.6
1.6
0
0
namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
1.6
00
Fig. 8.3. Zestawienie wyników interpretacji magnetycznej i geoelektrycznej na profilu 0
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
64
Profil 5
ρ [ohm*m]
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
] 2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
-200
-100
0
100
200
300dT
[nT
]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6
1.6
1.6
0
0
0
Fig. 8.4. Zestawienie wyników interpretacji magnetycznej i geoelektrycznej na profilu 5
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
65
Profil 10
krzywa pomiarowa dTkrzywa modelowa dT
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
-200
-100
0
100
200
300
400dT
[nT
]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6
00
0
1.6
1.60
Fig. 8.5. Wyniki interpretacji magnetycznej na profilu 10
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
66
9. Wnioski (zakończenie) W warunkach słabego rozpoznania budowy geologicznej zastosowanie kilku metod
geofizycznych pozwala ograniczyć wieloznaczność interpretacji.
Wyniki badań metodą Resistivity Imaging dostarczyły informacji o kształcie intruzji
diabazowej. Początkowo sądzono tylko w oparciu o analizę obrazu anomalii ∆T, Ŝe diabaz
miękiński występuje tu w postaci dajek, lecz wyniki tomografii elektrooporowej pozwoliły na
zmianę koncepcji interpretacji. Choć maksymalny zasięg metody wynosi 10.5 m, to jest on
wystarczający do potwierdzenia tu budowy płytowej diabazu. Metoda geoelektryczna rzuciła
teŜ cień nadziei na to, Ŝe na profilu 0 moŜe istnieć komin lub szczelina, poprzez które mógł
wylać się potok magmowy, lecz na tym etapie badań nie da się tego potwierdzić.
Obrazowanie elektrooporowe potwierdziło występowanie w północnej i dolnej części profili
iłów strefy paleowietrzeniowej.
Zastosowanie metody magnetycznej obok metody geoelektrycznej pozwoliło
stwierdzić, Ŝe intruzja diabazu miękińskiego ma formę złoŜoną. Największe wartości
anomalii magnetycznej mogą być efektem od odmiany czarnej diabazu, gdzie głównym
minerałem magnetycznym (wg Czernego, 2006) jest magnetyt. Mniejsze wartości mogą
pochodzić od bardziej zwietrzałej skały – odmiany brunatnej, gdzie dominującym minerałem
magnetycznym jest hematyt. Występujące w środkowej części profili minimum ∆T wskazuje
na pojawienie się tu utworów pozbawionych własności magnetycznych. Mogą one stanowić
przeszkodę w równomiernym płynięciu potoku magmowego. Metoda magnetyczna wskazała
w północnej części profili anomalię. NiŜsza wartość ∆T, w porównaniu z wartością anomalii
nad diabazami, sugeruje obecność ciała zaburzającego na większej głębokości niŜ intruzja
diabazu.
Wykorzystanie metody kappametrycznej przyczyniło się do ułatwienia modelowania
magnetycznego. Dzięki pomiarom podatności magnetycznej próbek, obliczono ich
namagnesowanie oraz uŜyto (wartość 1.6 A/m) do stworzenia modelu. Wyniki pomiarów κ
(w tab. 6.1.) potwierdzają zróŜnicowanie pod względem stopnia zwietrzenia diabazu (istnienie
brunatnej i czarnej odmiany). W czarnej odmianie, gdzie głównym minerałem magnetycznym
jest magnetyt, zaobserwowano 3-krotnie większą wartość podatności (κ = 3156.4 · 10-6 CGS)
w stosunku do odmiany brunatnej (κ = 995.5 · 10-6 CGS).
Dzięki zastosowaniu kompleksowej interpretacji udało się potwierdzić istnienie
diabazu miękińskiego na badanym obszarze na średniej głębokości ok. 3 m. Najmniejszej
głębokości występowania stropu badanej skały naleŜy się spodziewać pod maximami ∆T,
gdzie średnia wartość h = ok. 75 cm. Średnią głębokość spągu szacuje się na 10 m.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
67
Profil -10
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0h
[m]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6
0
0
0
1.61.6
Fig. 9.1. Podsumowanie wyników interpretacji geofizycznej na profilu -10
Profil -5
model ciala zaburzajacego
S Nρ [ohm*m]
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
1.6
1.6
1.6
0
00
Fig. 9.2. Podsumowanie wyników interpretacji geofizycznej na profilu -5
Profil 0ρ [ohm*m]
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
01.6
1.6
1.6
1.6
0
0
namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
1.6
00
Fig. 9.3. Podsumowanie wyników interpretacji geofizycznej na profilu 0
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
68
Profil 5ρ [ohm*m]
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
2
5
8
12
16
20
25
31
38
46
58
72
89
110
138
171
212
370
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6
1.6
1.6
0
0
0
Fig. 9.4. Podsumowanie wyników interpretacji geofizycznej na profilu 5
Profil 10
model ciala zaburzajacego
S N
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y [m]
-25
-20
-15
-10
-5
0
h [m
]
01.6 namagnesowanie modelu magnetycznego [A/m]
0
1.6
00
0
1.6
1.60
Fig. 9.5. Podsumowanie wyników interpretacji geofizycznej na profilu 10
Zestawienie metod geofizycznych pozwoliło wyjaśnić źródło anomalii magnetycznej w
północnej części. Badania metodą tomografii elektrooporowej wykazały, Ŝe źródło to
(koncentracja hematytu lub teŜ magnetytu) występuje w iłach strefy paleowietrzeniowej, co
potwierdza przekrój geologiczny na fig. 3.2. Niewielki wzrost ∆T oraz ρ między 70. i 80.
