ELEKTRİK YÖNTEMLER.

... konulu sunumlar: "ELEKTRİK YÖNTEMLER."— Sunum transkripti:

1 ELEKTRİK YÖNTEMLER

2 Elektrik arama kayaçların üç temel özelliklerini kullanmaktadır
Elektrik arama kayaçların üç temel özelliklerini kullanmaktadır. Bunlardan birincisi özdirenç yani iletkenliğin tersi. Bu belirlenen gerilim farkı uygulandığında kayaçtan geçen elektrik miktarını yönetir. Diğeri ise yerdeki elektrolitler ile oluşan elektrokimyasal aktivitedir. Buda doğal-gerilim yöntemlerinin temelidir. Üçüncüsü ise dielektrik sabitidir.

3 ELEKTRİK ÖZDİRENÇ YÖNTEMİ
Elektrik yöntemlerde, temel ilke yere çakılan elektrotlar ile verilen akımın yeraltındaki kayaçların iletkenlik değişimlerinden etkilenerek akış yolunu değiştirmesi ve bunun da elektrik eş-gerilim yüzeylerinde bozulmaya yol açmasıdır. Kayaç ve minerallerin elektrik özdirençleri; yoğunluk, sismik hız gibi birçok jeofizik özelliklerin aksine birbirinden çok farklı değerler gösterir. Ayrıca aynı kayaç su içeriğine veya ortam sıcaklığına bağlı olarak çok farklı özdirenç değerleri gösterebilmektedir. Elektrik özdirenç değerleri kısa mesafelerde hızla değişen değerler olduğu için elektrik yöntemler maden, yer altı suyu, yatay ve düşey süreksizlikler,su içeren katmanlar, yeraltındaki boşluklar ve temel kaya derinliğinin saptanmasında hızlı ve ekonomik olarak uygulanabilen bir Jeofizik yöntemdir.

4

5 Aramalar sırasında bu elektrot dizilimleri ya aralıkları bozulmadan yana doğru kaydırılarak yeraltında yanal bir süreksizlik olup olmadığı veya elektrot dizilimlerinin orta noktası değişmeden açılımları arttırılarak derinlerdeki yatay katmanlaşmalar incelenebilir. Elektrod aralıkları arttırıldıkça daha derinden bilgi edinilir.

6 SİLİNDİRİK YAPININ ÖZDİRENÇ ÖLÇÜMÜ
TEMEL İLKESİ OHM YASASINA DAYANIR. EĞER AKIM (I), VOLTAJ (POTANSİYEL FARKI) VE DİRENÇ (R) İSE OHM YASASI: V = IxR

7 Herhangi bir maddenin elektrik direnci ohm cinsinden bu maddenin birim küpünün karşılıklı iki yüzeyi arasındaki direnç olarak tanımlanır. uzunluğu I ve arakesiti alanı S olan iletken silindirin özdirenci (ρ) aşağıdaki formül ile ifade edilir: ρ = RS/l metrik sistemde özdirencin birimi ohm-cm’dir. kayaçlar ve kayaç maddeleri arasında özdirençlerin değişim aralığı çok büyüktür. bu da 10-3 ohm-cm ile 1017 ohm-cm arasında değişim göstermektedir.

8 Elektrod aralıkları arttırıldıkça daha derinden bilgi edinilir.

9 SP YÖNTEMİ; Bir çift elektrot,bir multimetre ve yeteri kadar kablodan oluşan ekipmandan ibarettir. Uygulamalı jeofiziğin jeoelektrik yöntemlerinde yer içine akım göndermeden işleyen, yer içi akım akışının doğal alanını ölçen yöntemdir. Sığ madenlerin aranmasında, zemin ve sıcak su etütlerinde,fay ve kırık kuşaklarının belirlenmesinde kullanılır.

10 Doğal gerilim değerlerine örnekler
Sülfit, grafit, manyetit vb iletken mineraller, kömür, manganez : ( negatif ) mV Quartz, pegmatit : ( pozitif ) mV Sıvı akışı, jeokimyasal reaksiyonlar : ( pozitif/negatif ) < 100 mV Bitkilerin biyoelektrik etkileri, ağaçlar : ( negatif ) < 300 mV Yeraltı suyu hareketi : ( pozitif/negatif ) mV Topoğrafya : ( negatif ) 2000 mV’ a kadar

11 SÜLFÜRLÜ YAPI ÜZERİNDEKİ SP PROFİLİ VE KONTURLARI
Doğal polarizasyonu meydana getiren yer altı etmenleri değişik özellikte olup bunların herbiri tek başlarına ortaya çıkabileceği gibi, birkaçının birlikte oluşması da beklenmelidir. En etkili polarizasyon oluşumu mineralizasyon ortamlarında gözlenmektedir.

12 PİRİTTEKİ DOĞAL-GERİLİM POTANSİYELİ

13 IP Yöntemi (Etkileme kutuplaşması Induced Polarızation);
Elektrik aramalarda yere verilen I akımı aniden kesildiğinde gerilimin elektrotları arasındaki gerilim farkının aniden değil yavaşça sıfıra düştüğü gözlenir. Gerilimin düşme biçimi ve süresi yeraltını oluşturan kayaçların ve minerallerin bazı özgün atomik özelliklerine bağlıdır. Indüksiyon polarizasyon olarakta bilinen bu etki özellikle kalkopirit gibi sülfürlü cevherlerin aranmasında başarı ile uygulanır.

