تحقیق و پروژه رایگان - 279

reyhaneh

ریشه لغوی
زمین شناسی تاریخی از دو کلمه Historical به معنی تاریخی و Geology به معنی زمین شناسی گرفته شده است.

دید کلی
زمین شناسی تاریخی ، شاخه مهمی از علم زمین شناسی است که از تاریخ تحولات و تکامل تدریجی زمین و حیات وجود در آن از ابتدای تشکیل تا به امروز بحث می‌نماید. از این رو زمین شناسی تاریخی ارتباط بسیار نزدیکی با چینه شناسی ، فسیل شناسی و ژئوکرونولوژی دارد. سیر تحولات پوسته زمین اعم از قاره‌ای و اقیانوسی ، منشا و موقیت قبلی و اولیه قاره‌ها ، زمان جدایش آنها ، تشکیل اقیانوس ، منشا حیات و سیر تکاملی آنها در زمان‌های مختلف زمین شناسی ، همچنین کوهزایی‌ها و زمان آنها ، از جمله فرآیند‌هایی هستند که در طول تاریخ زمین رخ داده‌اند و در تقسیم بندی عمر زمین به دوره‌های زمین شناسی نقش اساسی دارند.

روش زمین شناسی تاریخی آن است که از طریق مطالعه ساختمان کنونی ، اثرات و شواهد پدیده‌های مختلف به چگونگی وقوع و شکل گرفتن آنها پی برده می‌شود. اطلاعات حاصل از یادگیری تاریخ زمین بسیار با ارزش است. برای مثال امروزه زمین شناسان دریافته‌اند که نفت و گاز اغلب بر روی گنبدهای نمکی تجمع پیدا می‌کنند و یا ذغال سنگ‌ها معمولا در آب و هوای گرم و مرطوب و محیط‌های مردابی بوجود می‌آیند، از طریق مطالعه گذشته زمین می‌توان به چنین محیط‌های رسوبی و یا آب و هوای دیرینه پی برده و در نتیجه راه را برای اکتشاف منابع مذکور هموار نمود.

تاریخچه زمین شناسی تاریخی

* انسان از بدو خلقت می‌کوشیده که محیط خود را بشناسد، انسان اولیه از مشاهده پدیده‌هایی مانند : زلزله ، آتشفشان و باد و باران به تفکر پرداخته و برای بقای زندگی تلاش نموده تا محیط خود را بهتر بشناسد. زمین شناسی تاریخی یکی از شاخه‌های متنوع زمین شناسی است که همزمان با پیشرفت این علم بر اهمیت آن افزوده شده است.

* ویلیام اسمیت (1839-1769) مهندس معدن طی تجربیات 24 ساله خود علم چینه شناسی و زمین شناسی تاریخی را بنیانگذاری نمود. وی به پدر چینه شناسی معروف شده است.

* انتشار کتاب تئوری زمین) توسط جیمز هاتن توجه مردم را به اهمیت مطالعه زمین و تاریخ آن جلب نمود. هاتن نشان داد که فسیلها بقایای حیات گذشته بوده و برای تعیین سن نسبی زمین می‌توان از آنها استفاده نمود.

* بعد از کشف مواد رادیواکتیو در اوایل قرن جدید برای تعیین سن زمینی و تنظیم جدول زمانی آن از این مواد استفاده شد. تئوری تکتونیک صفحه‌ای وگنر (1915) به حل مسائل مهم زمین شناسی کمک زیادی نمود.

* با اینکه امروزه اطلاعات زیادی از زمین و تحولات آن کسب شده است، ولی مسائل دیگری نیز لاینحل باقی مانده که کشف و حل آنها بر عهده زمین شناسان جوان خواهد بود.

تولد زمین

* حدود 10 میلیارد سال قبل ، ستاره که از هیدروژن اولیه زاده شده بود منفجر گردید و بقایای اتم‌های هیدروژن و هلیم و سایر عناصر سنگین آن ستاره در فضا آزاد شد. پنج میلیارد سال بعد خورشید و بیش از یکصد تریلیون اجرام کوچک و بزرگ سماوی متشکل از مواد مختلف گازی ، جامد و یخ در مدارهای مختلف به دور خورشید به گردش درآمده‌اند و تدریجا نه سیاره به طور مستقل (در اثر افزایش قدرت جاذبه و وزن و حجم) در منظومه شمسی شامل عطارد ، زهره ، زمین ، مریخ ، مشتری ، زحل ، اورانوس ، نپتون و پلوتو و قمرهای آنها به وجود آمدند.

