JFM316 Elektrik Yönteler ( Doğru Akı Özdirenç Yöntei) 9. YAPAY UÇLAŞMA YÖNTEMİ (INDUCED POLARIZATION-IP) Ypy Uçlş (YU) yer içindeki teryllerde bir kı uyrıı etkisiyle gecikiş voltj olrk ölçülen olydır. Özellikle sülfürlü den rlrınd kullnıln etkili bir elektrik yöntedir. Jeofizik te YU, özdirenç birikesi vey teryller içinde elektrik kutupln olrk bilinir. YU etkisi kyçlrın içinde gruplnış (küeleniş) şekilde bulunn etlik inerllerinde çok fzl görülür. Minerllerden oluşn bütün kyçlr elektriksel özellik bkıındn heen heen ylıtkndır. Bu nedenle kyçlrd, kı kycın gözeneklerini doldurn yerltısuyu içerisinde iyonlr ile tşınır. Metlik oln, yni elektriği etllerdeki gibi ileten birkç inerl vrdır. Bunlr genellikle sülfit inerlleridir. Birkç oksit ve krbonun iletken biçii oln grfitde bu gruptdır. 9.1. YU Yönteinin Trihçesi Yöntein en büyük vntjı, özellikle biri hci içinde % 0.5 ornınd bulunn sçılış sülfit ypılrındn YU belirtisinin oluşsıdır (Suner 1974). YU yöntede, ölçülen değer büyük ornd belirtiye neden oln ypıdn kynklnır. Dolyısı ile, DU, DAÖ vey EM yöntelere göre doğrudn belirtiye neden oln ypıyı gösteresi bkıındn vntjlıdır. YU cevbının büyüklüğü inerlizsyonun değerine (çokluğun) bğlı rtr. Bu değer sif sülfür ypısındn dolyı çok büyükdür. Msif sülfür ytklrı dh ucuz oln Elekrik ve EM yöntelerle bulunbilir. Fkt YU yöntei, sçılış sülfür ytklrının rnsınd diğer elektrik yöntelere göre en etkili yöntedir. YU cevbını keşfeden ve bu yöntee isi veren kişi bir Frnsız oln Conrd Schluberger dir. Bu yönte ile ilgili bir Aln ptenti lıştır (191). Yöntei tnıtn bir onogrı ise 190 de yyınlnıştır. Bu çlışsınd, İlgilenileyen teelin( bckground) etkisi inerlizsyondn kynklnn cevbı sile-yokete eğiliindedir şeklinde bir sonuc vrıştır. Bu ise yıllrc bu yönte hkkınd çlışlrın ypılsın neden oluştur. Sülfür rsınd YU yönteinin kullnılbileceğini ilk öneren Dkhnov (1941) dur. Fkt let yetersizliğinden o dönede prtik uyugulsı ypıldı. YU-logu 1946 d A.E. Zeleznk trfındn den cevherinin tesbiti için uygulnıştır. Petrol rsınd ilk çlışlr Potpenko (1940) ve Peterson(1940) trfındn ypılıştır. Seigel 1948 de yöntein güvenilir olduğunu gösteriştir. Newont r şirketi YU yöntei konusund 1949 d rştırlr bşlıştır. MIT de Mdden bşknlığınd bir grup 195 de YU konusund çlışlr bşlıştır. Dh sonr Mdden ve Mrshll (Bu notu yzrdn hbersiz fotokopi ile çoğltk ysktır) -10 Ock 016-71/ 94
JFM316 Elektrik Yönteler ( Doğru Akı Özdirenç Yöntei) 1956-1959 trihleri rsınd ABD to enerji koisyonu içinde yzdıklrı rporlrd elektrod uçlşsı (electrode polriztion), zr uçlşsı (ebrne polriztion), etl fktör (MF), yüzde frekns etki (percent f. Effect) terilerini tnılışlrdır. Mdden ve öğrencileri Hllof ve Vozoff 1954 de rzide cevher üzerinde udio freknslrd test ypışlrdır. Mdden bu sırd yp-kesit (pseudosection) ölçü l sisteini geliştiriştir. YU letleri 1960 dn sonr kullny elverişli hle geliş ve düny genelinde kbul edilen ve kullnıln bir Jeofizik yönte oluştur. 