14 IP yönteminde, voltaj azalması değişik yollarla zamanın fonksiyonu olarak ölçülür: bu yöntem zaman ortamı (time-domain) IP olarak bilinir. İki veya daha fazla alternatif akım frekanslarındaki (çoğunlukla 10 Hz altında) özdirençleri ölçmek, frekans ortamı (frequency-domain) IP olarak bilinir.

15 ELEKTROMANYETİK YÖNTEMLER

16 Elektromanyetik yöntemler, bir kaynaktan yayılan değişken elektrik (E) ve manyetik (H) alan şiddetlerinin oluşturduğu elektromanyetik dalgalara yer tabakalarının verdiği tepkiye dayanır. Çoğunlukla yüksek frekanslı değişken akım yere verilir ve örtülü kayaçlar tarafından etkilenen gerilimlerdeki kuvvet ve faz kayması yüzeyde veya havada saptama sarımları ile ölçülür. Termal metallerin-cevherlerin çoğunluğu çevre kayaçlarına göre daha fazla elektromanyetik (EM) akım üretirler. Günümüzde EM ölçümlerin çoğunluğu uçaklardan yapılmaktadır.

17 Elektromanyetik aramada kablo veya sarımla yere verilen değişken akım, oluşturulan alanın kaynağıdır. Ortamda değişikliğe neden olan bu alanın bozucu etkisini ölçmek temel amaçtır. Ama esas alanın büyüklüğünü de bilmek gerekir. Bu yöntemde geçerli olan yasa Biot-Svart yasasıdır: A = (μ/4π)∫V(Jdv)/r = (μ/4π)§(ids)/r VE Dh = dH/μ = ▼xdA/μ = idsxr1/(4μr2) BURADA dH=MANYETİK ALAN; i=AKIM; ds=AKIMI TAŞIYAN İLETKEN; r=ds’den OLAN MESAFE; Θ=r İLE ds ARASINDAKİ AÇI; r1=BİRİM VEKTÖR

18 Yapay kaynaklı EM yöntemler genellikle sığ aramalara yöneliktir
Yapay kaynaklı EM yöntemler genellikle sığ aramalara yöneliktir. Verici olarak düzenlenmiş, içinden alternatif akım geçen bir bobinden yayılan birincil –P-elektromanyetik dalgalar yeryüzünün üstünden ve hemen altından ilerleyerek alıcı olarak düzenlenmiş diğer bir bobine ulaşır. Eğer yer altı tekdüze bir yapıdan oluşuyorsa alıcıya ulaşan dalganın özelliklerinde herhangi bir değişim olmaz. Ancak yeraltında iletken bir yapı varsa yayılan manyetik alan bu iletken kütle üzerinde girdap (eddy) akımları olarak bilinen değişken bir elektrik alan indükler ve iletken kütleden etrafa yayılan ikincil –S-elektromanyetik alanı üretir. Bu durumda yeryüzündeki alıcıya ulaşan birincil alana bu ikincil alanda eklenir ve başlangıçta üretilen elektromanyetik dalganın özelliklerinden daha farklı genlik ve faza sahip bir toplam dalga –R-algılanır. Gönderilen (P) ve algılanan (R) elektromanyetik dalgalar arasındaki fark yer içinde bir iletkenin varlığını gösterir ve geometrisine ilişkin bilgiler sağlar.

19 ELEKTROMANYETİK YÖNTEMLER TRANSİENT EM TURAM AFMAG MT (MANYETOTELLÜRİK) VLF (ÇOK DÜŞÜK FREKANS) RADAR

20 Manyetotellürik (MT) Yöntem
Manyetotellürik (MT) yöntemin kuramsal temelleri 1950 yıllarının ikinci yarısından itibaren geliștirilmeye bașlanmıștır. Yöntem, ilk yıllarda özellikle derin kabuk yapısının ortaya çıkarılması amacıyla kullanılmıștır. Elektronik sanayinin gelișimine paralel olarak duyarlı kayıt sistemleri ve veri-ișlem tekniklerinin yaygınlașması ile seksenli yıllardan sonra yöntemin kullanım alanı oldukça genișlemiștir. Özellikle yapay kaynaklı manyetotellürik (CSAMT) yöntemin geliștirilmesi, zayıf kaynak alanı sorununun çözümünde önemli bir așamadır. Böylece, yöntem maden yataklarının aranması, jeotermal alanların saptanması gibi yerkürenin görece sığ derinliklerinin araștırılmasında da uygulanmaya bașlanmıștır.

21 MT ölçü düzeni. Bir ölçü istasyonunda iki elektrik ve üç manyetik alan ölçülmektedir. Bu örnekte gürültü giderme yöntemlerinde kullanılmak üzere uzak-istasyonda iki manyetik alan daha ölçülmektedir.(Başokur, A.T., 2008)

22 VLF (Very Low Frequqency)Yöntemi
Günümüzde sığ araştırmalar için uygulamaları gittikçe artan bir türde elektromanyetik VLF (Very Low Frequqency)yöntemidir. Bu yöntem haberleşme amaçlı radyo yayınlarını kaynak olarak kullanır.

23 Belli bir araştırma bölgesine çok uzaklardan gelen kHz frekanslı elektromanyetik dalgaların özellikleri ve kayaçların özdirençleri ölçülür. Eğer yeraltında bir iletken varsa indüklenen ikincil (S) alan bozucu etkiler yaparak anomaliye neden olacaktır.