* حرارت کره زمین پس از تولد ، به تدریج رو به کاهش نهاد و جو زمین به حد و نقطه بحرانی رسید که دیگر نتوانست بر تراکم خود بیافزاید و ابرها بجای ضخیمتر شدن ، رطوبت خود را به صورت باران بر زمین سرازیر نمودند. بارندگی‌ها تا میلیونها سال ادامه یافت تا سرانجام نواحی ژرف و عمیق زمین را پر کرد که به آسانی در آب حل می‌شود، در آب دریا‌ها حل گردید و موجب تشکیل رسوبات آهکی گردید و بدین ترتیب بطور مداوم دی اکسید کربن از جو زمین به اقیانوس منتقل گردید.

تقویم زمین شناسی

* از مدتها قبل زمین شناسان با توجه به ترتیبی که در ته نشینی لایه‌های مختلف پوسته زمین وجود دارد، سعی در تدوین جدولی نمودند تا بتوانند هر لایه را در جای خود ترسیم نمایند.

* در اواخر قرن هفدهم زمین شناسانی که در ایتالیا و آلمان کار می‌کردن یک ستون چینه شناسی سه قسمتی درست کردند. بعدا توسط ورنر پوسته زمین به پنج قسمت تقسیم شد. ورنر طرح تقسیمات خود را بر مبنای منشا سنگها قرار داد ولی بعد دریافت که برای ایجاد نظم و ترتیب کامل در ستون چینه شناسی ، به یک ستون استاندارد در مقیاس جهانی نیاز است. اساس طرح ورنر بر پایه نظریه‌های هاتن و پلوتو نیست‌ها بود. نهایتا طراحی توسط اسمیت در انگلستان و کوویر در حوزه پاریس ارائه شد که بر مبنای فسیلها بنا شده بود.

* در اوایل قرن هجدهم زمین شناسان با ادغام نظریه‌های استنو ، هاتن ، اسمیت و کوویر دریافتند، ترتیب پیچیده‌ای در سنگهای پوسته زمین وجود دارد که می‌تواند نماینده ستون چینه شناسی باشد. مطالعه بر روی ستون چینه شناسی تا قرن نوزدهم بطول انجامید تا در نتیجه جدولی تدوین شد که امروزه از آن استفاده می‌شود.

واحدهای زمانی زمین شناسی
در اواخر قرن 19 زمین شناسان متوجه اهمیت و لزوم جدا کردن تقسیمات زمان زمین شناسی و سنگها رسوبی نموده در طول زمان شدند. بر همین اساس واحدهای چینه شناسی را به واحدهای زمانی و واحدهای زمانی سنگ شناسی تقسیم نمودند. واحدهای زمانی سنگ شناسی به ترتیب عبارتند از:
بیوزون
ساده‌ترین و اولین واحدی که در تقسیم بندی زمان طبقات رسوبی به کار می‌رود، بیوزون است. بیوزن می‌تواند مجموعه رسوباتی را شامل شود که در آن یک گونه فسیلی جانوری با ارزش چینه شناسی مشخص قرار داشته باشد.
اشکوب

1. بعد از بیوزن واحد بزرگتری که از لحاظ زمانی- سنگی به کار می‌رود، اشکوب است. اشکوب شامل مجموعه طبقات مربوط به رسوبات دریایی با فسیل‌های شاخص است که در مکان معینی دقیقا مطالعه شده است.

2. معمولا نام اشکوب را از اسم محلی که اولین بار مطالعه شده است گرفته و یکی پسوند «ian» به آن اضافه می‌کنند. مثلا اشکوب لوتسین از کلمه لوتس نام قدیمی شهر پاریس گرفته شده است.

