SİSMİK PROSPEKSİYON
2.1. SİSMİK
PROSPEKSİYON VE AMACI
Sismik
dalgaların yayılımıyla ilgilenir. Sismik yöntemlerde stress dediğimiz
gerilme-deformasyon ilişkileri geçerlidir. Kayaçların elastik özelliklerini
yansıtır. Bu tür parametreleri boyuna ve enine dalgalarla ortaya koyuyoruz.
Birbirleriyle ilişkileri bizim için önemli elastik dalgaların, yayılımıyla elde
edeceğimiz yer altı yapısıyla boyuna dalgaları elde ederiz. Mekanik özelliklere
bağlı çalışmalar.sonunda boyuna ve enine dalgaları elde ediyoruz.
İnşaat Mühendisliği’nde daha
geniş uygulama alanı bulmuş olan bu yöntemde, yüzeyde darbe ya da patlama ile
oluşturulmuş titreşimin değişik tabakalardan yansıma zamanının ölçülmesiyle
yapılanıdır. Sismik yansıma metodu ses dalgalarının homojen elastik ortamda
hareketi teorisinden geliştirilmiştir.
2.2-SİSMİK PROSPEKSİYON VE ÖNEMİ
Sığ sondaj kuyularının dibinde
dinamit patlatmak veya ağır bir cismi kaldırıp bırakmak suretiyle meydana gelen
sarsıntıyı ( titreşimi ) atış noktasından belirli uzaklarda yerleştirilmiş olan
sismometreler ( jeofonlar ) ve kayıtçılarla kaydettikten sonra elde edilen sismogramlardan yeraltının
jeolojik yapısını hesap
yoluyla çıkarma işlemine
"sismik prospeksiyon"
denir. Sismik yöntem harcamalar ve çalıştırdığı jeofizikçiler
bakımından birkaç faktörden kaynaklanır. Bunlar arasında
en önemlileri yüksek doğruluk , yüksek çözüm gücü ( ayırım ) ve
sahip olduğu büyük nüfus derinliğidir.
Hidrokarbon aramalarında yer içi kesitinin
çıkarılması,yeraltındaki katmanların durumlarının saptanması , herhangi kuyudan
elde edilmiş bulguların yanal
değişimlerinin saptanması,yeraltının haritalanması ve sonuçta yeni açılacak
kuyunun yerinin saptanması
gerekmektedir. Bu
amaçla yapılacak tektonik ve stratigrafik çalışmalar
sismik yönteme muhtaçtır. Hiç
kuşkusuz en sağlıklı ve en doğru bilgi açılan bir kuyudan elde edilir. Fakat
kuyudan elde edilen bilgi
haritada tek nokta için düşey yöndedir .Bu bilginin tek noktadan haritanın tamamına
taşınabilmesi için sismik yöntemin kullanılması
zorunludur. Sismik yöntemler yer
altı suyu aramalarında, büyük
binaların,barajların,yolların inşaasında temel kaya derinliğinin
belirlenmesinde de önemlidir. Farklı kayaç
tipleri arasında düzensiz ara yüzeylerin tanımlanması iyi yapılmadığından
,minerallerin doğrudan aranmasında pek az uygulaması vardır.Bununla beraber
ağır minerallerin yığışabildiği gömülü kanalların yerinin gömülü kanalların
yerinin saptanmasında faydalı olur.
Arama sismiği diye adlandırılan yöntem , deprem sismiğinden ( sismoloji ) doğmuştur. Sismolojide,deprem
odağında oluşan sismik dalgalar,çeşitli yerlerde bulunan rasathanelerde
sismograf aletleri tarafından kaydedilir.Deprem dalgalarını,yer çekirdeğini ve
iç çekirdeğin bulunduğu derinlikleri incelemek mümkün olduğuna göre, sismik
dalgalar ile oldukça derinlerdeki tabakaları etüd etme imkanı vardır.Arama
sismiği (ekspolarasyon) sismiği yöntemlerinden enerji kaynakları kontrollü ve
hareketlidir.Bu arada kaynakla kayıt noktası arası uzaklıklarda nispeten
küçüktür. Çoğu sismik çalışma , profil hatları boyunca aralıklanmış birbirini
izleyen yer parçalarının yanıtından ibarettir. Sismik dalgaları üretmek
için patlayıcılar ve diğer enerji
kaynakları , bunun sonucu meydana
gelen yer hareketini saptamak içinde
sismometre veya jeofon tertipleri kullanılır.
