کمپاس و کاربردهای آن – قطب نمای زمین شناسی

Telegram-logo
Instagram-logo
اصول روش ناتم در تونل سازی

روش تونلسازی اتریشی (NATM)، در فاصله سالهای ۱۹۵۷ تا ۱۹۶۵ در اتریش ابداع گردید. نام این روش در سال ۱۹۶۲ در سالزبورگ و جهت تمیز

انواع روش ها و وسایل حفر گمانه

به منظور آگاهی از شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی اعماق بیشتر زمین ، معمولا گمانه‌هایی حفر می‌شود. گمانه در واقع چاه قائمی است که توسط

Baner-MineJobs
Baner-dictionary
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
5/5 - (1 امتیاز)

https://www.mining-eng.ir/?p=2839

فهرست مطالب

کمپاس و کاربردهای آن – قطب نمای زمین شناسی

مهارت در استفاده از ابزار‌های زمین‌شناسی برای زمین‌شناس امروز بسیار مهم و اساسی به نظر‌ می‌رسد و‌ می‌تواند او را در برداشت‌های صحرایی بسیار کمک نماید. کمپاس یکی از وسایل اصلی زمین‌شناسان در برداشت‌های صحرایی‌ می‌باشد که مهارت در استفاده از آن‌ می‌تواند یک زمین‌شناس حرفه‌ای را در رسیدن به هدفش کمک نماید.

کمپاس توسط بسیاری از زمین‌شناسان برای نقشه‌برداری صحرایی از موضوعات زمین‌شناسی استفاده‌ می‌شود. زمین‌شناسان بیشترین استفاده را از کمپاس برانتون‌ می‌کنند اما باستان شناسان، مهندسین محیط زیست و نقشه‌برداران نیز از قابلیت‌های این وسیله استفاده‌ می‌نمایند. کمپاس برانتون در واقع یک قطب نماست که به دلیل داشتن شیب‌سنج و قابلیت حمل راحت به سایر قطب نماها برتری دارد و‌ می‌تواند به هر دو روش نشانه‌روی کمری و چشمی مورد استفاده قرار گیرد.

اندازه‌گیری دقیق ساختار‌های زمین‌شناسی مانند خط لولای یک چین، اثر سطح محوری و صفحه محوری و نقشه‌برداری زمین‌شناسی بدون استفاده از کمپاس برانتون غیرممکن و کاری نشدنی است. در این نوشتار ما کاربرد کمپاس برانتون را در اندازه‌گیری تغییرات خطی و صفحه‌ای ساختمان‌های زمین‌شناسی (ساختمانی، رسوبی و چینه‌شناسی) مرور‌ می‌کنیم و در مورد استفاده کمپاس در نقشه‌برداری و اندازه‌گیری مقاطع چینه‌شناسی ، اندازه‌گیری زوایا، ارتفاع و … بحث‌ می‌نماییم.

نخستین بار یک زمین‌شناس کانادایی به نام D.W. Brunton کمپاس برانتون را طراحی کرد که سپس توسط کمپانی William Ainsworth در دنور امریکا ساخته شد. با وجود طراحی بادوام آن، آینه ظریف و بخش‌های شیشه‌ای آن در مقابل ضربه و رطوبت آسیب‌پذیر بوده و پس از هر بار استفاده نیاز به تعمیر و آماده‌سازی برای استفاده مجدد داشتند. از سال 1972 برانتون‌های اصلی به وسیله کمپانی برانتون در ریورتون ایالت وایومینگ امریکا (Riverton, Wyoming) ساخته و به بازار عرضه شدند. نمونه‌های مشابه از آن به مرور زمان در سوئد، چین، ژاپن و آلمان ساخته شد و امروزه در بازار موجود است.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
کمپاس برانتون

 

ساختمان کمپاس برانتون

کمپاس برانتون از سه قسمت، بدنه اصلی (box)، بازوی نشانه روی (sighting arm) و درپوش (lid)، تشکیل شده است.

  1. بخش بدنه اصلی

حاوی قطعات مهمی است که عبارتند از:

  • عقربه (Needle) که دارای دو جهت است، یکی جهت شمال (در کمپاس برانتون‌های اصلی عموما به رنگ سفید است و در برخی نمونه‌های مشابه با N مشخص شده است) و دیگری که به رنگ سیاه است جهت جنوب را نشان‌ می‌دهد.
  • تراز چشم گاوی (Bull’s eye level) تراز کروی که برای خواندن زوایای افقی استفاده‌ می‌شود.
  • تراز شیب سنج (Clinometer level) یا همان تراز استوانه‌ای.
  • صفحه مدرج شیب سنج (Clinometer Scale) برای خواندن زوایای قائم.
  • دستگاه تعدیل (Damping mechanism) برای تخفیف در حرکت نوسانی عقربه و پایداری بیشتر آن،
  • دکمه قفل‌کننده عقربه (Lift pin)،
  • پیچ برنجی کناری و میخ شاخص(Side brass screw and Index pin) برای تنظیم و نشان دادن انحراف مغناطیسی.
  • صفحه دایره مدرج (Graduated circle) برای خواندن امتداد.

نوک شمالی عقربه در نیمکره شمالی که زاویه انحراف مغناطیسی به سمت پایین است به سمت صفحه مدرج نزدیک‌ می‌شود. یک وزنه کوچک الحاقی به سمت جنوبی عقربه اضافه شده است تا تعادل را در عقربه فراهم سازد. چنانچه کمپاس در نیمکره جنوبی یعنی جایی که انحراف مغناطیسی به سمت بالاست استفاده شود باید وزنه عقربه آن بر روی بخش شمالی عقربه بسته شود تا تعادل ایجاد گردد. برای عدم خطا در تشخیص عقربه سمت شمال بهتر است همیشه به وزنه دقت کنیم.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
قسمت‌های مختلف کمپاس و قطب نمای معمولی

 

2. درپوش

به وسیله یک لولا به بدنه متصل‌ می‌گردد و شامل:

  • آینه (Mirror) با یک خط محوری.
  • پنجره نشانه‌روی بیضوی شکل (Sighting window) برای نشانه‌روی به روش‌های کمری و چشمی.
  • روزنه دید (Sight).

 

  1. بازوی بلند نشانه‌روی

به وسیله یک لولا به بدنه متصل شده دارای:

  • شکاف بیضوی کشیده بر روی طول خود برای مشاهده ساختار‌های خطی.
  • نوک نشانه‌روی خم شونده (Sighting tip) برای تراز کردن خط دید.

 

صفحه مدرج کمپاس برانتون بر مبنای دو مقیاس قدیمی طراحی شده است.

  • مقیاس آزیموت: که در آن برای نشان دادن جهات از سه رقم استفاده‌ می‌شود به عنوان مثال برای شمال 000 یا 360 درجه و برای جنوب 180 درجه. در این مقیاس تنها جهت شمال مبنای اندازه گیری‌ها است و یک راستا بر مبنای جهت گیری آن نسبت به شمال از 0 تا 360 درجه تعیین موقعیت‌ می‌شود.
  • مقیاس ربع دایره (بیرینگ): که در آن از حروف و ارقام استفاده‌ می‌شود (مثل N60oE, S20oW) در چهار ربع 90 درجه (NE, SE, SW, NW) مدرج شده است. راستای شمال و جنوب به ترتیب در بالا و پایین صفر درجه را نشان‌ می‌دهند. در این مقیاس شمال و جنوب مبنای اندازه‌گیری منظور‌ می‌شوند.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
مقیاس‌های آزیموت و بیرینگ برای تعیین جهات جغرافیایی

 

راستای یک خط بر روی زمین به وسیله موقعیت آن خط مشخص‌ می‌شود، که زاویه افقی بین خط و مرجع (معمولا شمال در بیرینگ و 000 در مقیاس آزیموت)‌ می‌باشد. البته مرجع در مقیاس بیرینگ، هنگامی که راستای یک ساختار به سمت جنوب خوانده‌ می‌شود، جنوب هم‌ می‌تواند باشد.

موقعیت E و W در صفحه مدرج معکوس است، یعنی E در سمت چپ صفحه مدرج (معادل شماره 9 ساعت) و W در سمت راست صفحه (معادل شماره 3 ساعت) بر روی صفحه مشخص شده اند. این حالت برای اصلاح در خواندن زاویه طراحی شده است. شایان ذکر است حتی وقتی که صفحه مدرج چرخانده‌ می‌شود، نوک شمال (سفید رنگ) عقربه کمپاس همیشه رو به شمال قرار‌ می‌گیرد. برای مثال برای خواندن زاویه 045، ما صفحه را تراز کرده و به سمت راست شمال (جهت عقربه‌های ساعت)‌ می‌چرخیم، اما نوک شمال عقربه به سمت چپ شمال‌ می‌گردد (خلاف عقربه‌های ساعت)، یعنی جایی که شرق بر روی صفحه مدرج حک شده است و ما زاویه صحیح را قرائت‌ می‌کنیم.

