Preliminary geophysical characteristics of the subsurface shallow stucture of the Wadi Bishah area Southern Arabian Shield الخصائص الجيوفيزيائية للتركيب الضحل تحت السطحي لمنطقة وادي بيشة، جنوب الدرع العربي

Abstract

A geophysical investigation has been conducted in the Wadi Bishah area using De resistivity and seismic refraction methods The results have been integrated with geological information in order to determine where possible the depth to the basement any watertable variations and the delineation of the hydrostratigraphy The study area is complex due to the presence of ductile deformational structures which indicate polyphase folding The major lithological units are banded gneisses metavolcanics migmatites and metasediments Preliminary analysis of vertical electric sounding curves reveals the occurrence of three distinct l ayers The upper layer is 14 m thick with resistivity values between 250400 Ohmm and this would generally be classed as a moderately resistive layer This layer is interpreted as being composed of clean sand and unsaturated surficial sediments The middle layer has a low resistivity (40150 Ohmm) and is 49 m thick It is proposed that within this layer sediments and sand are intermixed with water Evidence from these measurements indicates that the watertable varies in depth between 14 m below the surface becoming deeper towards the SE The lower layer is characterized by a high resistivity (> 1900 Ohmm) This layer may represent the upper part of the basement Minor fracture zones are defined by resistivity lows and are marked by Vshaped depressions in the basement rocks The depth to the basement rocks is identified from the shallow seismic refraction profiles This boundary at a depth of 712 m below the surface marks a change in average seismic velocities from 300 m sec above this limit to 2600 m sec below This study and previous geological evidence confirm the existence of severe weathering prior to the depsoition of the Tertiary sediments This is indicated by the variation in sediment thicknesses and the ruggedness of the upper surface of basement rocks within the study area

أجريت الطرق الجيولوجية والجيوفيزيائية المتوفرة (المقاومية الكهربية والانكسار السيزمي) في منطقة وادي بيشة لتحديد عمق صخور القاعدة، وتغيرات المستوى المائي في الطبقات الرسوبية منطقة الدراسة معقدة التركيب نتيجة لتعرضها لبنيات تشوهية لدنة التي تدل على مراحل متعددة من الطي تتركب الوحدات الصخرية في المنطقة من نيس شريطي، صخور بركانية متحولة، ميجماتيت وصخور رسوبية متحولة أظهرت نتائج التحاليل الأولية لمنحنيات الكهربية العمودية (VES) ثلاث طبقات متميزة الطبقة العلوية تمثل استجابة مقاومية متوسطة (400450 أومم) وعمق يتراوح ما بين 14 م ترجع هذه الطبقة إلى احتوائها على رمل نظيف ورواسب سطحية غير مشبعة تعطي الطبقة الوسطى استجابة مقاومية ضعيفة (40150 أومم) وسماكة ما بين 49 م داخل هذه الطبقة اختلطت الرواسب والرمل مع الماء يتغير المستوى المائي في العمق ويتراوح ما بين 14 تحت السطح ويصبح أعمق باتجاه الشمال الشرقي من منطقة الدراسة الطبقة السفلية تتميز باستجابة مقاومية عالية (أكثر من 1900 أوم –م) وتمثل هذه الطبقة الأجزاء العلوية من صخور القاعدة أمكن الاستدلال على وجود تشققات بسيطة تأخذ شكل حرف V في صخور القاعدة من المقاومية المنخفضة لتلك التشققات أمكن تحديد عمق صخور القاعدة من الانكسار السيزمي الضحل ويقع هذا العمق ما بين 712 م تحت السطح معطيا معدل سرعات سيزمية تتراوح ما بين 300 م ثانية للرواسب السطحية إلى 2600 م ثانية لصخور القاعدة تؤكد هذه الدراسة مع الدراسات الجيولوجية السابقة تعرض المنطقة لتجوية عنيفة قبل ترسب رواسب العصر الثالث وأمكن الاستدلال عليها من اختلافات السماكة وتعرج الأجزاء العلوية تحت السطحية لصخور القاعدة