Temel sismik arama tekniği
sismik dalgaların üretilmesi ve
kaynaklardan( ekseriyetle kaynağı doğrultulmuş
düz bir hat boyunca düzenlenmiş
) jeofon serilerine giden dalgalar için gerekli zamanı ölçmekten ibarettir. Çeşitli jeofonlara geliş zamanları bilgisi ve dalgaların
hızlarından , sismik dalga yollarının
yeniden oluşturulmasında çalışır. Yapısal bilgiyi çıkarmada başlıca iki
yol vardır
1-İki kayaç tabakası
arasında ara yüzey boyunca olan kırılma yolu (refraksiyon )
2-İki tabakayı
birleştiren sınırda yansıtıp yeryüzeyine
dönen yansıma yolu , yansıtılmış
yol ( refleksiyon )
Her
iki tip için gidiş zamanları kayaçların fiziksel özelliklerine ve tabakaların
durumlarına bağlıdır.Sismik aramanın amacı; gözlenen varış zamanları,genlik ve
frekans değişiminden,kayaçlar ve özellikle tabakaların durumu hakkında bilgiyi
ortaya çıkarmaktır.
2.3-SİSMİK YÖNTEMİN
GELİŞİMİ
Sismik
teorinin gelişmeye başlaması, yeterli duyarlılıkta kayıt yapan aletlerin
geliştirilmesinden öncedir. Arama sismiği uygulamaları deprem sismolojisindeki
uygulama çabalarından daha sonra başlanmıştır.1845 senesinde sismik hızları
ölçebilmek amacıyla Mallet tarafından ilk yapay deprem deneyleri yapılmıştır.
Tabaka ara sınırlarındaki kırılma ve yansımalar için Kontt tarafından geliştirilen teori 1899' da geliştirilmiş
ve Zeoppritz ve Wicnert 1907'de
dalga teorisi ile ilgili yayın
yapmışlardır. İnsanlık için büyük sosyal ve ekonomik sorunları oluşturmuş olan dünya savaşları , bizim bilim dallarında olduğu gibi jeofizikte de sıçramalara yol
açmıştır. Birinci dünya savaşında her iki tarafın ağır toplarının
yerlerinin saptanmasına ilişkin
yaptıkları araştırmalar bu tür
silahların geri tepmelerinin oluşturduğu sismik dalgaların
varış zamanlarının kaydedilmesine yöneliktir. Bu çalışmalar savaş sonrasında
arama sismolojisinin
başlangıcını oluşturmuş ve Almanya'da
Mintrop, Amerika'da ise Karcher,
McCallum ve Ecknardt savaş
sırasında geliştirilen yöntemlerin uygulamasına başlamışlardır.1919'da
Mintrop kırılma yöntemi için patent almıştır.1922'de ise Mintrop'un Seismeos
Şirketine ait iki ekip Meksika'da ve
A.B.D'nin Meksika körfezi kıyılarında
sismik kırılma yöntemini
uygulayan ilk sismik ekipler olmuşlardır. 1924 yılında Texas'ta Orchard
tuz domunun keşfi ile sismik kırılma yöntemi yaygın olarak kullanılmaya
başlanmış ve 1930 yılına kadar bu bölgedeki sığ tuz domlarının hemen hemen
tamamının keşfi gerçekleşmiştir.
Tuz
domlarının saptanmasında başarılı olan kırılma yöntemi daha sonra ise
yeraltının haritalanabilmesine olanak sağlayan , sismik yansıma yöntemine dönüşmeye başlamıştır. Sismik yansıma
yönteminin ilk çalışmaları
Reginalt Fessenden tarafından1913'te yapılan deniz derinliğinin
belirlenmesine ve buz dağlarının saptanmasına yönelik çalışmalardır.