 

نگهداری و تنظیمات کمپاس

کمپاس دستگاهی دقیق و حساس است و هرگز نباید هنگام قدم زدن کمپاس را به صورت در باز حمل نمود. چنانچه کمپاس در حین عملیات صحرایی آسیب ببیند چنانچه آینه و شیشه محافظ اضافی به همراه داشته باشیم‌ می‌توانیم آن را تعویض کنیم، اما اگر لولا خم شود و یا محفظه‌های تراز بشکند، باید کمپاس را برای تعمیر به کارخانه سازنده فرستاد. چنانچه کمپاس در هوای بارانی مورد استفاده قرار گیرد و یا آب به درون آن نفوذ کند، باید کمپاس را باز کرده و آن را خشک کنیم چراکه اگر تکیه گاه عقربه خیس باشد، عقربه صحیح عمل نخواهد کرد.

آینه کمپاس را‌ می‌توان با ضربه زدن به زائه کوچک نگهدارنده و برداشتن یک واشر فنری شبیه واشری که بر روی جعبه است، بیرون آورده و آینه جدید را جایگزین آن کرد. این آینه را باید طوری قرار دهیم که خط سیاه نشانه‌روی آن در زاویه‌ای عمود بر محور لولای درپوش کمپاس قرار گیرد. این کار را‌ می‌توانیم با چرخاندن آینه تا زمانی که خط نشانه‌روی آینه از وسط دریچه نشانه‌روی بگذرد، انجام دهیم. عمل میزان را سپس با بستن درپوش کمپاس بر روی نوک برگردانده شده بازوی نشانه روی و مشخص نمودن تطابق نوک بازو با خط وسط آینه امتحان کنیم.

 

انحراف مغناطیسی و تصحیح کمپاس

زمین دارای قطب‌های جغرافیایی یا شمال و جنوب حقیقی یعنی جایی که محور‌های چرخش زمین سطح آن را قطع‌ می‌کنند، و قطب‌های مغناطیسی است، یعنی جایی که خطوط میدان مغناطیسی به صورت واگرا از زمین خارج (جنوب مغناطیسی) و یا به صورت همگرا به آن وارد (شمال مغناطیسی)‌ می‌شوند.

عقربه کمپاس برانتون به عنوان یک وسیله مغناطیسی (یک آهنربا) وقتی که آزادانه معلق شود قطب‌های مغناطیسی را یافته و در جهت آنها آرایش‌ می‌گیرد یعنی جایی که عموما شمال واقعی نیست (به جز برخی مناطق کره زمین). عقربه کمپاس یک آهنربا است و قطب شمال هر آهنربایی در صورتی که آهنربا آزادانه حرکت کند به وسیله شمال مغناطیسی دفع‌ می‌شود. در واقع‌ می‌توان نام صحیح این انتهای عقربه را قطب شمال جو (north seeking pole) نامید. نقشه‌ها قطب مغناطیسی در نیمکره شمالی را ” قطب شمال مغناطیسی” مشخص‌ می‌کنند.

زاویه بین شمال حقیقی و شمال مغناطیسی “میل مغناطیسی” (magnetic declination) نامیده‌ می‌شود. میل مغناطیسی با موقعیت، زمان (سالانه و روزانه)، ناهنجاری‌های مغناطیسی محلی، ارتفاع (جزئی و قابل صرف نظر) و فعالیت‌های مغناطیسی خورشید تغییر‌ می‌کند (Goulet, 1999). در واقع میل زاویه بین نقطه‌ای که عقربه کمپاس به عنوان شمال نشان‌ می‌دهد و شمال حقیقی‌ می‌باشد. میل مغناطیسی در طول خطوطی که اصطلاحا خطوط هم ارز (isogonic lines) نامیده‌ می‌شوند ثابت هستند. خط فرضی با میل مغناطیسی صفر درجه از غرب خلیج هودسن، دریاچه سوپریور، دریاچه میشیگان و فلوریدا عبور‌ می‌کند. قطب شمال مغناطیسی در سال 1999 در موقعیت 79.8° N, and 107.0° W, 75 در مناطق قطبی کانادا در فاصله 1140 کیلومتری از شمال واقعی قرار داشت.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
اختلاف موقعیت قطب‌های جغرافیایی و مغناطیسی
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
جدول انحراف مغناطیسی جهان

 

زاویه قائم بین بردار‌های مغناطیسی به سطح (افق) زمین وابسته است و زاویه انحراف مغناطیسی (magnetic inclination) نامیده‌ می‌شود و با تغییر عرض جغرافیایی تغییر‌ می‌کند. این زاویه در قطب مغناطیسی 90 درجه و در استوای مغناطیسی صفر درجه است.

 

تعیین انحراف مغناطیسی

اگر عقربه کمپاس شرق یا غرب شمال واقعی را به عنوان شمال مشخص نماید، این اختلاف به ترتیب انحراف مغناطیسی شرقی یا غربی نامیده‌ می‌شود. شمال مغناطیسی (MN) هم در نیمکره شمالی و هم در نیمکره جنوبی به عنوان مرجع انحراف مغناطیسی است. برای تعیین انحراف مغناطیسی در یک منطقه مورد مطالعه ما‌ می‌توانیم از موارد زیر استفاده کنیم:

  1. نقشه‌های توپوگرافی چاپ شده: در برخی نقشه‌ها انحراف مغناطیسی منطقه به وسیله زاویه بین دو پیکان شمال مغناطیسی (MN) و شمال حقیقی (GN) نشان داده شده است.
  2. نمودار‌های ایزوگونی چاپ شده و یا موجود در وب سایت‌ها: که انحراف مغناطیسی را نشان‌ می‌دهند.
  3. حسابگر آنلاین برای مشخص نمودن آخرین انحراف مغناطیسی برای یک موقعیت مشخص (طول و عرض جغرافیایی) و زمان مشخص.
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
نمودار ایزوگونی امریکای شمالی

 

تنظیم انحراف مغناطیسی در کمپاس

انحراف مغناطیسی به وسیله چرخاندن پیچ برنجی که در کناره بدنه کمپاس وجود دارد تنظیم و تصحیح‌ می‌گردد. برای یک انحراف غربی 15 درجه (یعنی شمال مغناطیسی 15 درجه در غرب شمال حقیقی قرار دارد) صفحه مدرج به سمت غرب یعنی در خلاف جهت چرخش عقربه‌های ساعت (با چرخاندن پیچ) چرخانده‌ می‌شود تا میخ شاخص روی N15W در مقیاس بیرینگ و یا 345 درجه در مقیاس آزیموت قرار گیرد. برای یک انحراف 15 درجه شرقی، صفحه مدرج به سمت شرق چرخانده‌ می‌شود (در جهت چرخش عقربه‌های ساعت) تا میخ شاخص روی N15E در مقیاس بیرینگ ویا 015 درجه در مقیاس آزیموت قرار گیرد. در ایران انحراف مغناطیسی به سمت شرق است و مقدار زاویه آن در مکان‌های مختلف متفاوت است.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
تنظیم انحراف مغناطیسی در کمپاس

 

کاربردهای کمپاس

برای تهیه یک نقشه و یا تحلیل زمین شناسی و ساختاری یک منطقه باید مشخصات و موقعیت ساختارهای صفحه‌ای و خطی آن منطقه برداشت شود. زمین شناسان‌ نمی‌توانند بدون دانستن چگونگی استفاده از کمپاس برای بدست آوردن اطلاعات ساختاری و تشخیص مرز واحد‌های ساختاری، یک نقشه مفید تولید کرده و یا اطلاعات مفید بدست آورند. بنابراین ما نیاز داریم که چگونگی اندازه‌گیری ساختار‌های خطی و صفحه‌ای را برای تمام انواع ساختمان‌ها مثل عناصر رسوبی و ساختمانی و مرز‌های سنگ چینه‌ای نقشه‌ها، بدانیم.

یک کمپاس دارای کارآیی‌های فراوانی است که تعدادی از مهمترین این کاربردها در زیر توضیح داده‌ می‌شود:

  1. اندازه گیری موقعیت ساختار‌های خطی
  2. اندازه گیری زاویه پیچ برای عناصر خطی
  3. اندازه گیری زوایای قائم، ارتفاع و فاصله
  4. اندازه گیری ضخامت حقیقی لایه ها
  5. اندازه گیری موقعیت صفحات
  6. بدست آوردن موقعیت یک خط مابین دو نقطه
  7. اندازه گیری موقعیت یک صفحه با تکنیک دو خط
  8. تعیین دو نقطه هم ارتفاع
  9. تعیین موقعیت با استفاده از کمپاس و نقشه

 

تعاریف

وضعیت ساختارهای خطی و صفحه‌ای دارای دو مشخصه اصلی است: راستا و میل.

راستا زاویه افقی بین یک خط و راستای مشخص است (شمال یا جنوب). یک “خط” یا تصویر افقی یک ساختار خطی شیبدار است یا یک خط افقی روی یک صفحه شیب‌دار.

میل یک مشخصه عددی است یعنی فقط یک عدد است (مثل 045o یا N45oE). زاویه میل به عبارت دیگر زاویه قائم بین ساختار خطی یا صفحه‌ای و سطح افق است. به صورت قرار دادی زوایه میل را از افق به سمت پایین حساب‌ می‌کنند یعنی ما زاویه یک ساختار نسبت به افق را به سمت پایین حساب‌ می‌کنیم نه بالا، خصوصا وقتی که داده‌ها را بر روی نیمکره پایینی شبکه استریونت وارد‌ می‌کنیم ( بلورشناسان از نیمکره بالایی نیز برای بلور‌ها استفاده‌ می‌کنند).

میل یک بردار است یعنی دارای دو مولفه‌ می‌باشد: یک مقدار میل (زاویه زیر سطح افق) و یک سمت میل (جهتی که ساختار صفحه‌ای به آن طرف شیب دارد مثل 30oNW).

این در وضعیت عمومی است و دو مولفه یعنی راستا و میل در عناصر خطی و صفحه‌ای معانی متفاوتی پیدا‌ می‌کنند. برای ساختار‌های صفحه‌ای مانند لایه بندی (مرز‌های لایه‌ها)، گسل، فولیاسیون و عناصر صفحه‌ای، روند و میل به امتداد و شیب تبدیل‌ می‌شوند که امتداد یک کمیت عددی و شیب یک کمیت برداری است

امتداد موقعیت یک خط افقی بر روی صفحه حاوی آن است. چون امتداد راستای یک خط افقی است‌ می‌توان راستای هر یک از دو سمت آن را قرائت کرد. بنابراین 000o و 180o امتداد‌های مشابه هستند.

شیب تمایل یک صفحه شیب‌دار است. برای ساختار‌های خطی مانند یک خط لولا، محور یا خطوارگی، ما از روند (trend) و میل (plunge) برای نشان دادن راستا و شیب استفاده‌ می‌کنیم. شایان ذکر است که صفحات افقی فاقد هرگونه امتدادی هستند زیرا آنها خط افق را در طول یک خط قطع‌ نمی‌کنند.

  • روند، راستای یک ساختار خطی است در جهتی که آن ساختار به آن سمت شیب دارد.
  • میل، مقدار شیب آن ساختار خطی است.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی

 

برای مثال 060o, 30o (به این صورت هم نوشته‌ می‌شود: 30o, 060o, یا 30o, N60oE) که روند و میل را مشخص‌ می‌کند نشان دهنده خطی است که دارای میل 30 درجه و روند 060 است. شایان ذکر است که خطوط قائم روند خاصی ندارد و روند یک ساختار خطی غیر افقی‌ می‌بایست از یک مرجع (مثل شمال) به سمتی که خط میل دارد خوانده شود.

بنابراین روندهای 000o و 180o برای ساختار‌های خطی یکسان نیستند (تفاوت روند و امتداد). ساختار‌های خطی همچنین با زاویه پیچ (pitch) آن روی یک صفحه مشخص نیز تعریف‌ می‌شود. روند هر خط در یک صفحه قائم از امتداد آن صفحه طبعیت‌ می‌کند.

زاویه پیچ زاویه حاده‌ای است که خط با امتداد صفحه‌ای که در آن قرار گرفته است‌ می‌سازد. برای مثال یک پیچ 40oSW (به صورت 40 درجه از جنوب غرب خوانده‌ می‌شود) به این معنی است که خط دارای زاویه پیچ 40 درجه از (نه به سمت) جنوب غرب انتهای جنوب غربی خط امتداد صفحه‌ای است که خط در آن قرار گرفته است. لازم به ذکر است که زاویه پیچ عموما یک زاویه قائم یا افقی نیست مگر برای صفحات افقی و قائمی که حاوی عناصر خطی باشند. زاویه پیچ یک جایگزین برای روند و میل است، اگرچه گاهی تنها راه مفید برای اندازه‌گیری صحیح مشخصات یک خط است، به ویژه زمانی که خط دارای میل زیادی است.

 

روش‌های برداشت اطلاعات به وسیله کمپاس

برای برداشت اطلاعات به وسیله یک کمپاس دو روش عمده وجود دارد:

  1. روش مستقیم: در این روش بدنه کمپاس مستقیما با ساختار مورد نظر تماس داشته و اطلاعات دقیق برداشت‌ می‌شود.
  2. روش غیر مستقیم: در این روش کمپاس با ساختار مورد نظر فاصله دارد و اطلاعات از راه دور برداشت‌ می‌شود. به این روش نشانه‌روی‌ می‌گویند، یعنی کاربر کمپاس به وسیله کمپاس به سمت سوژه مورد نظر نشانه رفته و اطلاعات مورد نظر خود را برداشت‌ می‌کند.

در این روش با توجه به موقعیت قرارگیری سوژه نسبت به کاربر از دو روش نشانه‌روی استفاده‌ می‌شود:

  • الف) روش نشانه‌روی کمری: این روش برای نشانه‌روی و برداشت اطلاعات نقاطی که بالاتر از کاربر هستند (یعنی نقاطی که در ارتفاع بیشتری قرار دارند) استفاده‌ می‌شود. در این روش کمپاس را در کف دست قرار داده و در حالی که درپوش حاوی آینه نزدیک به بدن ما قرار دارد، تصویر شیء مورد نظر را در داخل آینه یافته و آن را با خط محور آینه و شکاف بازوی نشانه روی منطبق‌ می‌کنیم و تراز کروی (چشم گاوی) را تنظیم کرده و اطلاعات مورد نظر خود را‌ می‌خوانیم.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
نشانه روی کمری برای سوژه‌های در ارتفاع بالاتر
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
طریقه در دست گرفتن کمپاس در نشانه روی کمری

 

  • ب) روش نشانه‌روی چشمی: این روش برای سوژه‌هایی که هم ارتفاع یا پایین‌تر از کاربر قرار دارند کاربرد دارد. در این روش ابتدا بازوی نشانه روی را در امتداد بدنه کمپاس قرار داده و زائده انتهایی را بر بازو عمود‌ می‌کنیم. درپوش کمپاس را در حالتی‌ می‌گیریم که با بدنه آن زاویه 30 تا 40 درجه بسازد (زاویه‌ای که بتوان از آینه صفحه مدرج را دید). حال کمپاس را روی دست گرفته و به سمت شیء نشانه‌ می‌رویم، در حالی که از روزنه دید به پنجره نشانه روی روی آینه و شیء نشانه رفته‌ایم، پس از حصول اطمینان از تراز بودن تراز کروی، اطلاعات مورد نظر را‌ می‌خوانیم. هرچه دست کشیده‌تر باشد اطلاعات برداشت شده صحیح‌تر خواهد بود.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
نشانه روی چشمی برای سوژه هم ارتفاع

 

در صورتی که شیء مورد نظر در ارتفاع پایین‌تری نسبت به کاربر قرار گرفته باشد،‌ می‌توان بازوی نشانه روی را به عنوان پایه در زیر درپوش کمپاس قرار داده و از شکاف بازو به پنجره نشانه روی و شیء نگریست و پس از تراز کردن تراز کروی، اطلاعات مورد نظر را برداشت نمود

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
نشانه روی چشمی برای سوژه‌های در ارتفاع پایین‌تر

 

اندازه‌گیری موقعیت ساختار‌های خطی

اندازه‌گیری روند و میل

اگر ساختار خطی پایین‌تر از خط دید ما قرار گرفته باشد، بازوی نشانه‌روی و در پوش کمپاس را باز کرده و شکاف بلند بازو را موازی با ساختار خطی‌ می‌گیریم. اگر ساختار خطی بالاتر از سر ما قرار داشت (مثلا روی لایه‌ای در بالای سرمان) زیر ساختار ایستاده و ساختار خطی را با خط سیاه محور آینه درپوش کمپاس در یک ردیف قرار‌ می‌دهیم. در هر دو حالت کمپاس را به وسیله تراز کروی (تراز چشم گاوی) تراز‌ می‌کنیم. اگر ساختار خطی دارای میل بود تنها یکی از جهات عقربه (شمالی یا جنوبی) روند صحیح ساختار خطی را نشان‌ می‌دهد.

نکته: عموما بسیاری از زمین‌شناسان مبتدی دچار اشتباه در خواندن روند صحیح‌ می‌شوند. برخی افراد عادت دارند که تنها جهت شمالی (به رنگ سفید) عقربه کمپاس را بخوانند و یا برعکس، که این باعث اشتباه شایع در خواندن روند ساختار خطی‌ می‌شود. هنگام استفاده از کمپاس برانتون باید فاقد حساسیت نسبت به جهت خاص باشیم و تنها جهت عقربه‌ای که راستای صحیح میل خط را نشان‌ می‌دهد بخوانیم (جهتی که خط به سمت پایین شیب دارد، نه بالا). بنابراین زمانی که مشخصات یک خط را‌ می‌خوانیم همیشه تنها روند یکی از جهات عقربه کمپاس صحیح است.

