ELEKTRİK YÖNTEMLER
Doğru Akım Özdirenç Yöntemi (DES) (1B)
Bu yöntemde amaç; yer içindeki yapıların yatay ve düşey yönde elektriğin iletim biçimlerini araştırmaktır. Kayaçlar elektriğin iletimine karşı direnç gösterirler. Kayaç birimleri içerisindeki gözenekliliği az ve sıkı olanlar oldukça zayıf ileticiler ve yüksek dirence sahiptirler. Buna karşı gözeneklilik miktarı arttıkça gözeneklerdeki sıvı oranına bağlı olarak iletkenlik artar ve direnç azalır. Akışkan içeren hazne kaya ve onu çevreleyen ortam jeofizik yöntemlerle kolayca algılanıp haritalanabilir fiziki özelliklere sahiptir. Bu özelliklerden yararlanılarak jeofizik çalışmalar; genellikle sahadaki yapıyı ortaya çıkarmak, hidrojeolojik koşulları ve örtü kalınlığını saptamak, yöresel ya da bölgesel sistemin yerini, dağılımını belirlemek amacıyla yapılır. Bu amaçlar doğrultusunda belirtilen alanda su içeren yeraltı katmanlarını belirlemek için, muhtemel fayların konumlarını belirlemek için ve kayaç türlerinin (örtü-temel ilişkisi) ayrımında Jeofizik rezistivite çalışmaları sıkça uygulanmaktadır.
Supersting R8/IP Rezistivite Cihazı, Geres1 Rezistivite Cihazı, SNS-IR Rezistivite Cihazı
Çok Elektrotlu Tomografi Özdirenç Yöntemi (ERT) (2B-3B)
Elektrik Rezistivite Tomografi (ERT) yönteminde çok elektrotlu cihaz ile yüzeye yakın sığ yapıların araştırılmasında iki boyutlu (2B) ve üç boyutlu (3B) olarak rezistivite dağılımının etkisi gözlenmektedir. 2B ve 3B görsel haritaların oluşturulması ile araştırılacak olan yapının yönelimi, dağılımı, derinliği ve sokulumu ile alakalı bilgiler toplanmaktadır. Veri toplamadaki otomatik veri işlem ve verinin ters çözümü, mühendislerin işini kolaylaştırmaktadır. Çok elektrotlu yöntemde ölçüm cihazı bilgisayar kontrollüdür. Tüm elektrotlar tek kablo ile ölçü cihazına bağlandıktan sonra, istenilen elektrot dizilimi için sıralı olarak ölçü alınır. Kontak Direnç, Schlumberger, Wenner, Dipol-dipol, Wenner-Schlumberger, Dipole Gradient, Pole-dipol ve Pole-pole gibi farklı ölçü alma teknikleri bulunmaktadır. Sahanın jeolojik yapısına ve arazi topoğrafyasına bağlı olarak netice verebilecek birkaç yöntem seçilerek ölçümler alınmalıdır.
Çok Elektrotlu Rezistivite Uygulama Alanları
- Arkeolojik alanlar,
- Yüzeye yakın gömülü askeri malzemeler,
- Gömülü mühendislik ve inşaat yapılarının bulunması,
- Hidrojeolojik ortamların belirlenmesi,
- Jeolojik zeminin sağlamlık açısından sınıflandırılması gibi geniş bir alanda çözüm üretebilmektedir.
Bu tür alanların araştırılmasında elektrik resistivite tomografi (ERT) yöntemi oldukça yaygın kullanılan ve etkili sonuçlar veren bir yöntemdir.
Yapay Uçlaşma Yöntemi (IP)
IP Yöntemi metalik maden aramalarında yoğun olarak uygulanan bir yöntemdir. Kayaçların elektrik özelliklerinin zaman ve frekansla değişmesine bağlı olarak yapılan uygulamalardır.
IP Yöntemi Uygulama Alanları;
- Özellikle sülfürlü cevher,
- Grafit,
- Petrol ve doğalgaz,
- Endüstriyel hammadde aramalarında kullanılır.
IP ölçümü sırasında görünür rezistivite değerleri de alınmaktadır. IP kesitlerinin yanı sıra rezistivite kesitlerinin de hazırlanması, sahadaki çalışmaların birlikte değerlendirilmesine katkı sağlamaktadır.
Doğal Uçlaşma Yöntemi (SP)
SP yöntemi, yerin doğal gerilimi ölçülerek yapılan yöntemdir. Yeraltısuları, derinlerden yüzeye doğru kırık ve çatlak hatları (faylar) ile taşınmaktadır. Yeraltısularının kırık hatlardaki dolaşımı ve hareketliliği buralarda doğal bir akım oluşturarak SP (doğal potansiyel) gerilimi yaratmaktadır. SP yöntemiyle çok etkili ve olumlu bir şekilde bu fayların konumunu ve aktivitesini belirlemek mümkün olmaktadır. Sıcaklık, basınç, iletkenlik vb. değişkenlerin fonksiyonu olarak gelişen SP gerilimi gradyent yöntemiyle ölçerek fayların düşen ve yükselen bloklarının hangi yönde olduğu ve fay çizgisinin yüzeyde oluşturduğu izdüşüm doğrultusu belirlenebilmektedir.
ELEKTROMANYETİK YÖNTEMLER
Manyetotellürik (MT), güneşte meydana gelen patlamalar, iyonosferde meydana gelen elektromanyetik aktiviteler ve yeryüzüne düşen yıldırımların oluşturduğu doğal elektromanyetik dalgaların yer içinde ilerlemesi ve içerisinde ilerlediği kayaçların iletkenlik karakterlerine göre gösterdiği davranışların yeryüzünde ölçülerek kayaçların iletkenlik dağılımlarının belirlenmesi esasına dayanan doğal kaynaklı bir jeofizik yöntemdir. Kullanılan frekans bandına ve ölçü süresine bağlı olarak bir kaç yüz metreden on binlerce metreye kadar araştırma derinliği sağlamaktadır. MT yöntemde manyetik alanın üç, elektrik alanın ise iki bileşeni ölçülür. Zaman ortamında ölçülen bu veriler Fourier Dönüşümü ile frekans ortamına aktarılır. Hesaplanan empedans değerleri kullanılarak 2-D/3-D olarak modellenerek yer içinin iletkenlik dağılımı belirlenir.
--- MT-AMT-CSAMT Cihaz Aksamı ve Etüt Arazi Çalışmalarından Örnekler
Audio Manyetotellürik (AMT)
AMT (AudioMT) yöntemin çalışma prensibi MT ile aynıdır. Kullanılan frekans bandı daha yüksek olduğundan daha sığ araştırma derinliğine sahiptir. Kullanılan manyetik sensörler 10KHz-1Hz frekans aralığındadır. Araştırılan sahanın ortalama özdirencine göre araştırma derinliği 30m’den 2-3km derinliğe kadar değişebilir. Jeotermal sahalarda özellikle MT yöntemin duyarsız olduğu ilk 1000m derinliğin araştırılmasında kullanılır. MT verisi ile birleştirilerek modellendiğinde 0-10km derinlik için jeolojik yapıların belirlenmesinde etkilidir. Özellikle yüzey süreksizliklerinin alüvyon kalınlıklarının belirlenmesinde yararlıdır. AMT yöntemi jeotermal ile birlikte maden ve uranyum araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yapay Kaynaklı Audio Manyetotellürik (CSAMT)
CSAMT yönteminde yapay kaynak olarak yere topraklanan bir akım vericisi kullanılır. Yapay kaynak kullanımı daha güçlü sinyallerin yaratılmasını, daha etkin veri-işlem yapılmasını ve hızlı ölçü alınmasını sağlasada, araştırma derinliğini kısıtlar. Verici dipol, en yakın ölçü hattından 2-7km uzağa yerleştirilir. Verici, iki ucundan yere gömülen uzun bir dipol yardımı ile çeşitli frekanslarda yere akım verir ve güç kaynağı olarak bir jeneratör kullanılır. Yöntem yanal değişimlere oldukça duyarlıdır ve iletken bölgeler kolaylıkla haritalanabilir.
