Sismik Prospeksiyon Sismik Prospeksiyon - 1a SİSMİK PROSPEKSİYON DERS-1 DOÇ.DR.HÜSEYİN TURJEOFİZİK NEDİR? •Fiziğin Temel İlkelerinden Yararlanılarak su küre ve atmosferi de içerecek biçimde Dünya, ayrıca ay ve diğer gezegenlerin araştırılması DERS-1JEOFİZİĞİN DALLARI •SİSMOLOJİ (depremler ve elastik dalgalar) •GRA VİTE VE JEODEZİ (Yer'in gravite alanı ve Yer'in biçimi ve boyutu) •ATMOSFER BİLİMLERİ; ki izleyen alanları kapsar: Atmosfer Elektriği ve Yer Manyetik Alanı ( İyonosfer, Van Allen Kuşağı, Tellürik Akımlar vb. içerecek biçimde) Meteoroloji ve Klimatoloji, Her ikisi de iklim çalışmalarını kapsar. Aeronomi, Atmosferin fiziksel ve kimyasal yapısı. •JEOTERMİK (Yer ısısı, Isı akısı, Volkanoloji, ve sıcak noktalar) •HİDROLOJİ ve HİDROGRAFİ (yeraltı ve yüzey suyu, bazen glasiyoloji de kapsar) •FİZİKSEL OŞİNOGRAFİ (Deniz suyu sıcaklık, yoğunluk, akıntı ölçümleri) •TEKTONOFİZİK (Yerküredeki jeolojik süreçler) •JEODİNAMİK (Yer içinin Dinamik İncelenmesi) •ARAMA VE MÜHENDİSLİK JEOFİZİĞİ •GLASİOLOJİ/BUZULBİLİM •PETROFİZİK/ KAYA FİZİĞİ •MİNERAL FİZİĞİJEOFİZİĞİN UYGULAMA ALANLARI •Levha Tektoniği Ve Deprem Araştırmaları •Sismik Yöntemlerle Karada Ve Denizde Jeolojik Yapıların Araştırılması •Jeolojik Zamanlardaki Yer Manyetik Alanının Belirlenmesi •Yeraltı Kaynaklarının Araştırılması •Çevre Jeofiziği •Arkeolojik Araştırmalar •Atmosfer Ve Uzay Araştırmaları •Termal Alan Araştırmaları •Geoteknik / Zemin AraştırmalarJeofizikte Kullanılan Başlıca Yöntemler •SİSMİK Yeraltı yapılarının sismik hız değişimlerini inceler, •ELEKTRİK Yeraltı yapılarının elektrik iletkenlik özelliklerini inceler, •GRA VİTE Yeraltı yapılarının yerçekimi özelliğini inceler, •MANYETİK Yeraltı yapılarının manyetik özelliklerini inceler, •SİSMOLOJİ Depremlerin özelliklerini ve yerin derinliklerini inceler, •YER RADARI Özellikle yeryüzeyine yakın derinliklerde bulunan, ortamın geneline göre farklı fiziksel özellikler gösteren alanların belirlenmesinde kullanılır. •ELEKTROMANYETİK Yeraltı yapılarının elektrik iletkenlik ve elektomanyetik özelliklerini inceler, •JEOMANYETİZMA Uzaydaki ve Yeryüzündeki manyetik alanın özelliklerini inceler, •PALEOMANYETİZMA Geçmiş dönemlerdeki yer manyetik alanının değişimlerini inceler, •RADYOMETRİK VE JEOTERMİK Yeraltının radyoaktif ve sıcaklık özelliklerini inceler, •KUYU LOGLARI Sondaj kuyularında yapılan gravite, manyetik, radyometri, elektrik vb. jeofizik yöntemlerdir. •YÜZEYNÜKLEER MANYETİK REZONANS (SNMR) Atom çekirdeğinin (temel olarak çekirdekte bulunan protonun) manyetik özelliklerinden yararlanarak, yeraltının su içeriğini ve hidrolik geçirgenliğini derinliğin fonksiyonu olarak verebilen yeni bir yöntemdir.Uygulamalı Jeofizik •Arama Jeofiziği •Mühendislik Jeofiziği •Çevre Jeofiziği •Yeraltı suyu Jeofiziği •Arkeojeofizik •Adli JeofizikUygulamalı JeofizikUygulamalı Jeofizikte Amaç ve Yöntemler •Jeolojik Problemin Tanımlanması • Araştırma Yönteminin Tasarlanması • Arazi Verisinin Toplanması • Data (Veri) Ayıklanması • Model Oluşturulması • Modelin Yorumlanması • Rapor YazımıJeofizik Yöntemler • Yer altı tabakalarının fiziksel özellikleri ve cevabı • Bu özellikler neler olabilir? Yoğunluk, İletkenlik, … ? • Fiziksel Parametlerin Ölçümünde Kullanılan Cihazlar nelerdir ?? Sismik a. Yansıma b. Kırılma c. Yüzey – Kuyu (VSP), Kuyulararası (Cross-hole) Jeofizik