1920'de Kacher tarafından
geliştirilen ilk yansıma
sismografi ( jeofon ) Oklahoma'da denenmiştir.
Jeofonun ilk ticari
kullanımı ise 1927'de
güçlendirici tüp( vacuumtube
amplfier ) kullanılarak gene Oklahoma'da Maude sahasında "Geophysical Research Corporation"
firması tarafından gerçekleştirilmiştir.
Meksika
körfezi kıyıları , kırılma yöntemi için
uygun bir ortam oluşturmuşsa, Oklahoma'da yansıma yöntemi
için o kadar uygun olmuş ve yansıma, kırılma yönteminin yerini alarak ana
sismik yöntem konumuna gelmiştir. Fakat bugün dahi kırılma yönteminin sınırlıda
olsa kullanım alanları vardır.
2.4-SİSMİK YÖNTEMİN ANA HATLARI
Sismik
yöntem bugüne kadar sürekli bir gelişme
içinde olmuştur. Bilgisayar
teknolojisinin hızla gelişmesi , daha duyarlı aletlerin yapılması sismik
yansıma yönteminin sürekli olarak gelişmesini sağlamaktadır. Geleneksel ve
alışılagelmiş (conventional) sözü genellikle bugünkü yöntemi dünkü yöntemden
ayırdetmekte kullanılmaktadır.
Geleneksel
sismik yönten dendiğinde, P dalgaları ile yapılan ,ortak orta nokta( CMP ) kavramının kullanıldığı iki boyutlu ( 2D
) veya üç boyutlu ( 3D )
yansıma sismiği uygulaması akla gelir. Geleneksel yöntemde çok kanallı
kayıt aletleriyle manyetik bantlara jeofon veya hidrojen grupları
kullanılmaktadır.Kayıtlar ayrık (digital) olarak manyetik banta yazılmaktadır.
Geleneksel
kara sismiği uygulamasında,haritada önceden belirlenen atış ve kayıt
noktaları arazide saptanmıştır. Bu
noktalar , uygulamanın iki boyutlu
olmasında ise harita düzleminde
her iki boyutta eşit aralıklı
olaraktan belirlenir. Atış noktaları 10-12 cm çapında
derinliği 6 - 30cm arasında
değişen , arazinin özelliğine göre
daha önceden saptanmış miktarda
dinamit yerleştirilir. Kuyudaki
dinamite kapsül yerleştirilerek
kapsül ikili kablo yardımıyla
patlayıcıya ( bloster ) bağlanır.Alıcı noktalarına yerleştirilen
jeofon gruplarının çıkışları "Ana Kablo" ile kayıt aletine
getirilir.Tek bir alıcı noktasına yerleştirilen birbirine yakın belli bir düzen
içindeki jeofonların çıkışlarının tek bir çıkış haline getirilmesi, düzenli ve
düzensiz bir takım gürültülerin bastırılmasını sağlar. Kayıt aletinde,herhangi
bir atış için kullanılacak olan atış noktası ve alıcı noktaları
belirlendikten sonra kayıt aleti ile
patlama sinyali verilir
ve alıcı gruplarından gelen
elektrik sinyalleri manyetik banta ayrık değerler olarak belirlenmiş zaman
aralığı boyunca kaydedir. Bütün atış noktaları için kayıt kayıt tamamlanınca
sismik veri,veri işlem merkezine gönderilir.İşlenen ve son haline gelen
veri,yorumlamaya hazırdır. Sismik verilerin yorumlanması ise sismik kesitler
yardımıyla ve interaktif-yorum sistemleri kullanılarak gerçekleştirilir.
Özetle,sismik
yöntemin uygulanması üç ana bölüme ayrılır ; veri toplama,veri işlem ve veri
yorumu. Sismik yöntemle uğraşan jeofizikçi, doğal olarak bu üç dalın birinde
uzmanlaşır. Sismik veri yorumlayan yerbilimcinin yeterli veri toplama ve veri
işlem bilgi ve deneyimine sahip olması gereklidir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder