جهت یابی مغزه فرآیندی است که در طی آن جهت نمونه حفاری شده با توجه به موقعیت اصلی آن پس از جدا شدن از زمین است. عمق و شیب به عنوان شاخص های مهم موقعیت نمونه در نظر گرفته می شود. جهت گیری نمونه به طور کلی برای گمانه های مایل موثر است اما با پیشرفت های اخیر جهت یابی مغزه در نمونه های قائم نیز ممکن شده است. برای تعیین جهت درزه ها، جهت یاب بر روی نمونه گیر نصب شده و بر روی جهت شمال تنظیم می شود. سپس بعد از حفاری نمونه از زمین خارج شده و جهت آن ثبت می شود. از اختلاف جهت قبل و بعد از نمونه گیری، جهت درزه تعیین می شود. با استفاده از جهت یابی مغزه ها می توان موقعیت دقیقی از محل مغزه در گمانه را نشان داد که برای شناخت گسل ها، درزه ها، مرزهای کانی سازی، مرزهای سنگ شناسی، Slicken Slides و Schistosity کمک کننده است. انواع ابزار جهت یابی عبارتند از:

شکل و مقاطع برشی این سیستم در شکل شماره 1تا 3 نشان داده شده است . لوله مناسب با سایز حفاري انتخاب شده و در مقطع طولی نصف این لوله با سرب مذاب ، پر می شود. این عمل به خاطر جلوگیري از نوسان لوله حین پایین رفتن در گمانه است. خمیر یا گل رس در محفظه اي که با تبدیل به این لوله متصل می شود قرارگرفته و بعد از هر دوره حفاري1 این سیستم با استفاده از سیستم وایرلاین به پایین فرستاده می شود. پس از قرار گیري دستگاه در کف گمانه، قرینه شکل مقطع سنگ کف گمانه مشخص می شود. این همانند دوره حفاري شده بوده و با مقایسه شکل خمیر بدست آمده و ران حفاري شده اقدام به مشخص کردن خط مرجع ( خط Top – Core ) می گردد . ادامه عملیات لاگ با استفاده از این خط مرجع صورت می گیرد .

1-1-مزایا و معایب سیستم Clay

در استفاده از این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

الف-مزایا:

ب-معایب :

این دستگاه داراي دو قسمت مجزا می باشد که بوسیله محوري مرتبط می باشند . قسمتی که میخ ها برروي آن سوار هستند، با استفاده از محور رابط به قسمت دوم متصل شده و می تواند به دور محور خود بچرخد. با توجه به اینکه وزنه اي در سمت زیرین این قسمت تعبیه شده همیشه بعد از خارج کردن از حالت اصلی به حالت اولیه خود بر می گردد . این سیستم نیز با استفاده از سیستم وایرلاین به ته گمانه فرستاده می شود . و با استفاده از تغییرات به وجود آمده در شکل گیري میخ ها وشکل سطح مقطع گمانه ،خط مرجع مشخص می شود .

این سیستم با استفاده از سنتر لایزر قابل استفاده در سایز حفاري PQ نیز می باشد ولی به علت بزرگ بودن سطح مقطع سایز PQ دقت برداشت داده ها پایین می آید

1-2- مزایا و معایب سیستم Van Ruth

در استفاده از این روش می توان به موارد زیر اشاره نمود:

الف-مزایا:

ب-معایب :

دستگاه EZY MARK یکی از وسایل نسبتا پیشرفته و مطرح براي تعیین امتداد رگه ها و درزه ها می باشد. این دستگاه با ایجاد یک اثر و همچنین شکل گرفتن میخهاي آن مطابق با شکل سنگ ته گمانه، می توان نحوه قرار گیري مغزه در داخل زمین را تعیین و پیرو آن آزیموت آنرا نیز مشخص کرد .این دستگاه از سه قسمت اصلی زیر ساخته شده است :

- آماده سازي دستگاه

براي آماده سازي وشروع بکار دستگاه EZY MARK ابتدا باید مراحل ذیل به ترتیب رعایت گردد.

 - آماده کردن قسمت میخ دار

این قسمت شامل چندین میخ و سه عدد واشر سیاه رنگ و یک مداد رنگی مخصوص می باشد که همیشه می بایست سالم بوده و به صورت موجی در هم تنیده شده باشند .