1960 lrın sonund krşık özdirenç (coplex resistivity) ölçüleri ypıly bşlnıştır. Böylece etlik inerllerle etlik olyn inerller (Grfit gibi) birbirinden yırk ükün oluştur. 1973 lerde fz ve genlik ölçen letler ypıly bşlnıştır. Rusy, ABD ve Knd d düşük ve yüksek kı yoğunluğundki sülfür yrıı rnıştır. YU yorulsının bbsı olrk bilinen Seigel 1959 d yüklenebilirlik (-chrgbilitiy) kvrını tnılıştır. Glvnik kı dn oluşn nyetik YU yönteini Seigel (1974) tnılıştır. Ji Wit (1959) zn ve frekns ortı YU ve EM yöntelerin tetik teelini oluşturuştur. 1950 lere kdr YU ölçüleri zn ortınd ypılırken, 1950 de Collett ve Seigel sülfür içeren kyçlrd GÖ in zn bğlı zldığını gözleleişlerdir. 1950-51 yıllrınd Scott ve Wit tsrldıklrı let ile frekns ortı YU ölçüsünü rzide deneişlerdir. Kirli ku ve kil içinde Zr uçlşsının YU etkisi oluşturduğunu Vcquier ve diğ. (1957) gözleleiş ve 1B odel bğıntısını geliştirişlerdir. Yine, 1953 yılınd New Mexico d Vcquier ve grubu YU yönteini su rsınd kullnıştır. ABD de 1955-1960 yıllrınd birçok üniversite ve den şirketinde YU konusund çlışlr ypılıştır. Eski Rusy d ise 1951 den itibren YU yöntei rştırıly bşlndı. Mden rcılığınd kuyud YU Webster (1986) trfındn ypılıştır. Petrol rcılığınd, forsyonlrın incelenesinde Freedn ve Vogitzis(1980) in çlışlrı vrdır. YU yöntei, geliştirilen en krşık jeofizik yöntedir ve en büyük dezvntjı phlı bir yönte olsıdır. 9.. YAPAY UÇLAŞMAYI (YU) OLUŞTURAN ETKİLER Yeriçine iki elektrod yrdıı ile doğru kı uygulnır ve bu kı belirli bir süre sonr kesilirse, bir gerili ölçerden okunn gerili frkı heen sıfır olz. Znl zlrk bu etki sıfır yklşır. Bu etki frklı durud oluşur. Bunlr Elektrot Uçlşsı ve Zr Uçlşsı dır. (Bu notu yzrdn hbersiz fotokopi ile çoğltk ysktır) -10 Ock 016-7/ 94
JFM316 Elektrik Yönteler ( Doğru Akı Özdirenç Yöntei) 9..1.Elektrot Uçlşsı (Electrode Polriztion) Elektrik kıı yer içerisinde kyç gözeneklerindeki eriyiğin iyonlrı ile tşınır. Eğer bu iyonlrın yolu bzı inerl prçlrı ile kptılırs, iyonlr etl sınırlrınd toplnırlr. Çünkü kı inerl içerisinde elektronik iletkenlik ile tşıncktır. Minerl etrfınd kıın girdiği trft pozitif (+), çıktığı trft negtif (-) iyonlr toplnır. Böylece biriken yükler elektrik kıının kışın ters yönde bir voltj yrtırlr. Akı kesilince bu rtık voltj sürekli zlrk söner. Çünkü inerl yüzeyinde toplnn iyonlr tekrr eriyiğe döner. İyonlrın bu hreketi YU yı oluşturur. Voltjın zl biçii cisiden cisie değişir. Gözenek etlik bir prç ile Sonuçt iki elektriksel tbk oluşur. kpndığınd. Elektrik ln uygulndığınd, yükler toplnır Şekil 1. (UBC den lınıştır, URL: http://www.eos.ubc.c/ubcgif/) 9... Zr Uçlşsı (Mebrne Polriztion) Kyç içinde dğılış kil inerlleri ıslk olduklrınd negtif yüklüdürler. Bu nedenle ıslk kil prçcığı üzerinde bir iyon bulutu oluşur. Yerltın bir kı uygulndığınd, pozitif iyonlr yer değiştirerek kil sınırlrındn uzklşırlr. Akı kesildiğinde ise pozitif iyonlr tekrr kil inerlleri etrfındki negtif iyonlr doğru hreket ederler. İyonlrın bu hreketi YU yı doğurur. Zr Uçlşsı izleyen üç şekil ile çıklnktdır: Gözeneklerin tbk sınırlrınd drlsındn Elektrik ln oluşturulduğund yükler toplnır Sonuçt kesintisiz bir dipol-yük yüzeyden bir volyjın ölçülesine neden olur Şekil. (UBC den lınıştır, URL: http://www.eos.ubc.c/ubcgif/) (Bu notu yzrdn hbersiz fotokopi ile çoğltk ysktır) -10 Ock 016-73/ 94
