GRAVİTE ve MANYETİK PROSPEKSİYON

Transkript

1 GRAVİTE ve MANYETİK PROSPEKSİYON 31 Kasım 005 Yrd.Doç.Dr.Turgay İŞSEVEN

2 GRAVİTE PROSPEKSİYON : a) Gravite Alanı b) Manyetik Alan

3 Gravite Prospeksiyon da kullanılan temel ilkeler Newton kanunlarıdır. Isaac Newton, m 1 ve m kütleye saip iki cisim birbirini kütleleri ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak çekecektir. G : Evrensel çekim sabiti cm 3 / gr s dir. GM Gravite prospeksiyonda g r olduğundan g: Gravite çekim kuvveti cm/ s Gal dir.

4

5 Yerin Çekim İvmesinin Ölçülmesi Yerin çekim ivmesinin mutlak değeri, -serbest düşme yöntemi ve -sarkaç yöntemi ile belirlenebilmektedir. 1) Serbest Düşme Yöntemi: a) Havası boşaltılmış bir tüp içinde serbest düşme g ( t1 1t ) t t ( t t ) b) Havası boşaltılmış bir tüp içinde cismin yukarıya doğru atılması g 1 8( 1 ) ( t t ) ( t t )

6 ) Sarkaç Yöntemi: Fizik sarkacın peryodu (T) bağıntısı ile verilir. T π I m g Bağıntıda; m : sarkacın kütlesini (gr) I : askı noktasına göre sarkacın atalet momentini : askı noktası ile sarkacın ağırlık merkezi arasındaki uzaklığı (cm) göstermektedir.

7 GRAVİMETRELER İki noktaya ait çekim ivmeleri arasındaki farkı ölçen aletlere gravimetre denir. Gravimetreler iç bir zaman bir noktadaki çekim ivmesinin büyüklüğünü ölçmezler.

8 Worden Gravimetresi

9 La Coste Romberg Gravimetresi Dengeleme Vidaları Dengeleme Kabarcıkları Dürbün Kilitleme Düğmesi Ayarlama Okuma

10 Karada Yapılan Gravite Çalışmaları Gravimetrelerin arazideki kullanımı.

11 Denizde Yapılan Gravite Çalışmaları LaCoste-Romberg deniz dibi gravimetresi.

12 Denizde Yapılan Gravite Çalışmaları Te University of TOKYO. Ocean Researc Institue

13 Havada Yapılan Gravite Çalışmaları Havadan yapılan gravimetre ölçümlerinde kullanılan bir elikopter ve Gimbal Platformu na yerleştirilmiş gravimetre aleti.

14 Gravimetre Ölçmeleri ρ 1 ρ ρ 1 : çevre kayaç yoğunluğu ρ : ceverin yoğunluğu

15 Nokta kütlelerin yeri Atılan top ızlanarak yere düşer.

16 Gözlenen gravitasyonel ivme Ölçü doğrultusu Ölçü doğrultusu

17 Gözlenen gravitasyonel ivme Ölçü doğrultusu Ölçü doğrultusu

18 Gravite Ölçmelerine uygulanan düzeltme ve indirgemeler 1) Enlem İndirgemesi ) Serbest Hava İndirgemesi 3) Bouguer İndirgemesi 4) Topoğrafya Düzeltmesi 5) Eötvös Düzeltmesi (denizlerde) 1) Enlem İndirgemesi: 0.81 sin φ (mgal/km) R (Kutup) R (Ekvator) ) Serbest Hava İndirgemesi: (mgal/m)

19 4) Topoğrafya Düzeltmesi: 3) Bouguer İndirgemesi: ρ (mgal)

20 BOUGUER ANOMALİ DEĞERİ g B ( g ( g ö ö δ δ s BB D ( φ) ( ρ) T ) g N D T ) g N ( φ)

21 a Kanada nın Quebec eyaletindeki Maden saasına ait: a) Bouguer Anomali Haritası, b) Bölgesel Gravite Anomali H. c) Yerel Gravite Anomali Haritası. b c

22 ANOMALİLERİN BİRBİRİNDEN AYRILMASI -Grafik yöntemler -Basit işleçlerle (operatörlerle) yuvarlatma -Ortalama değer yöntemi -Kayan ortalama yöntemi -Polinomlara yaklaştırma -Sayısal süzgeçler -İkinci düşey türev yöntemi -Analitik uzanım yöntemi -Yukarıya doğru analitik uzanım -Aşağıya doğru analitik uzanım.