برای مشخص کردن جهت صحیح، ما باید از جهات جغرافیایی محلی ، یعنی از جهت شمال یا جنوب در صحرا در هر لحظه آگاه باشیم. برای مثال، اگر ساختار خطی‌ای را که به سمت جنوب (جنوب یا جایی در ربع جنوب غربی یا جنوب شرقی) میل دارد اندازه گیری‌ می‌کنیم، باید روند عقربه‌ای را که یکی از این جهات جنوبی را نشان‌ می‌دهد بخوانیم (مثلا 120o یا S60o E) نه جهات مقابل آن در سمت شمال (300o یا N60oW) را که به وسیله جهت دیگر عقربه نمایش داده‌ می‌شود. پس برای یک خط روند‌های 120o و 300o معادل یکدیگر نیستند و تنها یکی از جهات صحیح است (در این مثال 120o یا S60o E). جهت صحیح روند ممکن است با جهت سفید عقربه و یا جهت سیاه آن نشان داده شود.

رنگ عقربه منوط به چگونگی در دست گرفتن کمپاس (بازوی متحرک در نزدیک بدن و یا مقابل) و جهت دید ما در صحرا (به سمت شمال یا جنوب)‌ می‌باشد. بنابراین برای احتراز از خطاهای رایج، مهم نیست که کمپاس را چگونه در دست گرفته‌اید و یا به چه سمتی ایستاده‌اید، تنها بدانید که شمال یا جنوب جغرافیایی در موقعیتی که ایستاده‌اید کجاست و از خودتان این سوال را بپرسید:

خط به کدام سمت پایین‌ می‌رود (یعنی میل دارد)؟ اگر به سمت شمال میل دارد، عقربه‌ای را که سمت شمال یا شمال شرقی یا شمال غربی را نشان‌ می‌دهد (سفید یا سیاه) بخوانید نه جهت مقابل آن را. این راحت ترین و کاربردی ترین راه برای اندازه گیری صحیح یک خط است. البته اگر یک ساختار خطی میل نداشته باشد (یک حالت ویژه)،‌ می‌توان آزادانه هر کدام از جهات سفید یا سیاه عقربه را قرائت کرد، زیرا خط افقی است (هر دو جهت مشابه است).

مثال: ما قله یک ریپل مارک که تقریبا روندی به سمت شمال دارد را اندازه‌ می‌گیریم (ما در صحرا جهت شمال را‌ می‌دانیم زیرا کمپاس داریم!). قله ریپل مارک دارای میل است و روی لایه بندی که خود دارای شیب است قرار گرفته است. بازوی نشانه روی کمپاس را با قله ریپل مارک در یک راستا قرار داده و روندی را که یکی از جهات شمالی یا جنوبی عقربه (سفید یا سیاه) که به شمال نزدیک تر است نشان‌ می‌دهد،‌ می‌خوانیم. بنابراین اگر جهت سیاه عقربه N20oW را مشخص کند و جهت سفید آن S20oE ، ما باید جهت سیاه عقربه را بخوانیم. اشتباها تصور نکنید که جهت سفید عقربه شمال را به شما‌ می‌دهد و شما باید آن را بخوانید که این اشتباه رایجی است.

 

اندازه‌گیری زاویه پیچ برای عناصر خطی

چنانچه ساختار خطی مورد نظر دارای میل تندی بود بهتر است به جای روند و میل از زاویه پیچ استفاده شود. اندازه‌گیری زاویه پیچ تنها در حالتی ممکن است که ساختار خطی بر روی یک سطح فیزیکی قرار گرفته باشد. برای مثال اگر دسته‌ای از خش لغزهای مایل بر روی سطح یک گسل وجود داشته باشد، این خش لغزها را به این صورت اندازه‌گیری‌ می‌کنیم. ابتدا صفحه‌ای را که حاوی ساختار‌های خطی است اندازه گیری‌ می‌کنیم (یعنی گسل). سپس زاویه پیچ خش لغزها روی صفحه گسل را به طریقه زیر اندازه‌ می‌گیریم. یک حلقه کروی برجسته در پشت کمپاس برانتون وجود دارد که برای اندازه‌گیری زاویه پیچ طراحی شده است.

در و بازوی کمپاس را کاملا باز کرده و لبه در و بدنه آن را با ساختار خطی مورد نظر در یک ردیف قرار‌ می‌دهیم تا زمانی که حلقه پشت کمپاس به سطح گسل مماس شود. اگر شیب‌سنج استوانه‌ای در این حالت تراز نشد به آرامی بدنه کمپاس را حرکت داده و اندکی شیب سنج را‌ می‌چرخانیم و بدنه کمپاس را به محل اولیه بر‌ می‌گردانیم تا زمانی که لبه با خط تراز شود.

اگر شیب سنج تراز نشد، این مرحله را چندین بار تکرار‌ می‌کنیم تا زمانی که شیب سنج لبه کمپاس را به موازات خش لغز تراز نماید و حلقه زیر کمپاس به طور کامل به روی صفحه گسل خوابیده باشد. در این حالت عدد روی صفحه مدرج شیب سنج را که نشانگر شیب سنج مقابل آن ایستاده است‌ می‌خوانیم. این روش یک فرایند آزمون و خطا برای بدست آوردن زاویه پیچ است و برای کسب مهارت نیاز به تمرین و ممارست دارد.

 

اندازه‌گیری زوایای قائم، ارتفاع و فاصله

برای اندازه گیری زوایای قائم، درپوش را خم کرده و کمپاس را همانگونه که برای اندازه گیری میل ساختار‌های خطی شرح داده شد یعنی با شیب سنج استفاده‌ می‌کنیم. زاویه قائم (Q)‌ می‌تواند برای محاسبه ارتفاع (H) یک جسم یا شیء (مثل دیوار، برج و قله کوه) با استفاده از فرمول H = X tan Q مورد استفاده قرار گیرد، البته باید فاصله (X) با جسم را بدانیم.

همچنین‌ می‌توانیم از توابع مثلثاتی برای محاسبه فاصله افقی (X) از نقطه A تا یک جسم در نقطه B به این صورت استفاده نماییم. از نقطه A به نقطه C‌ می‌رویم به طوری که خط AC عمود بر خط AB‌ می‌باشد. این کار را‌ می‌توان به کمک کمپاس با بدست آوردن زاویه 90 درجه از خط AB انجام داد. با پیمایش (pacing) فاصله AC را 10 متر تعیین‌ می‌کنیم (البته اگر اندازه قدم‌هایمان را بدانیم). زاویه C به B را‌ می‌خوانیم. کم کردن این دو زاویه از هم زاویه b بین AB و CB را مشخص‌ می‌کند. حال ما یک مثلت قائم الزاویه ABC داریم که AC = 10m و AB = X است و زاویه b نیز مشخص است. حال از معادله زیر استفاده‌ می‌کنیم:

tan b = AC/AB = 10m/x

و مقدار x به متر بدست‌ می‌آید.

 

اندازه‌گیری ضخامت حقیقی لایه‌ها

کمپاس‌ می‌تواند به روش دستی که بر روی پایه نگهدار (Jacob Staff) قرار داده شده است برای اندازه‌گیری ضخامت حقیقی واحد‌های سنگ چینه‌ای (مانند عضو و سازند) به روش زیر مورد استفاده قرار گیرد.

شیب واقعی لایه‌ها را اندازه‌گیری کرده و شیب سنج را در آن زاویه تنظیم‌ می‌کنیم. کمپاس را به صورت قائم با درپوش نیمه بسته بر روی پایه سوار کرده (مانند حالتی که میل را‌ می‌خوانیم) و از قرارگیری شیب سنج در حالتی که زاویه شیب را اندازه گرفته‌ایم اطمینان کسب‌ می‌کنیم. از مرز پایینی یک واحد چینه‌ای شروع‌ می‌کنیم.

پایه را به جهت شیب لایه‌ها خم کرده و همزمان درون آینه نگاه‌ می‌کنیم تا زمانی که حباب شیب سنج در مرکز قرار گیرد. در این موقعیت از طریق سوراخ دید و پنجره نشانه روی نگاه کرده و نقطه‌ای روی زمین که محل برخورد خط دید ما با زمین است مشخص‌ می‌کنیم. پایه نگهدار را در آن محل قرار داده و این عمل را تکرار‌ می‌کنیم و تعداد دفعات (n) آن را شمارش‌ می‌کینم تا به مرز بالایی واحد سنگ چینه‌ای برسیم. حال با ضرب تعداد دفعات در طول پایه (مثلا 1/5 متر) ضخامت حقیقی واحد چینه‌ای بدست‌ می‌آید.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
استفاده از پایه نگهدار و کمپاس برای تعیین ضخامت حقیقی لایه‌ها

 

اندازه‌گیری موقعیت صفحات

برای بدست آوردن موقعیت یک ساختار خطی ما نیاز به اندازه‌گیری امتداد و شیب آن ساختار داریم. برای این کار از دو روش‌ می‌توانیم استفاده کنیم:

  1. روش مستقیم

اگر صفحه صاف، هموار و غیر مغناطیسی باشد راحت‌ترین راه برای اندازه‌گیری امتداد و شیب صفحه تماس کناره بدنه کمپاس با صفحه است به صورتی که حباب تراز کروی در مرکز قرار گیرد. با این کار خطی افقی موازی محل برخورد کناره کمپاس و صفحه ایجاد‌ می‌شود. در این حالت در خواندن هر یک از دو سمت عقربه کمپاس مختاریم (یعنی 140o و 320o امتدادهای مشابه‌اند). با این کار امتداد صفحه مشخص‌ می‌شود.‌

می‌توان خط امتداد را با یک مداد به موازات لبه بدنه کمپاس بر روی صفحه کشید. در موارد ویژه مانند زمانی که‌ می‌خواهیم جهت نمونه‌های سنگی برداشت شده برای بررسی‌های ساختاری را مشخص کنیم باید یکی از طرفین خط افقی رسم شده را با علامت فلش مشخص کنیم.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
تماس لبه کمپاس با سطح لایه برای بدست آوردن امتداد
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
تراز کروی (چشم گاوی) باید تنظیم شود

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
روش مستقیم بدست آوردن امتداد لایه
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
طریقه قرار دادن لبه کمپاس بر روی لایه برای بدست آوردن امتداد لایه

 

بعد از اندازه‌گیری امتداد، مقدار شیب صفحه با قرار دادن لبه بدنه کمپاس بر روی صفحه و در جهت عمود بر خط امتداد و تراز کردن شیب سنج (تراز استوانه‌ای) بدست‌ می‌آید. برای تعیین جهت شیب با تراز کردن تراز استوانه‌ای جهتی را که صفحه به طرف آن شیب دارد مشخص‌ می‌کنیم.

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
نحوه قرار گیری لبه کمپاس بر روی لایه برای تعیین مقدار شیب
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
قرار گیری لبه کمپاس عمود بر امتداد لایه برای بدست آوردن شیب آن
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
تنظیم تراز لوبیایی (استوانه‌ای) برای قرائت مقدار شیب
کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
صفحه مدرج شیب سنج

 

برخی اوقات سطح زیرین لایه‌ها در دسترس‌ می‌باشد و برداشت امتداد و شیب لایه از آن به این صورت باید انجام شود. ابتدا سطح هموار زیر لایه را انتخاب نموده و یا به کمک یک تخته، سطح صافی را بوجود‌ می‌آوریم و به همان روش مستقیم امتداد و مقدار شیب را بدست‌ می‌آوریم. یعنی درپوش کمپاس را به سطح زیر لایه چسبانده و با تراز کردن تراز کروی امتداد لایه را‌ می‌خوانیم و جهت شیب نیز با 90 درجه فاصله از امتداد مشخص‌ می‌شود و مقدار شیب را نیز با همان روشی که در بالا ذکر شد بدست‌ می‌آوریم.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
طریقه قرار دادن کمپاس در سطح زیر لایه

 

نکته: در امریکا نحوه نوشتن این مشخصات به ترتیب امتداد، شیب و جهت شیب است (مثلا 050o, 30o NW) و این به دلیل ترتیب برداشت داده‌های یک صفحه به وسیله کمپاس برانتون است. در سیلوا و کمپاس‌های مشابه توانایی اندازه‌گیری شیب و جهت آن قبل یا بدون اندازه‌گیری امتداد وجود دارد. بنابراین در اروپا و سایر نقاط جهان فرمت نوشتن به صورت مقدار شیب و جهت شیب‌ می‌باشد که یک کمیت برداری است (مانند 30o, 320o).

  1. روش غیر مستقیم

اگر صفحه مورد نظر صاف نباشد و در مقابل خط دید ما قرار داشته باشد، ما باید از روش نشانه روی چشمی به این طریق استفاده کنیم. بازوی نشانه‌روی را باز کرده و سر یا نوک نشانه روی را خم‌ می‌کنیم. یکی از چشم‌ها را بسته و به طرفین حرکت‌ می‌کنیم تا زمانی که لبه سطح شیب‌دار را ببینیم. در صورتی که حرکت بیشتر باعث مشخص شدن سطح صفحه شیب‌دار‌ می‌شود، حرکت را متوقف‌ می‌کینم.

در این موقعیت ما در حال مشاهده صفحه از لبه کناری آن هستیم و آن را به صورت یک خط‌ می‌بینیم. در کمپاس را خم‌ می‌کنیم تا موقعی که لبه سطح شیب‌دار را از طریق پنجره نشانه روی روی درپوش ببینیم. کمپاس را به این صورت در دست‌ می‌گیریم:

دو انگشت شست را زیر بازوی نشانه‌روی بدنه کمپاس‌ می‌گیریم و دو انگشت نشانه را روی لبه درپوش و انگشت‌های وسط را پشت قسمت افقی بدنه‌ می‌گیریم. درپوش کمپاس را حرکت‌ می‌دهیم تا تراز کروی (چشم گاوی) در آینه مشاهده شود. آن را تراز کرده و کمپاس را به صورتی‌ می‌گیریم که خط سیاه میان پنجره نشانه روی، لبه صفحه را قطع کند (سعی نکنید که خط سیاه با لبه دقیقا تراز شود، زیرا این کار باعث کج شدن بدنه کمپاس و بر هم خوردن تراز آن‌ می‌شود، مگر اینکه صفحه قائم باشد).

نفس خود را حبس کنید و جهتی را که هر کدام از جهات سفید یا سیاه عقربه (هر کدام که در آینه مشخص است) نشان‌ می‌دهد بخوانید. این عدد امتداد صفحه را در آینه و بدون حرکت بدنه و بر هم خوردن تراز نشان‌ می‌دهد. در همین موقعیت برای خواندن مقدار شیب، لبه بدنه کمپاس را با لبه صفحه در یک ردیف قرار داده و با تراز کردن شیب سنج مقدار آن را‌ می‌خوانیم. برای تعیین جهت شیب، جهت اصلی که صفحه به آن سمت شیب دارد را به روشی که قبلا ذکر شد بدست‌ می‌آوریم.

اگر صفحه مورد نظر قائم و زمین افقی باشد (یک حالت خاص)، مستقیما روی لبه صفحه ایستاده و روند لبه صفحه را‌ می‌خوانیم این روند همان امتداد صفحه است.

نکته: برخی زمین‌شناسان بی تجربه فرض‌ می‌کنند که‌ می‌توانند امتداد یک صفحه شیب‌دار غیر قائم را به این روش محاسبه کنند. تکنیک ایستادن بر روی لبه صفحه برای حالتی که صفحه غیر قائم و سطح بالایی غیر افقی‌ می‌باشد، کارا نیست و روند لبه صفحه در این حالت امتداد را به ما‌ نمی‌دهد. در چنین حالاتی ما‌ می‌بایست مستقیما امتداد را به روش نشانه روی چشمی یا به روشی که در بالا توضیح داده شد (تماس کمپاس با صفحه) بدست آوریم

 

اندازه گیری شیب توپوگرافی از دور

برای بدست آوردن شیب توپوگرافی هر ناحیه، ابتدا طوری‌ می‌ایستیم که توپوگرافی مورد نظر به صورت یک خط نمایان شود. آنگاه درپوش کمپاس را در امتداد بدنه قرار داده و آن را در مقابل خود گرفته به صورتی که یکی از کناره‌های کمپاس یا خط محور آینه، بر شیب توپوگرافی مماس شود، در این حالت تراز شیب سنج را تنظیم کرده و مقدار شیب را‌ می‌خوانیم

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
بدست آوردن شیب توپوگرافی از راه دور با نشانه روی چشمی

 

بدست آوردن موقعیت یک خط مابین دو نقطه

معمولا ما نیاز داریم تا روند و میل یک خط اتصال دهنده دو نقطه را مانند خط میان دو نفر، یا یک نفر تا یک جسم (مانند خانه، برج یا یک علامت) بدست آوریم. برای انجام این کار ما‌ می‌توانیم از یکی از روش‌های نشانه روی چشمی یا کمری استفاده نماییم. روش نشانه روی چشمی در بالا توضیح داده شد.

برای روش نشانه‌روی کمری، در کمپاس را در نزدیک بدن قرار داده و آن را کج‌ می‌کنیم تا وقتی که بدنه کمپاس با تراز کردن تراز چشم گاوی، افقی شود. موقعیت هدف از درون آینه با خط سیاه میان آینه هدف‌گیری کرده و بعد کمپاس را با تراز کروی تراز کرده و روند را‌ می‌خوانیم.

اندازه‌گیری میل این خط به این ترتیب است: کمپاس را قائم کرده (بدنه قائم باشد) تا درپوش و بازوی نشانه روی خمیده شود. از درون سوراخ درون راس نشانه‌روی (sighting tip) و از میان پنجره نشانه روی نگاه کرده و شیب سنج را تراز‌ می‌کنیم تا موقعی که نقطه‌ای مشخص بر روی هدف مورد نظر رویت شود. اگر دو شخص دارای قد یکسان باشند تقاطع چشمان شخص هدف‌گیری شده با خط سیاه میان پنجره نشانه روی نقطه مورد نظر است. و اگر ما به سوی فردی که از ما کوتاه‌تر است (مثلا 5 سانتی‌متر کوتاه‌تر) نشانه رفته‌ایم، باید نقطه مورد نظر را 5 سانتی متر بالاتر از خط دید او (مثلا روی سر او) در نظر گرفت. وقتی که شخص هدف 5 سانتی‌متر از ما بلندتر است باید دهان او را نشانه روی کنیم.

 

اندازه‌گیری موقعیت یک صفحه با تکنیک دو خط

تکنیک دو خط یک روش بسیار مفید و دقیق اندازه‌گیری صفحات تقریبا افقی یا با شیب کم‌ می‌باشد. این صفحات کم شیب بسیار رایج بوده و بطور دقیق با اندازه گیری امتداد و شیب قابل اندازه‌گیری‌ نمی‌باشند اگر سطح رخنمون شده صفحه کوچک باشد، دو مداد نوک تیز را با زاویه زیاد نسبت به یکدیگر بر روی صفحه قرار‌ می‌دهیم. نوک تیز مداد‌ها میل به سمت پایین را نشان‌ می‌دهند. روند و میل دو خط را اندازه گیری‌ می‌کنیم (1 و 2).

چنانچه صفحه نیمه افقی بزرگ و عریض باشد (مانند یک لایه بازالتی)، دو خط بلند را به وسیله دونفر تعیین‌ می‌کنیم. دو شخص در دو نقطه‌ می‌ایستند و به سمت یکدیگر نشانه رفته، روند و میل خطی را که دیگری را قطع‌ می‌کند بدست‌ می‌آورند (1). میانگین این دو را بدست‌ می‌آوریم. همین کار را دوباره برای بدست آوردن روند و میل یک خط دوم نیز انجام‌ می‌دهند (2). برای بدست آوردن جهت‌گیری یک صفحه که شامل دو خط است، خط‌ها را به صورت دو نقطه بر روی استریونت‌ می‌کشیم، و صفحه را حرکت‌ می‌دهیم تا دو نقطه بر روی یک دایره بزرگ قرار گیرند. امتداد و شیب دایره بزرگ را‌ می‌خوانیم.

اگرچه تکنیک دو خط بهترین راه برای تعیین موقعیت صفحات کم شیب یا نیمه افقی است، موقعیت صفحات کم شیب کوچک (مثلا لایه‌بندی در منطقه لولایی چین‌های میکروسکوپی)‌ می‌تواند به روش آزمون و خطا به صورت زیر تعیین شود. شیب لایه را در جایی که فکر‌ می‌کنیم به حداکثر شیب (شیب حقیقی) نزدیک است، پس از تراز کردن شیب‌سنج، اندازه‌گیری کرده و مقدار آن را به خاطر‌ می‌سپاریم.

کمپاس را‌ می‌چرخانیم تا زمانی که گوشه قائم الزاویه کمپاس صفحه را لمس کند. در این حال شیب را مجدد می‌خوانیم. اگر شیب کمتر از عدد قبلی باشد ما از شیب حقیقی فاصله داریم و اگر عدد اولیه به شیب حقیقی نزدیک‌تر است. کمپاس را به حالت اولیه باز گردانده و این بار در جهت مخالف حرکت‌ می‌دهیم. این کار را تکرار‌ می‌کنیم را زمانی که ما حداکثر شیب را که همان شیب حقیقی است بدست آوریم. وقتی که شیب حقیقی و مقدار آن مشخص شد، راستای صفحه را در جهت عمود بر خط شیب اندازه‌گیری‌ می‌کنیم.

 

استفاده از کمپاس برای تعیین دو نقطه هم ارتفاع

گاهی اوقات ما بر روی مرز یک لایه افقی (مانند یک لایه بازالتی یا یک لایه رسوبی) بر روی یک تپه قرار گرفته‌ایم و نیاز به تعیین یک نقطه هم ارتفاع بر روی تپه مجاور داریم. به این صورت عمل‌ می‌کنیم:

شیب سنج را بر روی عدد صفر صفحه مدرج آن تنظیم‌ می‌کنیم، و کمپاس را از پهلو (به صورت قائم) به صورتی که برای اندازه گیری میل توضیح داده شد‌ می‌چرخانیم. از سوراخ نوک بازوی نشانه‌روی به داخل پنجره نشانه روی نگاه کرده و شیب سنج را با حرکت دادن بدنه کمپاس به بالا یا پایین و نگاه کردن در آینه تراز‌ می‌کنیم (در حالتی که صفر درجه را نشان‌ می‌دهد و بدون اینکه شیب سنج را حرکت دهیم). وقتی شیب‌سنج تراز شد، نقطه‌ای را که محل تقاطع خط دید شما با زمین است بر روی تپه مقابل مشخص‌ می‌کنیم. این نقطه، نقطه هم ارتفاع با محل ایستادن ما، بر روی تپه مجاور‌ می‌باشد.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
نشانه روی چشمی برای تعیین ارتفاع نقاط نسبت به خود

 

این تکنیک همچنین برای تعیین امتداد یک لایه به روش دستی نیز استفاده‌ می‌شود. کافی است تا شیب سنج را بر روی عدد صفر قرار داده، بر روی یک لایه ایستاده و در طول لایه نگاه کنیم و شیب سنج را بدون حرکت دادن پیچ تنظیم آن تراز کنیم. بعد از اینکه شیب سنج تراز شد، نقطه‌ای را بر روی لبه لایه در راستای خط دید افقی مان مشخص‌ می‌کنیم. اکنون ما خط امتداد را بدست آورده‌ایم (خط افقی) و کافی است تا راستای آن را به روش نشانه روی چشمی و یا کمری بخوانیم. برای اینکه در چنین موقعیتی شیب لایه را در جهت عمود بر خط امتداد بخوانیم، شیب سنج را به صورتی که برای اندازه‌گیری شیب توضیح داده شد استفاده‌ می‌کنیم

 

یافتن موقعیت با استفاده از کمپاس و نقشه

در این بخش‌ می‌آموزیم که چگونه از یک کمپاس و نقشه توپوگرافی برای برای مشخص کردن موقعیتمان بر روی نقشه استفاده کنیم.

اولین کار تنظیم کمپاس با انحراف مغناطیسی ناحیه است. اگر این کار صورت نگیرد برداشت‌ها و نتایج آنها اشتباه شده و به مکانی که مد نظرمان است نخواهیم رسید. انحراف مغناطیسی در منطقه مورد نظر، باید بر روی نقشه چاپ شده باشد. بعد از یافتن انحراف مغناطیسی بر روی نقشه، باید آن را بر روی کمپاس خود منتقل کنیم. اگر از کمپاس برانتون استفاده‌ می‌کنیم کافی است تا همان طور که قبلا ذکر شد، پیچ برنجی را که در کنار بدنه کمپاس قرار دارد بچرخانیم تا شاخص (index pin) روی صفحه مدرج بر روی میزان انحراف درست قرار گیرد.

برای مدل‌های دیگر کمپاس‌ می‌توانیم انحراف مغناطیسی را با چرخاندن دایره مدرج بیرونی کمپاس تا زمان قرارگیری عدد مورد نظر روی صفحه مدرج در مقابل خط شاخص لبه بالایی کمپاس تصحیح نمود. برای نمونه‌های دیگر کمپاس که با این روش‌ها قابل تصحیح انحراف مغناطیسی نیستند باید به کتاب راهنمای همراه آن مراجعه نمود. نکته قابل توجه این است که این انحراف حتما باید تصحیح گردد.

 

مشخص کردن جهت

ما با نقشه خود در صحرا ایستاده‌ایم و‌ می‌خواهیم از نقطه‌ای (A) به نقطه دیگر (B) برویم. اولین چیزی که باید مشخص کنیم جهت A تا B است. دو راه برای این کار وجود دارد.

ساده ترین راه همراه داشتن یک نقاله در صحراست. با قرار دادن نقاله بر روی نقشه در راستای شمال – جنوب به طوری که مرکز نقاله بر روی نقطه A، یعنی محلی که شما در آنجا هستید، قرار گیرد به سادگی‌ می‌توانید جهت A تا B یعنی جهتی که شما‌ می‌خواهید به آن سو حرکت کنید را از روی نقاله بخوانید.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
تعیین جهت بین دو نطقه بر روی نقشه به کمک نقاله

 

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
تعیین جهت بین دو نطقه بر روی نقشه به کمک کمپاس

 

اگر نقاله به همراه نداشتید‌ می‌توانید جهت حرکت خود را با کمک کمپاس مشخص کنید. برای اینکار کمپاس خود را بر روی نقشه‌ می‌گذاریم به صورتی که لبه آن در راستای شمالی – جنوبی و مرکز کمپاس بر روی خط بین دو نقطه A تا B قرار گیرد.

حال نقشه و کمپاس را با یکدیگر‌ می‌چرخانیم تا نوک شمالی عقربه کمپاس مقابل عدد 0 درجه روی صفحه مدرج قرار گیرد. اکنون‌ می‌توانیم جهتی را که باید حرکت کنیم با خواندن عددی که حاصل برخورد خط AB با صفحه مدرج کمپاس است بدست آوریم.

این نکته را هم باید در نظر بگیریم که بر روی کمپاس برانتون جای شرق و غرب (E&W) برعکس است و این نباید ما را در خواندن جهت دچار اشتباه کند.همیشه شرق در سمت راست شمال و غرب در سمت چپ آن قرار دارد.

 

حرکت از A به سمت B

بعد از اینکه مشخص کردیم به کدام جهت‌ می‌خواهیم حرکت کنیم، حال باید بدانیم برای رسیدن به نقطه مورد نظر چگونه از کمپاس خود استفاده کنیم. مثلا جهتی که باید از A به B طی کنیم 21 درجه به سمت شرق (N 21°E) است. برای این کار کافی است خط مستقیم با زاویه 21 درجه از شمال را تا رسیدن به مقصد طی کنیم.

برای اینکه خود را در این راستا قرار دهیم، کمپاس را طوری به دست‌ می‌گیریم که نوک شمالی عقربه جهتی را که ما‌ می‌خواهیم نشان دهد اما در ربع کناری. به عنوان مثال ما‌ می‌خواهیم به سمت N 20°E حرکت کنیم. برای این کار کمپاس را طوری حرکت‌ می‌دهیم که نوک شمالی عقربه آن مقابل 340° (N 20°W) قرار گیرد.

وقتی که این کار را انجام دهیم لبه جلویی کمپاس ما زاویه 20 درجه را در جهتی که‌ می‌خواهیم حرکت کنیم به ما نشان‌ می‌دهد.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
در تصویر A عقربه شمال شرق را نشان‌ می‌دهد درحالیکه جهتگیری کمپاس به سمت شمال غرب است.

 

اغلب کمپاس‌ها دارای یک سیستم نشانه‌روی برای دقت بیشتر در تعیین مقصد هستند. کافی است همان طور که قبلا توضیح داده شد، از طریق این بازوی نشانه روی به مقصدی که‌ می‌خواهیم به آن برسیم نگاه کنیم و جهت حرکت خود را تعیین کنیم.

با یافتن یک شیء (مانند یک درخت یا یک تخته سنگ بزرگ) که در مسیرمان قرار گرفته است،‌ می‌توانیم آزادانه به سمت آن حرکت کنیم بدون آنکه تغییری در مسیرمان ایجاد گردد. پس از اینکه به شیء مورد نظر رسیدیم شیء دیگری را در همان مسیر نشانه‌روی کرده و به سوی آن حرکت‌ می‌کنیم. این کار را آنقدر تکرار‌ می‌کنیم تا به نقطه B برسیم.

 

یافتن موقعیت خود بر روی نقشه

اکنون ما‌ می‌دانیم که چگونه با استفاده از کمپاس خود از A به B برویم. اما اگر محل دقیق ایستادن خود (نقطه A) را ندانیم چکار باید بکنیم؟

ساده‌ترین راه استفاده از دستگاه GPS جیبی است. کافی است با این دستگاه مختصات محلی را که ایستاده‌ایم بدست آوریم و بر روی نقشه با کمک مختصات ثبت شده بر روی آن موقعیت خود را بیابیم. اما اگر ما فاقد GPS بودیم و در منطقه‌ای با توپوگرافی برجسته قرار داشتیم‌ می‌توانیم به کمک کمپاس خود محل دقیق خود را مشخص نماییم.

با رسم سه خط متقاطع بر روی نقشه به راحتی‌ می‌توانیم محل ایستادن خود را بر روی آن مشخص نماییم. در مرحله اول سه جلوه توپوگرافی را که به راحتی‌ می‌توانیم بر روی نقشه خود مشخص نماییم انتخاب‌ می‌کنیم (مثلا قله کوه).

با اولین انتخاب آغاز می‌کنیم و راستای خط بین آن نقطه تا محلی که ایستاده‌ایم را به وسیله کمپاس تعیین‌ می‌کنیم و با مداد خطی را با همان راستا و به کمک نقاله بر روی نقشه توپوگرافی‌ می‌کشیم به صورتی که این خط از نقطه مورد نظر عبور کند. این کار را برای دو نقطه دیگر نیز تکرار‌ می‌کنیم و خط‌های دیگر را نیز بر روی نقشه‌ می‌کشیم. سه خط در یک نقطه روی نقشه یکدیگر را قطع‌ می‌کنند و آن محل ایستادن ما است.

بسته به دقت عمل ما در نشانه روی و کشیدن خطوط بر روی نقشه ممکن است اشتباهاتی در تعیین موقعیت ما رخ دهد. مطمئنا نقطه مشخص شده دوباره با نقشه چک و اصلاح شود. به عنوان مثال اگر خطوط یکدیگر را در یک دره قطع کنند و ما بر روی یک تپه ایستاده باشیم مشخص است که اشتباه رخ داده و نقطه تعیین شده بر روی نقشه باید اندکی جابجا شود. برای تعیین موقعیت دقیق ما باید بدانیم که روی تپه یا سمت دره ایستاده‌ایم. چنانچه به همراه خود ارتفاع سنج داریم،‌ می‌توانیم از آن نیز برای تعیین موقعیت دقیق خود استفاده کنیم.

کمپاس و کاربردهای آن - قطب نمای زمین شناسی
یافتن موقعی خود بر روی نقشه

 

جهت‌یابی بدون کمک قطب نما

ممکن است در یک سفر قطب‌نما نداشته باشیم و یا قطب نمای ما از کار افتاده باشد. در این حالت نیاز داریم تا راه خود را بدون استفاده از قطب نما و به کمک خورشید، ماه و ستارگان و طبیعت اطرافمان بیابیم.

برای یافتن موقعیتمان در یک سفر صحرایی ممکن است بالا رفتن از یک تپه و مشاهده اطراف ایده خوبی به نظر برسد. در بالای تپه خوب به اطرافمان نگاه‌ می‌کنیم و آثار فعالیت انسان‌ها را‌ می‌یابیم و‌ می‌توانیم تصمیم بگیریم که به کدام سمت حرکت کنیم. اما اگر نقشه و قطب‌نما به همراه نداشته باشیم‌ نمی‌توانیم مشخص کنیم که کدام جهت شمال است. پس برای تعیین جهات جغرافیایی‌ می‌توانیم از یکی از روش‌های زیر استفاده کنیم.

 

1) روش خورشید و سایه

یکی از دقیق‌ترین روش‌ها استفاده از سایه و خورشید است. در این روش به یک آسمان صاف و مقداری زمان نیاز داریم. در این روش به وسیله‌ای برای اندازه‌گیری جهات نیاز نیست. تنها به یک چوب صاف به طول یک متر و دو قطعه چوب یا سنگ کوچک نوک تیز و یک تکه نخ یا طناب نیاز داریم. در صبح و کمی قبل از ظهر، درجه‌بندی را شروع‌ می‌کنیم. چوب بلند را به صورت قائم در زمین فرو‌ می‌کنیم. زمین اطراف چوب باید افقی و هموار باشد.

حال یکی از چوب‌های کوچک را در زمین و درست در جایی که سایه چوب بلند تمام‌ می‌شود، فرو‌ می‌کنیم. طناب را به پایه چوب بلند بسته و سر دیگر آن را به چوب بلند نوک تیز‌ می‌بندیم به صورتی که وقتی طناب را کاملا‌ می‌کشیم چوب نوک تیز به قطعه دیگری که در خاک فرو کرده‌ایم برسد. حال به کمک چوب نوک تیز یک نیم دایره بر روی زمین‌ می‌کشیم و تا بعدازظهر صبر‌ می‌کنیم. در طول روز سایه کوتاه و کوتاه‌تر شده و از ظهر به بعد دوباره بر طول آن افزوده‌ می‌گردد.

در ظهر و هنگامی که سایه در کوتاه‌ترین حالت خود قرار دارد بر روی نیم دایره راستای سایه را علامت‌ می‌زنیم. در این حالت سایه راستای شمال را نشان‌ می‌دهد. سرانجام سایه بلند شده و دوباره به نیم دایره رسم شده‌ می‌رسد. این نقطه را باچوب نوک تیز علامت‌ می‌زنیم. اگر طناب یا ریسمانی برای رسم دایره نداشتیم‌ می‌توانید از یک چوب صاف بلند یا هر وسیله دیگری که بتوان با آن یک نیم دایره رسم کرد استفاده‌ می‌کنیم.

 

2) استفاده از ستارگان و ماه

در شب‌ می‌توانیم به کمک ستاره‌ها مسیر خود را مشخص نماییم. در نیمکره شمالی ستاره‌ای که در هر لحظه و در تمامی اوقات در شمال قرار دارد ستاره قطبی (Polaris) نامیده‌ می‌شود. حال چگونه این ستاره را در آسمان شب بیابیم؟ به راحتی این کار امکان پذیر است. چنانچه دب اکبر (Big Dipper) را که شبیه به یک ملاقه دسته دار است در آسمان بیابیم و فاصله دو ستاره انتهایی نوک کاسه ملاقه را به میزان 5 برابر امتداد دهیم به ستاره پر نوری که همان ستاره قطبی است‌ می‌رسیم. این ستاره جزئی از دب اصغر بوده و همیشه جهت شمال را نشان‌ می‌دهد. در نیمکره جنوبی باید چلیپا یا صلیب جنوبی (Southern Cross) را در آسمان بیابیم. تا راستای جنوب را به ما نشان دهد.