metrem moŜe mieć związek z jakąś nieciągłością tektoniczną, co przedstawia fig. 7.7.
Ostatecznie moŜna stwierdzić, Ŝe cel pracy został osiągnięty, gdyŜ kompleksowa
interpretacja pomiarów magnetycznych i elektrooporowych dała lepsze wyniki (fig. 9.1.-9.5.).
Potwierdziła ona wcześniejsze załoŜenia przedstawione na fig. 3.2. (przynajmniej ich część),
ale nie ostatecznie i podlega to dalszej dyskusji.
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
69
Literatura Bartington Instruments Ltd (2004) Operation Manual for MS2 Magnetic Susceptibility System. Instrukcja obsługi systemu do pomiaru podatności magnetycznej. Strona internetowa http://www.bartington.com (niepublikowane). Bojdys, G. (2005-2006) Konsultacje w trakcie przygotowywania pracy dyplomowej. Czerny, J. (2006) Przekaz ustny oraz podane ustnie informacje z lat 90. XX w. będące efektem pracy grup studenckich w ramach praktyk z kartografii geologicznej pod opieką dr inŜ. Jerzego Czernego. Czerny, J., Muszyński, M. (1997) Co-Magmatism of the Permian Volcanites of the Krzeszowice Area in the Light of Petrochemical Data. Mineralogia Polonica Vol. 28, No 2, 3-25. Dearing, J. (1999) Environmental Magnetic Susceptibility. Using the Bartington MS2 System. British Library Cataloguing in Publication Data (strona internetowa: http://www.bartington.com), England. Dzwinel, J. (1972) Elektryczne Metody Poszukiwawcze. W: Zarys Geofizyki Stosowanej (Fajklewicz, Z., red.), Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, ss. 295-482. Dzwinel, J. (1978) Geofizyka: Metody Geoelektryczne: Dla Techników. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa. Fajklewicz, Z. (1972) Magnetometria Poszukiwawcza. W: Zarys Geofizyki Stosowanej (Fajklewicz, Z., red.), Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, ss. 227-294. Główny Geodeta Kraju (1997) Mapa topograficzna Polski: Wola Filipowska M-34-64-C-a-2 1:10 000. Główny Geodeta Kraju, Warszawa. Heflik, W. (1960) Charakterystyka Petrograficzna Diabazów i Melafirów z Miękini. W: Materiały do Geologii Obszaru Śląsko-Krakowskiego (tom VI). Instytut Geologiczny, Warszawa, biuletyn 155. Jaroszewski, W. (red.) (1985) Słownik Geologii Dynamicznej. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa. Loke, M. H. (1999) Electrical Imaging Surveys For Environmental And Engineering Studies. Przewodnik do badań metodą Resistivity Imaging. Strona internetowa: http://www.abem.com (niepublikowane). Mortimer, Z. (2001) Zarys Fizyki Ziemi. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków. Płonczyński, J., Łopusiński L. (1992) Szczegółowa mapa geologiczna Polski w skali 1:50000: Krzeszowice M-34-64-C. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. Scintrex Ltd (1994): ENVI Geophysical System Operations Manual. Instrukacja obsługi magnetometru. Strona internetowa: http://www.scintrexltd.com (niepublikowane).
Praca magisterska Michał Górka, WGGiOŚ, AGH
70
Zajączkowski, W. (1964) Utwory Dolnego Karbonu i Budowa Geologiczna Okolic Grzbietu Dębnickiego. W: Materiały Na XXXVII Zjazd Polskiego Towarzystwa Geologicznego (Bojkowski, K., Jachowicz, A., red.), Polskie Towarzystwo Geologiczne, Katowice, cz. II, ss. 1-23.