23 Küre Şekilli Kütle Gravite (mgal) G M g z { R } 3/ R Uzaklık (m) Derinlik Hesabı; R 1/ g ma M G M 150 gma ( ton) Derinlik : 5 m Yoğunluk farkı : 0.5 gr/cm 3 Yarıçap : 10m M Gerçek kütle ρ 150 gma ρ ρ1

24 Yatay Uzun Silindir: Gravite (mgal) g z G M l Derinlik : 5 m Uzaklık (m) g Derinlik Hesabı; 1/ ma M l G M 75 g l ma ( ton / m) Yarıçap : 10m Yoğunluk farkı : 0.5 gr/cm 3 Gerçek kütle M l ρ g ( ton / m) ρ ρ 75 ma 1

25 Düşey Fay: G g t t G g g arctg G g π ρ ρ σ σ π π σ.. ) ( ) ( olduğundan

26 MANYETİK PROSPEKSİYON :

27 Yermanyetik Alanı

28 Manyetik Prospeksiyon Çalışmalarında Kullanılan Aletler Proton Manyetometresi

29 Proton Manyetometresini oluşturan Elemanların Şeması.

30 Flu-Gate Manyetometresi

31 Havadan Manyetik Çalışmalar

32 Manyetik Ölçümler 1) Karada yapılan manyetik ölçümler: Önce bir baz noktası seçilir. Bu baz noktasına gelişigüzel yuvarlak bir değer verilir. Bu değer biraz büyük olmalıdır. Bunun yararı ölçülecek noktaların epsinin pozitif değer almasını sağlamaktır. Söz konusu noktaların yerleri ve kotları topoğrafik çalışmalarla belirlenir. Manyetik ölçü değerleri ile aynı ölçekli aritaya konur. ) Havadan yapılan manyetik ölçümler: Uçak birbirine paralel olan atlar boyunca uçar ve sürekli kayıt alınır. Uçağınuçuş yüksekliği de radar altimetresinden sürekli kaydedilir ve eş zamanlı olarak uçuş profilinin belirlenmesi amacı ile fotoğraf çekilir. Böylece ava fotoğraflarında söz konusu uçuş profilleri raatlıkla belirlenir. ) Denizde yapılan manyetik ölçümler: Geminin arka kısmından sarkıtılan ve belirli derinlikten çekilen manyetik sensör ile birbirine paralel atlar boyunca ölçüler alınır.

33

34 Manyetik ölçmelere yapılacak düzeltmeler: 1) Günlük değişme düzeltmesi: Yer Manyetik Alanını toplam bileşeni yada Z düşey bileşeninin sürekli kaydedildiği, Manyetik rasatane kayıtlarından yararlanılarak söz konusu arazideki manyetik ölçümlere gerekli günlük düzeltmeler yapılır. ) Enlem ve boylam düzeltmesi (Normal düzeltme): Türkiye nin bulunduğu enlemde kuzeye doğru gidildikçe Z düşey bileşenin değeri 7.5 γ/km olarak artmaktadır. Dolayısıyla geniş alanlarda (örneğin petrol araması) yapılan çalışmalarda bu tür düzeltmelere itiyaç vardır. Aksi alde kullanılmaz.

35

36

37 Tek Manyetik Kutup Kutup şiddeti p olan bir tek kutbun kendisinden r uzaklıkta bulunan bir P noktasındaki manyetik alan şiddetinin bileşenleri Z p ( R ) 3/ ( R ) 3/ formülleri ile verilmiştir. Tek kutup alinde, söz konusu kutbun yeryüzüne olan uzaklığı olan : R formülü ile esaplanabilir. ; H 1/ pr

38

39 Çizgisel Kutup İnceuzunvederinleredoğru uzanan bir levanın üst yüzünü çizgisel bir manyetik kutup olarak alabiliriz. Bu takdirde yazabiliriz. Z eğrisinden derinlik formülü ile esaplanabilir. Söz konusu leva derinlere doğru sınırlı ise alt yüzeydeki kutbun etkisi esaba katıldığında bileşenler olacaktır. ( ) ( ) ; p H p Z l l 1/ ) ( 1 1 ) ( l p H l l p Z l l

40 Leva eğik ise olacaktır. ) sin ( ) cos ( cos ) sin ( ) cos ( sin θ θ θ θ θ θ l l l p H l l l p Z l l

41 Düşey bir dipol veya düşey doğrultuda mıknatıslanmış küre Düşey bir dipol veya düşey doğrultuda mıknatıslanmış kürenin yeryüzündeki alan şiddeti bileşenleri şeklinde ifade edilmektedir. Z anomalisi kullanılarak dipolün yada kürenin merkezinin derinliği formülünden esaplanabilir. 1/.0 R 5/ 5/ 5/ ) ( ) ( ) ( 3 ) ( 3 y y M Z y M Y y M X y

42 Düşey doğrultuda mıknatıslanmış uzun bir manyetik silindir Uzun bir damar yada yatay bir silindir kendi doğrultularına dikey olan yatay doğrultuda mıknatıslanmış ise, Y0 olur. X ve Z bileşenleri şu formüllerle verilir. X Y 0 Z M l ( ) M ( l ( ) ) Söz konusu silindirin Z anomalisinden yararlanarak derinlik.05 1/ formülü ile belirlenebilir.

43 Z H M ( M ( y y t ) t ) Manyetik Fay: Formülleri kullanılmak suretiyle, bir fay ile kesilmiş ince manyetik tabakanın Z ve H anomalileri elde edilebilmektedir. Söz konusu yapıya ait derinliği ise D / bağıntısından esaplanabilir.