به کمک ماه‌ می‌توان ستاره قطبی را در آسمان مشخص نمود. اگر بتوانیم ماه را در آسمان ببینیم‌ می‌توانیم جهت شمال را مشخص نماییم. دو راه برای این کار وجود دارد:

  • الف: هنگامی که ماه کامل است اگر به سمت ماه بایستیم رو به شمال ایستاده‌ایم.
  • ب: زمانی که ماه به صورت هلال است اگر دو نوک هلال را به وسیله خطی به هم وصل کرده و ادامه دهیم به ستاره قطبی‌ می‌رسیم که جهت شمال را نشان‌ می‌دهد. اگر فاصله ماه را تا ستاره قطبی در شب اندازه گیری کنیم‌ می‌توانیم از این فاصله در روز که ماه مشخص است و ستاره قطبی ناپیداست برای یافتن شمال استفاده نماییم.

 

3) استفاده از ساعت

با کمک یک ساعت عقربه دار نیز‌ می‌توان راستای شمال و جنوب را مشخص کرد. ساعت خود را جلوی چشمان خود گرفته و ساعت را به صورتی‌ می‌گیریم تا عقربه کوچک که ساعت را مشخص‌ می‌کند به سمت خورشید قرار گیرد. خط نیمساز زاویه بین عقربه کوچک و ساعت 12 راستای جنوب را نشان‌ می‌دهد و جهت مخالف آن جهت شمال را مشخص‌ می‌کند.

در هنگام شب نیز (از 6 عصر تا 6 صبح) چون خورشید در آسمان نیست. محل آن را معادل ساعتی که در آسمان هست در نظر‌ می‌گیریم. دلیل تقسیم کردن ساعت به دو بخش این است که ساعت در شبانه روز 2 دور‌ می‌زند ولی خورشید یک دور که البته این حالت مشکلی در تعیین جهت ایجاد‌ نمی‌کند.

بسیاری از مردم امروزه دارای ساعت دیجیتالی هستند. برای تعیین جهت کافی است ساعت را خوانده و روی یک کاغذ ساعتی عقربه دار که همان زمان را نشان دهد بکشیم و آن را روی صفحه ساعت خود قرار داده و به روشی که در بالا گفته شد جهت شمال و جنوب را مشخص نماییم.

این روش در هوای مه‌آلود و هنگامی که تنها هاله‌ای از خورشید مشخص است و جایگاه آن به خوبی قابل تشخیص نیست نیز کاربرد دارد. در این حالت کافی است یک تکه چوب نازک داشته باشیم و آن را به صورت قائم در زمین فرو کنیم و سایه آن در روی زمین هم راستا با جهت تابش خورشید بر روی زمین‌ می‌افتد که نوک سایه دقیقا در جهت مخالف خورشید قرار‌ می‌گیرد. حال که جایگاه خورشید مشخص شده است‌ می‌توان از روش شرح داده شده راستای شمال و جنوب را مشخص کرد.

 

4) سنجاق مغناطیسی

روش دیگری که‌ می‌توان برای مشخص کردن راستای شمال و جنوب استفاده کرد، ساختن یک قطب‌نمای ساده است. برای این کار نیاز به یک سنجاق آهنی و یک لیوان آب است. سنجاق باید سبک باشد تا روی آب شناور بماند و یا‌ می‌توانی از یک کاغذ یا برگ درخت در زیر آن استفاده نمود تا سنجاق به زیر آب فرو نرود. البته با چرب کردن سنجاق به کمک روغن نیز‌ می‌توان از فرو رفتن آن جلوگیری نمود.

چنانچه سنجاقی که به کار‌ می‌بریم مغناطیسی باشد در این حالت آن را روی آب قرار‌ می‌دهیم و سنجاق‌ می‌چرخد وبرای ما راستای شمال – جنوب را نشان‌ می‌دهد. اما اگر سنجاق مغناطیسی نباشد باید به کمک یک پارچه پشمی آن را مغناطیسی کنیم. و سپس این روش را به کار بگیریم. این روش دارای اشکالی‌ می‌باشد، تنها راستای شمال-جنوب را مشخص‌ می‌کند و برای ما محل شمال یا جنوب را مشخص‌ نمی‌کند و ما باید به کمک روش‌های دیگر محل قطب‌ها را مشخص کنیم یا آنها را حدث بزنیم.

 

5) آثار طبیعی

روش دیگر استفاده از آثار طبیعی موجود است. هنگامی که قطب نمایی در اختیار نبود و خورشید و سایه‌ای وجود نداشت و ستاره‌ها در آسمان دیده‌ نمی‌شدند‌ می‌توان از این آثار در جهت یافتن قطب‌ها استفاده کرد.

در جنگل‌ها و در کنار درخت‌ها‌ می‌توان آثاری را یافت که در یافتن جهت قطبین به ما کمک نمایند. یکی اینکه بیشتر شاخه‌های درختان به جهت جنوب رشد‌ می‌کند و شاخه‌های کمتری در جهت شمال‌ می‌رویند. این را‌ می‌توان با ایستادن در راستای تنه درخت به خوبی مشاهده کرد. بخش شمالی تنه درخت مرطوب‌تر از بخش رو به جنوب آن است و این به دلیل تابش کمتر خورشید به بخش شمالی‌ می‌باشد. این را‌ می‌توان از گلسنگ‌های روییده در بخش شمالی تنه درختان متوجه شد. همچنین برخی جانوران مانند مورچه‌ها و موریانه‌ها لانه خود را در سمت روبه جنوب درختان که آفتاب‌گیر است حفر‌ می‌کنند.

در بهار برف‌های روی دامنه‌های رو به جنوب زود تر از دامنه‌های شمالی ذوب‌ می‌شوند. همچنین گیاهان و بوته‌ها در دامنه‌هایی که رو به جنوب شیب دارند دارای ضخامت بیشتری‌ می‌باشند.میوه‌های درختانی که در دامنه‌های جنوبی قرار دارند سریع‌تر‌ می‌رسد.این روش‌های طبیعی به صورت کامل قابل اطمینان نیستند و شرایط محیطی و‌ می‌تواند توسط عوامل مختلف مانند باد تغییر کند. قبل از استفاده از این علائم بهتر است از روش‌های مطمئن‌تری که ذکر شد استفاده نماییم.

 

اطلاعات بیشتر

جهت اطلاعات بیشتر می‌توانید کتاب تکنیک‌های زمین شناسی صحرایی جهت مطالعه از این لینک دانلود کنید

 

عاشق شروع کردن هستم، هنر من جنگیدن برای آرزوهام هست؛ دنبال این هستم که درک درستی از زندگی پیدا کنم و ازش لذت ببرم برای همین بیشترین سرمایه‌گذاری رو روی خودم می‌کنم.

جدیدترین مطالب رو در ایمیل خود دریافت کنید

این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید

اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر دهید.x
()
x

فرم گزارش

خواهشمند است، فرم را تکمیل و ارسال نمایید.

راهنمای دانلود

  • اگر نرم‌افزار مدیریت دانلود ندارید، قبل از دانلود هرگونه فایلی، یک نرم افزار مدیریت دانلود مانند IDM و یا FlashGet نصب کنید.
  • برای دانلود، به روی عبارت “دانلود” کلیک کنید و منتظر بمانید تا پنجره مربوطه ظاهر شود سپس محل ذخیره شدن فایل را انتخاب کنید و منتظر بمانید تا دانلود تمام شود.
  • در صورت بروز مشکل در دانلود فایل‌ها تنها کافی است در آخر لینک دانلود فایل یک علامت سوال ? قرار دهید تا فایل به راحتی دانلود شود.
  • فایل های قرار داده شده برای دانلود به منظور کاهش حجم و دریافت سریعتر فشرده شده‌اند، برای خارج سازی فایل‌ها از حالت فشرده از نرم‌افزار Winrar و یا مشابه آن استفاده کنید.
  • چنانچه در مقابل لینک دانلود عبارت بخش اول، دوم و … مشاهده کردید تمام بخش‌ها می‌بایستی حتماً دانلود شود تا فایل قابل استفاده باشد.
  • کلمه رمز جهت بازگشایی فایل فشرده عبارت www.mining-eng.ir می‌باشد. تمامی حروف را می بایستی به صورت کوچک تایپ کنید و در هنگام تایپ به وضعیت EN/FA کیبورد خود توجه داشته باشید همچنین بهتر است کلمه رمز را تایپ کنید و از Copy-Paste آن بپرهیزید.
  • چنانچه در هنگام خارج سازی فایل از حالت فشرده با پیغام CRC مواجه شدید، در صورتی که کلمه رمز را درست وارد کرده باشید. فایل به صورت خراب دانلود شده است و می‌بایستی مجدداً آن را دانلود کنید.