3. هر اشکوب چند بیوزون را شامل می‌شود. به عنوان مثال اشکوب کامپانین در حوضه پاریس از دو بیوزون تشکیل گردیده است. چنانچه یک اشکوب شامل بیوزن‌های متعدد باشد آن را به زیر اشکوب تقسیم می‌کنند. واحد اصلی کرونوستراتیگرافی که در مطالعات چینه شناسی مورد استعمال بیشتری دارد، اشکوب است.

سیستم

1. مجموعه چند اشکوب یک سیستم را به وجود می‌آورد. نام هر سیستم از نام یک ناحیه مشخص ، یا سری رسوبات به خصوص و یا از نام فسیل‌های خاص اشتقاق می‌یابد.

2. به عنوان مثال در حالت اول در دوران پالئوزوئیک نام سیستم دونین از ناحیه دون ، (Devon) واقع در جنوب غرب انگلستان و در دوران دوم سیستم ژوراسیک از ناحیه ژورا (Jura) واقع در بین آلمان و فرانسه گرفته شده است.

3. در حالت دوم نام سیستم کربنیفر از رسوبات کربن‌دار (ذغال‌دار) و همچنین نام سیستم کرتاسه از کلمه یونانی کرتا به مفهوم رسوبات کربناته مشتق شده است.

4. سرانجام در حالت سوم دوره نومولیتیک که یک زیر سیستم به شمار می‌رود و مترادف پالئوژن است، نامش از فسیل نومولیتس اخذ گردیده است.

5. بعضی از سیستم‌ها به زیر سیستم نیز تقسیم شده است. مثلا سیستم ژوراسیک به زیر سیستم‌های لیاس ، دوگر و مالم تقسیم شده است.

دوران (Erathem)
سرانجام چند سیستم یک دوران را تشکیل می‌دهند. که تعریف دوران بر اساس دلایل و شواهد دیرینه شناسی ، چینه شناسی ، تغییرات مهم در عالم جانوری و گیاهی یا به عبارت دیگر تکامل موجودات و همچنین دوره‌های کوهزایی است.

reyhaneh

حفر گمانه
هدف اصلی از حفر گمانه به دست آوردن نمونه های استوانه ای شکل از سنگها موسوم به مغزه است اما اساس کار حفر گمانه و چاه های نفت و آب ، يکسان است.
لازمست که در ابتدا با قسمت های مختلف دستگاه حفاری، رشته ابزار حفر و گل حفاری آشنا شويم.
٥ـ۳ـ۱ـ قسمتهای مختلف دستگاه حفاری: مهمترين اجزا دستگاه حفاری به شرح زير است:
اﻠف – دکل: ساختمان برج مانندی است که به شکل هرم ناقص با قاعده مربع يا مثلث است و از اتصال قطعات وله يا نبشی مخصوص به وجود می آيد. ارتفاع دکل تابع حداکثر عمق دستگاه حفاری است. مثلاً ارتفاع دکل در دستگاه هايی که تا عمق ۶٥۰ و ۱٢۰۰ حفاری می کنند به ترتيب ۱۸ و ٢۴ متر است.
ﺏ - موتور: موتور انرژی لازم را جهت دوران دستگاه حفاری، حرکت تلمبه گل و ساير حرکات تامين می کند. در دستگاه های حفاری سيار و بعضی از دستگاه های ثابت، موتور از نوع ديزل است اما در دستگاههای حفاری عميق انرژی لازم به وسيله الکتروموتور تامين می شود
ﺝ - وسايل انتقال نيرو به جعبه دنده : در دستگاه های حفاری که با برق کار می کنند، الکتروموتور اصلی دستگاه، در امتداد محور جعبه دنده قرار دارد و بنابراين به کمک يک محور، قدرت را به جعبه دنده منتقل می سازد. در دستگاه هايی که با موتور ديزل کار می کنند، توزيع و انتقال قدرت از موتور به جعبه دنده، تلمبه و مولد برق، به وسيله سيستم خصوص موسوم به تقسيم کننده انجام می گيرد.
ﺩ - جعبه دنده: وظيفه جعبه دنده گرفتن انرژی دورانی از موتور، تعديل آن به سرعت دوران مناسب و تبديل حرکت دورانی افقی به قائم است. در داخل جعبه دنده تعدادی چرخ دنده وجود دارد که می توان با انتخاب دنده های مختلف، حفاری را با سرعت های متفاوت و يا به حالت معکوس انجام داد.
ﻫ - جرثقيل: جرثقيل برای بالا و پائين کردن لوله ها در داخل گمانه به کار می رود و در حقيقت يک استوانه فلزی لبه دار است که به دور آن کابل فلزی پيچيده شده است.

