Elektromanyetik Prospeksiyon

... konulu sunumlar: "Elektromanyetik Prospeksiyon"— Sunum transkripti:

1 Elektromanyetik Prospeksiyon

2 YAPAY KAYNAKLI MANYETOTELLÜRİK YÖNTEM (YKMT) (Controlled Source Audio Magnetotellurics, CSAMT)
Manyetotellürik (MT) yöntemin temel esaslarına dayalı çalışan bir frekans ortamı yöntemdir. Frekans bandı Hz – 100 kHz

3 Uygulamada kullanılan en yaygın ölçüm frekansları; 0. 125, 0. 25, 0
Uygulamada kullanılan en yaygın ölçüm frekansları; , 0.25, 0.5, 1, 2, 4, ..., 8192 Hz aralığındadır. Sığ araştırmalara yönelik olarak tasarlanan bazı yeni nesil aygıtlarda ise ölçüm aralığı 100 kHz’e kadar genişleyebilmektedir.

4 Kullanım alanları - Jeotermal alanların aranması,
- Epitermal altın yataklarının aranması, - Jeolojik ve tektonik yapı araştırmaları, - Kırık ve süreksizlik bölgelerinin aranması,

5 MT’den farkı İyonosfer ve manyetosferdeki akım sistemlerini doğal kaynak olarak kullanan geleneksel manyetotellürik yönteminden farklı olarak; YKMT yönteminde, kaynak alan iki elektrod yardımı ile yere elektrik akımı uygulanarak yaratılmaktadır. Kaynak alan belirli frekanslarda yaratıldığından ölçümler frekans ortamında yapılır. Ölçümlerde MT’deki gibi zaman serileri olarak kaydedilmediğinden ölçümler daha hızlı olur.

6 Ölçülen alanların tanımı
Uzak alan: Elektrik ve manyetik alanlar: Düzlem dalga (MT ve AMT) Yakın alan: Alıcı-verici aralığı küçük Küresel dalga yaklaşımı Geçiş zonu:

7 Yöntemin fizik esasları
Ölçümlerin yapılabileceği en yakın ve en uzak alanlar ortamın özdirenci, kullanılan frekans ve kaynak gücüne bağlı olarak tanımlanır. Yorumlama aşamasında kolaylık sağlaması ve geleneksel MT yorum olanaklarından yararlanılabilmesi için ölçümlerin düzlem dalga yaklaşımı yapılabilecek kadar uzakta ("uzak alan") olması istenir. Daha yakın bölgeler ise elektromanyetik dalganın küresel davranış gösterdiği bölgedir ("yakın alan").

8 Geleneksel olarak yorumlama,
uzak alan verisi üzerinden yapıldığından kullanılan frekansların çoğu düzlem dalga yaklaşımı yapılacak kadar uzaklıkta kaynak yeri seçilir. Kaynak yeri seçimi, nüfuz derinliğine (δ) bağlı olarak tanımlanır; bu durumda tüm ölçümlerin uzak alanda olması istenirse;  çalışma alanı ile kaynak arasındaki en küçük uzaklık:

9 Yapay kaynak manyetotellürik kuram
YKMT yönteminde, akım x ekseni boyunca uzanan iki ucu topraklanmış bir verici kaynak aracılığı ile yere verilmektedir. Bu tip bir akım kaynağı için dalga denklemlerinin çözümünden elde edilen bileşenler yarı duraylı (quasi-static) yaklaşım için silindirik koordinatlarda aşağı doğru artı (z+) ve r yarıçap yöneyi olmak üzere izleyen biçimde verilir (Kaufmann ve Keller, 1983):

10

11 k = (2 / δ)1/2 Dalga sayısı

12 uyartım sayısı (induction number)
Uyartım sayısının küçük olduğu (|kr| << 1, r <<  ) verici kutbuna yakın olan kısımlar  yakın-kaynak (near-field) bölgesi Uyartım sayısının büyük olduğu verici kutbuna uzak bölgeler  uzak-kaynak veya düzlem dalga (far-field or plane wave) bölgeleri Bu iki bölge arası  geçiş bölgesi (transition zone)

13 Yakın-kaynak durumu Yakın-kaynak durumu için empedans (faz farkı sıfıra yakın ve frekanstan bağımsız, manyetik alan doygun, geometrik sondaj !) 

14 Cagniard görünür özdirenç bağıntısı
Uzak-kaynak durumu r den bağımsız Cagniard görünür özdirenç bağıntısı

15 Yatay katmanlı ortamda elektrik alan

16 Yatay katmanlı ortamda manyetik alan

17 YKMT Alan Davranışları

18

19

20

21 Tekdüze Ortam – Özdirenci 1000 Ohm-m

22

23

24 Araştırma Derinliği Seçilen araştırma derinliğine hangi frekansların ulaşabileceğini hesaplamak için:

25 Ölçüm teknikleri ve aygıtlar

26 YKMT tek yönlü ölçü düzeneği

27 2 kaynaklı YKMT dizey ölçüm düzeneği

28

29

30 Ölçüm Düzenekleri

31

32

33

34 MTU Satellite Synchronized Data Acquisition Unit for V5 System 2000
1/2000 Hz to 1KHz (MT), 1 Hz to 10 kHz(AMT. CSAMT options), 0.25ms to 16 sec windows (LowTEM options)

35 Ölçülen büyüklükler MT yöntem ile her ölçüm noktasında elektrik alanın iki bileşeni (Ex ve Ey) ve manyetik alanın iki bileşeni (Hx, Hy ) ölçülür. Elektrik alanın ölçümünden elde edilen değerler elektrod açıklığına göre mikrovolt (V) veya milivolt (mV) arasında değişir. Manyetometre kullanılarak yapılan manyetik alan ölçümünde birim nanotesla (nT)’dır.

36

37 Farklı yönlerde ölçü alındığında iki değişik özdirenç tanımı elde edilir:
Cagniard-Tikhonov özdirenç bağıntıları”

38 İki katman eğrileri

39 Çok Boyutluluk Analizi

40

41 Yöntemin üstünlükleri ve zayıflıkları
YKMT yöntemi yapay kaynaklı olduğundan ölçümler istenilen yerde ve istenilen zamanda yapılabilir. Yapay kaynak kullanıldığı için istenilen şiddette alan oluşturulabilir ve derinlik arttırılabilir. Çalışmanın amacına bağlı olarak manyetotellürik yöntemde ölçülemeyen çok yüksek frekanslar kullanılabilir. Verici kaynaktan istenilen frekansta im yaratılarak ölçüldüğü için, gürültü-im ayırımı diye bir sorun yoktur. Ölçümler frekans ortamında yapıldığından zaman ortamından frekans ortamına geçiş için herhangi bir hesaplamaya gerek yoktur. Bu nedenle veri -işlem aşaması MT yöntemine göre daha hızlı ve kolaydır. - Kaynağın yeterince uzaklıkta olmaması durumunda yakın alan etkisinin (near field effect) veriden ayrımı zordur.

42 Uygulama Örnekleri