هرزمان واشرها پاره و یا میخها کج شده باشند بایستی بلافاصله آنها را تعویض نمود. لازم بذکر است هر مداد کامل را میتوان به سه قسمت مساوي تقسیم کرد و از آنها استفاده نمود. به هرحال طول مدادها باید حتماً بین 55 تا 60 میلیمتر باشند. همچنین بایستی که مدادها 3تا 5 میلیمتر بالاتر از سطح میخها قرارداشته باشند .

 - آماده کردن قسمت اصلی یا بدنه 

این قسمت شامل چندین فنر و بلبرینگ و محفظه شیشه اي به همراه سه گوي سفید رنگ لاستیکی میباشد که در درون روغن مخصوصی آزادانه حرکت می کند.براي آماده سازي دستگاه ابتدا با آزاد کردن زبانه ها وبستن پیچ انتهایی دستگاه ، گویها را آزاد و با بستن پوسته محافظ و محکم کردن آن با استفاده از آچار مخصوص دستگاه راجهت شروع عملیات آماده می سازیم.

- اتصال دستگاه برروي اینرتیوب

پس ازآماده سازي دستگاه نوبت به اتصال آن برروي اینرتیوب و شروع عملیات حفاري می رسد. این دستگاه توسط ساچمه هایی در قسمت انتهایی اینرتیوب قرار می گیرد . سپس به جهت ایمنی بیشتر با استفاده از هدایت کننده مخصوص که در سرلوله ها قرار می گیرد به ته گمانه منتقل شده و در پایان پس از علامت زدن سنگ و با فشار بروي چهار زبانه کناري ، فنرهاي مورد نظر بسته و گویها را ثابت نگه می دارد و سپس به درون اینرتیوپ رفته و حفاري صورت می گیرد

- نحوه علامت گذاري روي نمونه ها

پس از اتمام عملیات حفاري یک ران و خارج نمودن نمونه ها از درون جداره سوم ،کار مطابقت نمونه ها با دستگاه EZY MARK آغاز می شود .ابتدا پوسته محافظ دستگاه را به جهت قرائت از آن خارج و سپس خط کش مخصوص دستگاه را متصل نموده و نمونه علامت خورده با دستگاه مطابقت داده می شود

- مزایا و معایب سیستم در EZY MARK

در استفاده از این روش می توان به موارد زیر اشاره کرد:

الف- معایب:

ب-مزایا:

این فرم براي مناطق خاکی ( جاهایی که سنگ رفتار خاکی نشان میدهد و حالت خود را از دست داده است ) پر می شود .

این آیتم ها بر اساس تغییرات در پارامترهاي اندازه گیري شده این جدول تعیین خواهد شد ، بعبارت ساده تر هرگونه تغییر در خصوصیات خاك مورد مطالعه باعث تغییر اینتروال خواهد شد .

بازیابی مغزه براي اینتروال مشخص بر حسب متر که توسط لاگر انجام خواهد شد .

تیپ سنگ در مناطقی که سنگ رفتار خاکی نشان میدهد و حالت خود را از دست داده است . (در صورت قابل تشخیص بودن).

میزان هوازدگی در محدوده هاي خاکی که بر اساس کدهاي زیر طبقه بندي میشود .

در این آیتم خاك بر اساس دانه بندي آن تقسیم می شود و عملا در معادن و مطالعات ساختاري معدن کاربرد ندارد

این آیتم ها مربوط به انجام تست هاي آزمایشگاهی در آزمایشگاههاي مخصوص بوده و عملا از کار لاگ صحرایی جدا می باشد .