٥ـ۳ـ٢ـ رشته ابزار حفر: هدف اصلی از دستگاه حفاری، چرخش سرمته و حفر نمونه هايی از سنگ است . مجموعه ته مته ، لوله کارگر ، لوله ها ، مغزه گير و سرمته را رشته ابزار حفر می گويند.
اﻠف – ته مته – ته مته که به آن دهانه تزريق گل هم می گويند، در بالاترين قسمت رشته ابزار حفر يعنی در بالای لوله کارگر قرار دارد. ته مته به وسيله لوله پلاستيکی محکمی به تلمبه تزريق گل وصل است.
ﺏ - لوله کارگر: لوله تو خالی است که مقطع آن چهار ضلعی و يا شش ضلعی است. وظيفه لوله کارگر، انتقال حرکت دورانی از جعبه دنده به ستون لوله هاست. هنگامی که که به اندازه طول لوله کارگر حفاری شد، لوله کارگر را از انتهای ستون باز می کنند و پس از وصل قطعه لوله جديد، مجدداً آن را به انتهای ستون لوله ها متصل کرده و حفاری را ادامه می دهند، همانگونه که گفتيم ، لوله کارگر تو خالی است زيرا گل حفاری بايستی از درون آن به داخل ستون لوله ها تزريق شود.
ﺝ - لوله ها: وظيفه لوله ها انتقال حرکت دورانی به سرمته است. هم زمان با ادامه حفر گمانه، قطعه های جديدی از لوله ها را به يکديگر متصل و بدين ترتيب طول ستون لوله ها را اضافه ميکنند. لوله ها نيز تو خالی اند زيرا گل حفاری بايستی از داخل آنها به ته گمانه برسد.
ﺩ - مغزه گير: مغزه گير استوانه تو خالی است که نمونه در داخل آن قرار می گيرد. مغزه گير به انتهای ستون لوله وصل می شود و به انتهای آن نيز سرمته وصل می شود. مغزه گير ممکن يک يا دو جداره باشد. انواع يک جداری برای نمونه گيری از سنگهای سخت نظير ماسه سنگ، آهک و شيل به کار می رود در صورتی که انوع دو جداری را برای نمونه گيری مواد نرم مثل ذغالسنگ، به کار می برند.
ﻫ - سرمته: سرمته آخرين قسمت رشته ابزار حفر است و در واقع هدف از وجود تمام تاسيسات و لوازم حفاری، چرخيدن آن و حفر سنگهاست. در اينجا بايستی اين مطلب را متذکر شويم که تفاوت کار دستگاه های حفر چاه و گمانه، تنها در نوع سرمته ها و نيز وجود سرمته است. در اين گونه دستگاه ها، سرمته از نوعی است که به آسانی بتواند سنگها را خرد کند و به صورت پودر در بياورد. به همين خاطر اين نوع سرمته ها را سرمته های پودری می گويند.
سرمته های مغزه گيری به شکل استوانه های کوچکی است که به انتهای مغزه گير پيچ می شود. اين سرمته ها ، دنده دار است که جنس دانه های آن از آلياژ های سخت نظير کربو تنگستن ميباشد.