JFM316 Elektrik Yönteler ( Doğru Akı Özdirenç Yöntei) 9.3. YU YÖNTEMİNDE ÖLÇÜ ALIMI VE YU PARAMETRELERİ Yu yönteinde ölçüler zn ortı vey frekns ortınd lınır. 9.3.1. Zn Ortı YU Ölçüsü Zn bölgesi ölçülerde, yere uygulnn doğru kıın kesilesinden sonr, ölçülen gerili frkı niden sıfır düşez. Belirli bir süre sönülenerek sıfır olur. Bu gerili eğrisi YU boşlı eğrisi olrk dlndırılır. Zn bölgesi ölçüleri İki şekilde ypılktdır. 1. Yere uygulnn doğru kıdn dolyı gerili elektrodlrı (fincn potlr) rsınd ölçülen gerili frkı ve bu kı kesildikten sonr bir t-znınd oluşn ikincil gerili frkı (t) s sebolü ile gösterilsin. s (t) gerili frkının ölçüldüğü bu t-znı rzide tü ölçülerde ynı ollıdır. Ölçülen bu iki gerili frkını kullnrk yüklenebilirlik (chrgebility) olrk isilendirilen YU pretresi izleyen eşitlik ile elde edilir. (t) s (t s ) Şekil 1.4. Suner (1974) den lınıştır. Yüklenebilirlik boyutsuzdur. Kullnıln seboller, yndki şekilde çıklnktdır.. Dh genel kullnıln yönte, sönü eğrisi ltınd kln lnın hesplnsıdır. Bu şğıdki forül ile hesplnır: t 1 M s(t)dt (ilivolt/volt) t1 (UBC den lınıştır, URL: http://www.eos.ubc.c/ubcgif/) s(t) Zn ortı YU ölçülerinden elde edilen bşk bir büyüklük şğıdki gibi tnılnn %YU etkisidir: (Bu notu yzrdn hbersiz fotokopi ile çoğltk ysktır) -10 Ock 016-74/ 94
JFM316 Elektrik Yönteler ( Doğru Akı Özdirenç Yöntei) s % YU 100 9.3..Frekns Ortı YU Ölçüsü Bu yöntede iki frklı frekns için lterntif kı uygulnırken ölçü lınır. İki şekilde ypılır: 1- Yüzde frekns etki (%FE) olrk bilinen değer, iki frklı freknsd ypıln ölçülerden hesplnır. Yüksek freknsd, yerin cevbı kıs sürede ölçülür. Dolyısı ile sinylin küçük olsı beklenir. Aşğıd, %FE değerini veren bğıntı veriliştir: ) FE %100 1) 1 ) (f1>f) (UBC den lınıştır, URL: http://www.eos.ubc.c/ubcgif/) Burd f düşük frekns değeridir. Bu frekns için ölçülen özdirenç doğru kıdn dolyı ölçülen özdirenç ( DC ) olrk kbul edilebilir. Uyguld ) 1, f frekns çifti (0.3, 3) Hz vey (0.5,5) olrk seçilebilir. FE ve nin küçük değerleri için rlrındki ilişki şğıdki gibi verilebilir (Suner (1976, S.63 ve S.80) FE 1 vey FE 1 FE ve küçük FE değerleri (FE<<1) için, FE lınbilir. Frekns ortı YU ölçülerinden elde edilen bir diğer büyüklük ise Metl Fktör (MF-Metl fctor) olrk isilendirilir ve şğıdki eşitlikle hesplnır (Mdden, 1957). MF 5 FE 10. ) 5 ) 1) 10. 1) ) MF değeri, den cevherinin özdirencinin yn kyç özdirencinden küçük ve frekns etkisinin büyük olduğu yerlerde iletkenlik değeri de büyüktür. MF değeri zn ortı YU (Bu notu yzrdn hbersiz fotokopi ile çoğltk ysktır) -10 Ock 016-75/ 94