میزان رطوبت خاك بوده و بر اساس کدهاي زیر طبقه بندي می شود :

رنگ خاك

میزان استحکام مغزه بوده و بر اساس کدهاي زیر طبقه بندي می شود :

این آیتم مربوط به ساختار خاك بوده و بر اساس کدهاي زیر طبقه بندي می شود :

منطقه بندي( خاك شامل قسمت هاي مجزا با رنگها ، اندازه دانه ها و خصصوصیات متفاوت دیگر شامل ضخامت ، جهت یافتگی و هر نوع عارضه قابل تشخیص که بایستی توصیف گردد ، همچنین مرزبندي بین زون ها باید مشخص گردد که تدریجی است یا مجزا ) این آیتم به 3 کد تقسیم میگردد :

نقاط ضعیف یا آسیب پذیر ( تخمین ابعاد جهت یافتگی ها و فضاي گسیختگیها باید برآورد گردد ، سطح نا پیوستگی یا شکستگی در طول ساختار باید توصیف گردد ( مثلا زبري یا نرمی ) که شامل کد هاي زیر میباشد :

سیمانی شدن (دانه هاي درشت خاك ها یا شکستگیها با مشارکت هم تحت عوامل مختلف شاید سیمانی شوند ، عامل سیمانی کردن طبیعی باید تشخیص داده شود . درصورت ممکن پیدایش ، شدت ، واکنش با اسید و امثالهم باید مشخص گردد ، که شامل کدهاي زیر میباشد :

منشاء خاك یا رسوبات ( باید تشخیص داده شود که خاك مورد مطالعه حمل شده هستند یا هوازده برجا که شامل کدهاي زیر میباشد :

این فرم در متراژهاي سنگی مغزه ها ( اعم از اورینته شده و غیر اورینته ) کاربرد دارد و باید تکمیل گردد .

شماره ران حفاري که برداشت ها در آن انجام میشود.

عمقی که نا پیوستگی در طول خط اورینته اندازه گیري میشود ( توضیح اینکه هر عارضه ساختاري که مشاهده میگردد در همان عمق بصورت جداگانه برداشت میشود ، بعنوان مثال ممکن است در یک عمق یک درزه و یک گسل وجود داشته باشد که هردوتا در همان عمق و بصورت جداگانه برداشت میشود) .

لیتولوژي که ناپیوستگی در آن اتفاق افتاده است .

عبارت است از ساختارهاي زمین شناسی که مطابق کدهاي زیر مشخص میگردد :

هر نوع توضیح اضافی که در مورد ناپیوستگی میتوان ذکر کرد .مثلا اورینته شدن یا عدم اورینته شدن با ذکر دلیل.

در صورت اورینته کردن مغزه ها براي تعیین مقدار زاویه β از T یا B استفاده میشود درصورتیکه از قسمت فوقانی قطعه پایینی استفاده شود در جدول و در ستون مربوطه (T) ودر صورتیکه از قسمت پایینی قطعه فوقانی استفاده شود در جدول و ستون مربوطه (B) قید میگردد .

زاویه بین ناپیوستگی و جهت حفاري

درصورتی که براي اندازه گیري زاویه β از Bottom of Top stick (قسمت پایینی قطعه فوقانی ) استفاده شود β زاویه بین BASE LINE و بیشترین شیب درزه در جهت عقربه هاي ساعت میباشد ( مطابق شکل زیر – مغزه بالایی ). ودر صورتیکه براي اندازه گیري زاویه β ازTop of bottom stick ( قسمت فوقانی قطعه پایینی ) استفاده شود β زاویه بین BASE LINE و بیشترین شیب درزه در خلاف جهت عقربه هاي ساعت میباشد ( مطابق شکل زیر – مغزه پایینی ).توضیح اینکه همیشه مقدار زاویه β در Tو B برابر 360 درجه است.

عمقی که اورینته کردن در آن صورت می گیرد.(همیشه اول رانی است که اورینته شده است.)

درجه اي است که نشاندهنده کیفیت خط اورینته می باشد. با چفت کردن دو قطعه مجاور هم ( قطعه آخر ران قبلی و اولین قطعه ران فعلی) علامت اورینته فعلی باید با خط اورینته قبلی مقایسه شود . موقعیت خط اورینته هر کدام از قطعات مقایسه میشوند تا مشخص شود که آیا خط رسم شده ممتد است یا خیر ( یعنی خطهاي اورینته بهم وصل میشوند ) .

درجات اختصاص یافته به شرح زیر میباشد :

درجه اي است که نشاندهنده کیفیت قرائت زاویه هاي α و β را نشان میدهد .

درجات اختصاص یافته به شرح زیر میباشد :

شکل سطح درزه که براساس طبقه بندي زیر تقسیم میگردد :

میزان باز شدگی درزه بر حسب میلیمترمی باشد.