٥ـ۳ـ۳ـ گل حفاری: در اثر چرخش سرمته، سنگها خرد می شود و به صورت تکه های ريزی در می آيد که بايستی اين قطعات خرد شده را از گمانه خارج کرد زيرا در غير اينصورت، چرخش سرمته، عمدتاً سبب خرد شدن اين ذرات خواهد شد. از سوی ديگر اصطکاک سرمته با سنگها سبب داغ شدن آن می شود و اگر به وسيله ای خنک نشود، می سوزد. برای انجام اين دو هدف، يعنی بيرون آوردن مواد خرد شده از گمانه و خنک شدن سرمته، از محلول حفاری استفاده می کنند و به اصطلاح گمانه را شستشو می دهند و بدين منظور از هوا، آب و يا گل استفاده می کنند. آنچه در حفر گمانه متداول است گل حفاری است که در اينجا به شرح آن می پردازيم:
اﻠف – وظائف گل حفاری – وظائف گل حفاری به شرح زير است :
- بيرون آوردن ذرات کنده شده از داخل گمانه
- خنک کردن سرمته
- معلق نگه داشتن ذرات حفر شده و جلوگيری از سقوط آنها به هنگام توقف جريان گل
- اندود کردن جدار داخلی گمانه و جلوگيری از ريزش طبقات سست.
- جلوگيری از زنگ زدن ابزار حفاری با تشکيل دادن قشر نازکی از گل بر روی آنها
ﺏ - مواد اوليه گل حفاری – مهمترين مواد اوليه تهيه گل حفاری، به شرح زير است:
اول – بنتونيت – ماده اصلی تهيه گل حفاری نوعی خاک رس موسوم به بنتونيت است که عمدتاً از کانی موريلونيت به فرمول تشکيل شده است.
دوم – آب – يکی از مهمترين مواد اوليه تهيه گل حفاری آب است که بايستی خالص و عاری از ذرات و ناخالصی باشد. مثلاً آبهايی را که از معدن خارج می شود، نمی توان برای تهيه گل حفاری به کار برد. همچنين اگر ميزان نمک موجود در آب بيش از ٥ درصد باشد، نبايستی آن را برای تهيه گل به کار برد زيرا خواص گل را به شدت کاهش می دهد.
ذکر اين نکته ضروری است که در مواردی که شوری آب بيش از حد ياد شده باشد، می توان به جای بنتونيت از کانی رسی ديگری موسوم به آتاپولژيت استفاده کرد.
سوم – باريت – باريت ، سولفات باريم طبيعی است که به صورت کانی در طبيعت وجود دارد از جمله مشخصات مهم باريت، وزن مخصوص زياد آنست ( ۳ ⁄ ۴ گرم بر سانتی متر مکعب ) که برای بالا بردن وزن مخصوص گل، از آن استفاده می کنند.
چهارم – کاربوکسی متيل سلولز ( C.M.C ) – اين ماده شيميائی برای افزايش خاصيت کلوئيدی گل و کم کردن خاصيت جدا شدن آب از گل ( افت صافی ) به کار می رود.
پنجم – کربنات سديم –اين جسم نيز کمابيش خواص C.M.C را دارد و برای همان منظور به کار گل اضافه می شود.
ششم – کوبراکو – اين جسم که از نوعی درخت به همين نام در آمريکای جنوبی تهيه می شود برای کاهش گرانروی گل حفاری مصرف دارد. افزودن مقداری کمی کوبراکو، نه تنها گرانروی آنرا به شدت کاهش می دهد بلکه افق صافی آن را نيز حفظ می کند.