Geçici Elektromanyetik (TEM)
Zaman Ortamı Elektromanyetik Yöntem (Time-Domain Electromagnetic Method) ya da Geçici Elektromanyetik Yöntem (Transient Electromagnetic Method -TEM) verici kontrolü ile sağlanabilen yüksek çözünürlüğü ile gerek ekonomik amaçlı doğal kaynakların aranmasında, gerekse yerkabuğunun hem derin hem de sığ kesimlerinin incelenmesinde kullanılan jeofizik yöntemidir. Uygulamalardaki kullanım üstünlükleri ve yapı-yöntem ilişkisi anlamında değişik ölçü dizgeleri istenilen sonuçlara ulaşma olasılığını arttırması nedeniyle tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. TEM yöntemi, yerin iletkenlik değişimlerinin incelenmesi amacıyla yapay bir kaynaktan verilen elektrik akımının belirli süre kesilmesiyle oluşan uyartım (induction) akımlarının zamana bağlı yayınımı esasına dayalı olarak çalışır. Uyartım akımları sonucu oluşan elektromanyetik alanların ölçümü ve değerlendirilmesi ile ilgilenilen cevherleşme bölgelerine veya jeolojik yapılara ait bilgilere ulaşılır.
SİSMİK YÖNTEMLER
Sismik Yansıma Yöntemi (SYY)
Sismik Yansıma ölçümleri jeolojik, jeoteknik ve hidrojeolojik çevresel incelemeleri içeren farklı kullanımlar için sığ yeraltının haritalanmasında kullanışlıdır. Sismik yansıma yöntemi, temel kaya yüzeyini, gizli tabakaları, fayları, litolojik stratigrafiyi, boşlukları, su tablasının kırık sitemlerini ve tabaka geometrisini (kıvrımları) içeren jeolojik yapıyı haritalamak, araştırmak ve göstermek için kullanılır. Sismik yansıma yöntemlerinin en temel uygulaması litolojik birimlerin yanal devamlılığını haritalamak ve genelde yeraltındaki akustik özellikteki değişimin aranmasıdır.
Sismik Kırılma Yöntemi (SKY)
Yöntem yeraltının iki boyutlu olarak sismik P dalgası hızlarına göre modellenmesini sağlayabilmektedir. Yöntem yüksek ayrımlı olmamakla birlikte ortamlardaki hız değişimlerine karşı duyarlıdır ve ortamda yeterli bir hız zıtlığı bulunuyorsa, çözüme ulaşmak olanaklı olacaktır. Yöntemde kullanılan jeofon aralıklarına ve enerji kaynağına bağlı olarak değişik derinliklere inmek olasıdır. Özellikle yansıma sismiği petrol araştırmalarında yaygın kullanılan ve uygulaması oldukça pahalı olan bir yöntemdir. Yöntem sığ araştırmalarda da kullanılabilmektedir. Ancak pahalı olması ve jeoradar yöntemi ile benzer sonuçların elde edilmesinden dolayı çok yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Sismik Yöntemi Uygulama Alanları
- Yeraltı boşlukları ve karstik sorunlar,
- Yüzey altındaki kil depolanmalarının yerlerinin tespiti,
- Toprak-kaya ve dolgu alanların görüntülenmesi,
- Sığ akifer zonları,
- Fay zonlarının saptanması,
- Anakaya derinliğinin belirlenmesi,
- Heyelan geometrisinin tespiti,
- Dolgu alanların belirlenmesi,
- Tünel incelemeleri,
- Yüksek katlı binalar için zeminin p dalga hız modellerinin oluşturulmasında kullanılır.
--- Sismik Cihaz ve Ekipmanı ve Etüt Arazi Çalışmaları Örnekleri