تیپ پرکننده سطوح درزه ها که بر اساس کدهاي زیر تعیین میشود.

در صورتیکه سطح ناپیوستگی مضرس یا دندانه دار باشد:

اگر پرکننده مواد نرم برشی مانند تالک باشد:

اگر پرکننده مواد غیر نرم برشی باشد:

ضخامت پرکننده بر حسب میلیمتر.اگر ضخامت پرکتتده خیلی کم باشد بصورت1 < نشان داده میشود.

مشخص کننده کانی غالب پرکننده.در صورتیکه دو نوع کانی مختلف باشد، کانی که مقدار آن بیشتر است ابتدا و کانی که مقدار آن کمتر است بعدا نوشته میشود. مانند PYY-CLY

این فرم نیز همانند فرم قبلی در متراژهاي سنگی مغزه ها ( اعم از اورینته شده و غیر اورینته ) کاربرد دارد و باید تکمیل گردد.

بازه هاي 2.5 متري و در صورت تغییرات لیتولوژي در محل کنتاکت و یا تغییرات ساختار تکتونیکی مانند زونهاي گسل خورده و آلتره و غیره جدا میشود.

نشانگر طول مغزه هاي سالم بر حسب متر که چفت کردن قطعات تا حدودي امکان پذیر است در طول بازه ي اندازه گیري شده می باشد. (شکل 12)

طول کل مغزه هاي بدست آمده در اینتروال یا بازه ي اندازه گیري شده (شامل قطعات سالم و خرد)بر حسب متر.

مجموع طول قطعات سالم (استوانه اي) بزرگتر یا مساوي 10 سانتیمتر بر حسب متر.

باید توجه داشت که فقط شکستگیهاي طبیعی در اندازه گیري RQD در نظر گرفته میشود،از شکستگیهاي دستگاهی یا دستی یا باز شدگی رگه اي صرفنظر می شود. RQD همیشه کوچکتر یا مساوي SCR می باشد.

جنس سنگ در بازه هاي ژئوتکنیکی می تواند شامل مواردي مثل هوازدگی، گسل خوردگی،برشی، چین خورده و لایه بندي شده باشد.بعبارت دیگر در صورت وجود ساختارهاي تکتونیکی و یا هوازدگی در بازه هاي اینتروال در ستون Rock Type ذکر خواهد شد.

سختی سنگ که بر اساس رده بندي زیر تعیین میگردد:

هوازدگی توده سنگ که بر اساس رده بندي زیر تعیین میگردد:

قطعاتی که نمی توان آنها را با قطعات سالم چفت کرد و شامل مغزه هاي سست و خرد شده می باشد و یر حسب متر اندازه گیري میشود.

جنس ماتریكس كه بر اساس كدهاي زیر تعیین مي شود:

تعداد درزه هاي موجود در اینتروال یا بازه ژئوتکنیکی که اندازه آنها بین 30-0 است.

سختی پرکننده درزه ها بر اساس اشل موهس و جدول زیر.(توضیح اینکه اگر پرکننده درزه ها دو نوع کانی مختلف باشد مانند PYY-CLY آنگاه سختی کانی ضعیف نوشته میشود.)

جنس پرکننده درزه ها.(هر نوع کانی که در هر یک از درزه هاي 30- 0 مشاهده میشود.)

ضخامت پرکننده درزه ها بر حسب میلیمتر. درزه هایی که پرکننده آنها کمتر از 1میلیمتر باشد بصورت1 ˂ نشان داده میشود.

تیپ پرکننده سطوح درزه ها که بر اساس کدهاي ژئوتکنیکی زیر تعیین میشود. براي گوژ(Gouge )،درجات 1 و2 که دلالت دارد بر مواد نرم برشی و رگه هاي پرکننده نرم.برشی نرم دلالت دارد بر مواد نرم و ترد که براحتی با انگشتان شکسته میشود مانند ژیپس، سرپانتین هوازده، کلریت هوازده،رس، گرافیت و غیرو.

مواد برشی غیر نرم دلالت دارد بر مواد پرکننده غیر ترد و شکننده که از سنگ میزبان نرم تر است. مانند سنگ میزبان برشی و کلسیت خرد شده و هوازده.