ﺝ - مشخصات گل حفاری – مهمترين مشخصات گل حفاری به شرح زير است:
اول – خاصيت بندش – مهمترين خاصيت گل حفاری اين مشخصه است که مادامی که جريان دارد، گرانروی چندانی ندارد ولی هنگامی که به هر دليل جريان گل متوقف شود، حالت ژله مانند به خود می گيرد و ذرات موجود را برای مدتی به حالت معلق نگه می دارد. اين امر، از تجمع ذرات موجود در گل و در نتيجه گير کردن سرمته جلوگيری می کند. اين خاصيت به نام خاصيت بندش ( تيکسوتروپی ) ناميده می شود. بدنه گل حفاری که از مخلوط ۸ تا ۱۰ درصد وزنی بنتونيت و آب به دست می آيد، چنين خاصيتی را داراست.
دوم – پايداری – پايداری خاصيتی است که به موجب آن، گل برای مدت زمان طولانی به حالت مايع باقی می ماند و می توان آن را به وسيله تلمبه به داخل گمانه تزريق کرد.
سوم – افت صافی – خاصيت جدا شدن آب از گل و تراوش آن به داخل طبقات نفوذپذير داخل گمانه را افت صافی می گويند.افت صافی گل عبارت از حجم آبی است ( بر حسب سانتيمتر مکعب ) که ظرف مدت ۳۰ دقيقه، تحت اختلاف فشار ۱۰۰ کيلو پاسگال، از يک کاغذ صافی به قطر ۷٥ ميليمتر عبور می کند.
در اثر جدا شدن آب از گل، اندودی از گل در سطح داخلی گمانه به وجود می آيد که ضخامت آن با افت صافی نسبت مستقيم دارد. اگر افت صافی زياد باشد، اشکالاتی را در امر حفاری گمانه به وجود می آورد. يکی از اين اشکالات اين است که در اثر تشکيل اندود در داخل گمانه، مقطع آن کم می شود. ديگر آنکه در اثر جدا شدن آب از گل، گل سفت می شود و هنگام خارج کردن ستون لوله ها از گمانه، ستون لوله ها همانند يک پيستون عمل می کند و يک حالت خلأ در داخل گمانه به وجود می آيد که سبب ريزش طبقات سست داخل گمانه ميشود.
در حفر گمانه های معمولی، افت صافی نبايستی از ۱۰ سانتيمتر مکعب در ۳۰ دقيقه تجاوز کند. برای کاهش افت صافی گل، مقداری C.M.C به گل اضافه می شود.
چهارم – گرانروی – گرانروی گل را نظير هر سيال ديگر، می توان به عنوان مقاومت آن در برابر حرکت تعريف کرد. گرچه گل بايستی تا حدودی لزج باشد تا بتواند خرده سنگهای حفر شده را با خود حمل کند، اما بالا رفتن گرانروی و سفت شدن گل، سبب مشکل شدن تلمبه کردن گل می گردد. مثلاً هرچقدر گمانه عميق تر باشد، وزن مخصوص آن را بيشتر در نظر ميگيرند و برای اين کار مقدار بيشتری بنتونيت و نيز مقاديری باريت به گل اضافه می کنند که اين امر سبب افزايش گرانروی گل می شود و تلمبه کردن آنرا مشکل می سازد.
پنجم – PH – گل بايستی خمواره خاصيت بازی داشته و PH آن ۸ تا ۱٢ باشد زيرا گل اسيدی سبب خردگی تلمبه و خطوط لوله می شود و پايداری گل را نيز کاهش می دهد. بنابراين در مواردی که برای کاهش گرانروی گل به آن کوبراکو اضافه می کنند، از آنجا که اين جسم خاصيت اسيدی دارد، لذا بايستی يک ماده قليائی مانند کربنات سديم نيز همراه با آن به گل اضافه کرد.
ششم – وزن مخصوص – وزن مخصوص گل حفاری بايستی در حد معينی باشد زيرا از سويی بايستی بتواند ذرات حفر شده سنگها را با خود حمل کند و از سوی ديگر، بايد فشاری به ديواره گمانه وارد کند تا مانع از ورود آب موجود در طبقات به داخل گل و رقيق شدن آن شود.
وزن مخصوص گل حفاری معمولی ۰٥ ⁄ ۱ تا ۰٩ ⁄ ۱ گرم بر سانتيمتر مکعب است و برای تهيه گل های با وزن مخصوص بيشتر، بايستی علاوه بر بنتونيت، مقداری باريت نيز به گل اضافه شود. حسن بارين آنست که در آب حل نمی شود و به صورت ذرات معلق در گل باقی می ماند و خواص آنرا تغيير نمی دهد.

منبع – مدنی ، حسن
اصول پی جوئی ، اکتشاف و ارزيابی ذخاير معدنی
انتشارات خانه فرهنگ - ۱۳۷۸

تحقیق و پروژه رایگان - 279

راهنمای سایت

پشتیبانی سایت

مبانی زمین شناسی تاریخی

مبانی آتشفشان شناسی (Volcanologoy)

آب شناسی

معرفی رشته ابزار حفر و خواص گل حفاری در سیستم حفر گمانه

زمين شناسي ساختماني

ليست صفحات

دسته بندی

شبکه اجتماعی ما

موضوعات

لينک دوستان

پيوندهاي روزانه

تبلیغات در سایت

منو سایت

با اطمینان خرید کنید

سایت های مورد نیاز

درباره ما

مطالب پربازديد