Yöntemlere Bazı Örnekler•Elektrik Jeofizik Yöntemlere Bazı ÖrneklerJeofizik Yöntemlere Bazı Örnekler •Gravite•Manyetik Jeofizik Yöntemlere Bazı Örnekler? Yer Radarı Jeofizik Yöntemlere Bazı ÖrneklerJeofizik ve Jeoloji • Jeolojik durum jeofizik modeli kısıtlayabilir. • Jeofizik durum da jeolojik yorumu sınırlayabilir. • Çok çözümlülük durumu !Gürültü Kaynakları ve Jeofizik Yöntemlere EtkisiVeri İşlem -Gürültü Analizi SİSMİK YÖNTEM • Sismik: Herhangi bir enerjinin (gürültü, darbe, patlama,vibro,ağırlık düşürme v.s.) oluşturduğu elastik dalgaların yayınımından hareketle ortaya çıkar. Hız=yol/zaman bağıntısından hareketle fiziksel parametreler belirlenir. Dalga yayınımı prensibi ile yerin merkezi incelenebildiği gibi çok küçük yeryüzü parçasının incelenmesi de yapılabilir. Yeryüzünde yapılacak olan her tür mühendislik yapısının hesaplarında kullanılacak parametrelerin belirlenmesinde kullanılabileceği gibi yeraltının zenginliklerinin belirlenmesinde de kullanılmaktadır.Genel Bakış 1. Sismik Yöntem 2. Sismik Dalgalar 3. Sismik HızSismik Yöntem • Pasif ve Aktif kaynak • Belirli bir zamanda sinyal üretme, elastik dalga• Pasif ve Aktif kaynak • Belirli bir zamanda sinyal üretme, elastik dalga • Alıcıdaki sinyalin genliği ve zaman değerinin ölçülmesi. Sismik YöntemSismik Yöntemler 1. Temel 2 çeşit sismik araştırma mevcuttur. • Sismik Kırılma • Sismik YansımaSismik Kırılma M e sa f e ( x ) Za m a n ( sn )Sismik Kırılma Amaç: Tabaka hızlarının bulunmasıSismik Yansıma 1 sn = 1 - 1.5 kmYüksek Çözünürlük 0.5 sn = 500 - 750 m•Cisim Dalgaları a)P – Dalgaları b)S - Dalgaları • Yüzey Dalgaları a) Rayleigh ve Love b) Stoneley Dalgaları c) Kanal Dalgaları (Tüp Dalgaları) Sismik Dalgalar Sismik DalgalarCisim Dalgaları Sismik DalgalarCisim DalgalarıP Dalgaları Boyuna , sıkışma ve birincil dalgalar , Tanecik hareketi yayınım doğrultusundadır. Enerji kaynağından çıkan bir puls elastik ortam içerisinde küresel olarak yayılırken titreşim yapan karaktere sahiptir. Periyodu 1sn’den az olan dalgalardır. Uzak mesafelere de ulaşabilirler P dalgası tanecik hareketi P dalga hızı bağıntılarıS Dalgaları Enine , makaslama ve ikincil dalgalar , Tanecik hareketi dalganın hareket yönüne dik doğrultuda ve birbirlerine parelerdir. Böyle dalgalara taneciklerin hareket ettiği doğrultuda polarize olmuş dalgalar denir. S dalgası tanecik hareketi S dalga hızı bağıntıları Sıvılarda µ= olduğundan S Dalgası yayılmaz SV (düşey) ve SH (yatay) bileşenV s = 0.6 V p P ve S – Dalga hızlarının Elastik P ve S – Dalga hızlarının Elastik parametrelerle ilişkisiSıkılık oranı Cisim Dalgaları ile Poisson Oranı Cisim Dalgaları ile Poisson Oranı arasındaki ilişkiSismik Hız- Cisim Dalgaları V=(geçerli elastik modül/yoğunluk) 1/2 Cisim dalga hızı ile kayaç yoğunluğu arasında nasıl bir ilişki vardır? yoğunluğun kare köküyle ters ilişkilidir.Kayaç hızı üzerindeki etkiler • Laboratuvar ölçümleri ile sahadaki ölçüm farkları • Frekans farklılıkları • Kayaç İç Basıncı • Mikro Çatlaklar • Kayaç su içeriğiSismik Hızlar (P-Dalgası) Çamur toprak gevşek Kuru gevşekKayaç Hızları (m/sn)Sediman Yaşı ile Hız ilişkisi Z=Derinlik (km) T=yaş(milyon yıl)Hız ve gözeneklilik arasındaki ilişki V=Doygun Kayaçtaki Hız ?=Gözenekli kısım Vf=Gözenek boşluğundaki sıvının hızı Vm=Kayaç Matrisini tamamlayan katı materyelin hızı