*در صورتیکه سطح ناپیوستگی مضرس یا دندانه دار باشد:

* اگر پرکننده مواد غیر نرم برشی باشد:

آلتراسیون دیواره درزه که بر اساس کدهاي زیر تعیین میگردد:

توضیح اینکه ستونهاي مربوط به Set2(30-60) و Set3(60-90) مشابه Set1(0-30) می باشد.

تعداد دسته درزه هاي موجود که قابل تشخیص است. اگر فقط یک درزه موجود باشد آن را رندم (اتفاقی)در نظر میگیریم و اگر بیش از یک درزه موجود باشد (با مشخصات یکسان) آن را دسته درزه در نظر میگیریم.کد گذاري آن بصورت زیر است:

میزان باز شدگی درزه بر حسب میلیمترمی باشد.

تعداد درزه هاي سیمانی که بایستی شمرده شود. با این توضیح که تنها درزه هایی که در پیرامون مغزه ممتد هستند ، شمرده میشوند.

که عبارتست از جنس درزه هاي سیمانی که همانند درزه هاي باز تعیین میشود.

که عبارتست از ضخامت درزه هاي سیمانی بر حسب میلیمتر.

آلتراسیون دیواره درزه سیمانی که همانند درزه هاي باز بر اساس کدهاي زیر تعیین میگردد:

*عكسبرداري از مغزه ها:

مغزه ها بایستي در حد امكان پس از حفاري با دوربین دیجیتالي با وضوح 3 مگاپیكسل یا بیشتر عكسبرداري رنگي گردد.در هنگام عكسبرداري دوربین، بایستي با فاصله ثابت و مناسب از كر نگه داشته شود.لنز دوربین باید با كمترین انحراف نسبت به مركز كرباكس نگه داشته شود.اززاویه باز لنز دوربین بدلیل احتمال انحراف باید اجتناب كرد. هر مرحله تصویربرداري از كر باید شامل پلاكي با اطلاعات زیر باشد.

عكسها باید ذخیره شوند در فولدرهایي با همه اطلاعات قابل استفاده مربوط به گمانه.

*نمونه برداري ژئوتكنیك

بازه هاي نمونه برداري ژئوتكنیك مي بایست مطابق با تصاویر و لاگ ژئوتكنیك باشد. نمونه هاي ژئوتكنیك مي بایست تا حدامكان عاري از ساختارهاي داخلي مانند رگه و درزه هاي سیماني باشد.میكرودرزه ها و جهت یافتگي ها بایستي با زاویه هاي كمتر از 60 درجه نسبت به محور كر انتخاب شوند.

براي انجام تست سه محوره،طول نمونه بایستي حداقل3 برابر قطر مغزه باشد.

براي انجام تست هاي تك محوره تنشي و كرنشي،طول نمونه باید حداقل 10 سانتیمتر بوده و فاصله درزه تا محل برش در طرفین درزه حداقل باید2سانتیمتر باشد.

نمونه هاي ژئوتكنیك باید از نمونه هاي سالم در هر اینتروال كه بیانگرلاگ ژئوتكنیك باشد،انتخاب شوند.

نمونه¬هاي انتخابي ثبت میگردد در جداول مربوطه و نمونه ها باید طوري پوشانده و بسته بندي شوند كه در هنگام حمل و نقل و جابجایي آسیبي به آنها نرسد.

استفاده از یک سیستم الکترونیکی برای جهت یابی دقیق نمونه های مغزه گیری شده به کار برده می شود. نمونه های مختلفی از دستگاه دیجیتال موجود است که معروف ترین آن ها، Reflex می باشد و در شکل 13 است. ضمن اینکه در انتخاب روش جهت یابی، گفتگویی بین حفار و زمین شناس انجام گیرد. مهم است که حفاری با روش راحت تر انجام شود و زمین شناس معایا و مزایای آن را درک کند تا بتواند خطاهایی مانند علائم جهت گیری بد را نشان دهد.

همچنین در این شرکت مهندسین مشاور با استفاده از دستگاه دیجیتال Digi Oriente فرآیند لازم برای جهت یابی انجام می شود(شکل14).