Küre ve silindir biçimli maden yataklarının yapay uçlaşma belirtileri

Abstract

ÖZET Yapay Uçlaşma (Induced Polarization) yönteminde Küre ve Silindir biçimli maden yataklarının çeşitli dizim lerde belirtileri, şimdiye kadar, ancak uzun ve zaman alıcı model çalışmalarıyla açıklığa kavuşturulabilmeye çalışılmıştır. (Hallof, 196?` Snyder, 1976; Telton, 1978). Bu çalışmada, düzgün bir elektrik alan için de bulunan iletken Küre ve Silindirin uyarıcı bir kaynağa gösterdiği tepki matematik yoldan hesaplanarak yeni bir Görünür Özdirenç ve Görünürlük (Ağırlık) Kat sayı bağıntısı geliştirilmiştir. Bir akım ve potansiyel ucu için geliştirilen görünür özdirenç ve ağırlık katsayısı bağıntısından giderek çalışmada göz önüne alınan Wenner, Schlumberger, Kol-Kol (Dipole-Dipole) ve Nokta-Kol (Pole-Dipole) dizimler bağıntılarına geçilmiştir. Geliştirilen görünür özdirenç ve görünürlük katsayı bağıntıları, taşıyıcı ortamın gerçek özdirencine ve bunların dizilime göre oturun konumuna bağlıdır. Geliştirilen bağıntılar bazı sembollerin kabulü ile yeniden düzenlenerek matematik hesaplama kolaylığı getirilmiş ve Fortran IV programına uygulanabilirliği sağlanmıştır. Birkaç çok kullanılan dizilim için gözönüne alman özdirenç farklarına göre el de edilen sembol değerleri ve konumlanma çarpanı sonuç-vx ları verilen bağıntılarda yerlerine koyularak, ölçü noktalarına ait görünür özdirenç ve görünürlük katsayı değerleri saptanmış ve elde edilen değerlerin eşdeğer de olanları birleştirilerek şekillerde sunulan kuram sal Y.U. haritaları düzenlenmiştir. Keza yatay yönde yapılan ilerleme yönü boyunca meydana gelen görünür özdirenç ve görünürlük katsayı değişim eğrileri de aynı bir kordinat üzerine çizilerek kuramsal Y.U. eğrileri grubu halinde gösterilmişlerdir. Laboratuvarda istenilen amaca uygun Küre ve Silindir biçimli model hazırlanarak Wenner, Schlumber- ger, Kol-Kol dizimleri için Model (R-IP-020) yer özdirenç ölçeri sistemi ile 0.3 ve 5 Hz. frekanslarında deney ölçüleri alınmıştır. Elde edilen görünür Özdirenç, yüzde frekans etkisi ve metal çarpanı değiştir- genlerinin grafik ve haritaları çizilerek şekillerde gösterilmiştir. Deney yoluyla saptanan gerçek özdirenç farkına göre kuramsal. Y.u. grafik ve haritaları çizilerek deney verileri ile karşılaştırma olanağı sağlanmıştır. Arazi uygulama alanı Trabzon iline bağlı Sürmene Baştımar ve Kutlular sahalarıdır. M. T. A. Enstitüsünce bu. sahada Kol-Kol dizilimi.kullanılarak yapılan I.U. çalışması sonucu elde edilen arazi Y.U. haritalarından belirtilerin çok belirgin olarak görüldüğü doğrultular gözönüne alınarak, burada sunulan yöntemin bir uygulaması yapılmıştır Sahada Y.U. değişim eğri-VI 1 lerine sebep olan maden yataklarının, yeryüzeyine çok yakınlardan başlayarak yatay veya yataya yakın bir uzanımda ve merceksel oluşuklar halinde bulunması sonu cundan giderek, kuramsal çalışma için Kutlular sahasındaki belirtilerin kaynağı olarak yatay sonsuz Silindir, Baştımar sahasındaki Y.U. belirtilerinin kaynağı olarak ise Küre taslak seçilmiştir. Kuramsal hesap sonuçları Fortran IV programı ile elde edilerek. yaklaşık gerçek Y.U. değiştirgen değerleri kullanılmasıyla arazi eğrilerine uyum sağlayan yapay görünür Y.U. eğrileri saptanabilmiştir. özdirenç farkı bulunan ortamlar için sunulan gelişmenin bazı önemli sonuçları şunlardır: 1. Görünürlük katsayılarının birkaç çok kullanılan dizimler ve özdirenç farklarına göre bir kere elde edilecek olması sevindiricidir. Gerçek değerleri görünür yapan bu katsayıların istenilen amaca uygun olarak çoğaltılması ve katalog haline getirilerek Jeofizikçilerin hizmetine sunulması daima mümkündür. 2. Geometrik konumu sınırlayabilen Y.U. belirtileri Schlumberger ve Kol-Kol dizilimlerinde elde edilmektedir. 3. Ortam ve içinde bulunduğu Dirim aracında özdirenç farkı bulunmadığı zaman belirli bir Özdirenç değişim eğrisi saptanamamasına karşın geometrik konumu, görünürlük katsayılarının açıkça aydınlattığı görülmektedir.vııı 4-. Elde edilen Y.U. karakteristik eğrilerinin derinliğe bağlı değimimi incelendiğinde Y.U. belirtilerinin, elektrod aralığının geometrik konum derinliğine oranının (?=a/d) belirli bir değerine kadar art tığı ve daha sonra azaldığı görülmektedir. Saptanan en elverişli değerler, arazi uygulamalarında geometrik konumun olası derinliğine göre elektrod aralığı seçimi için yol gösterici olacaktır. 5. Arazi verilerinden Küresel ve Silindirik biçimli kaynakların ¥.U. belirtilerinin sayısal (Kanti- tatif) yorumlarının ne şekilde yapılabileceği gösterilmiştir.

SUMMARY So far, in the method of Induced Polarization, the responses of the sphere and cylinder shaped ore depo sits in various electrode systems have been explored and interpreted only by means of the long time con suming and laborious model studies. In this study, a new apparent resistivity and weighting coefficient relation has been developed by using the expressions of the anomaly source poten tial obtained for a conductive sphere and cylinder located in a uniform electrostatic field. Assuming the apparent resistivity and weighting coefficient rela tion developed for a current and potential electrode as a starting point, this method has been applied to the relations of Wenner, Schlumberger, Dipole-Dipole and Pole-Dipole electrode arrays which are taken into consideration in this investigation. The expressions of the apparent resistivity and weighting coefficient relations developed depend on the true resistivity of the media, the situation of the- geometrical forms and the radius of the sphere and cylinder. The expressions of relations have been re arranged according to a set of assumed cyrabols. By this procedure, their mathematical Computations are made easier and applicable to Fortrân-IV programmes. Substituting the symbol values obtained for all theelectrode arrays according to the resistivity differ ences and the results of form factor in the pa and B2 expressions given, the apparent resistivity and weighting coefficient values have been specified. Then, combining those of equivalent values, the theoretical IP maps have been arranged and presented in the figures. Besides, the theoretical IP change curves were drawn along the horizontal profile on the same coordinate and illustrated as a set of the theoretical IP curves. The sphere and cylinder shaped anomaly sour ces were prepared in accordance with the desired aim in laboratory and the measures of the experiment were obtained at 0.3 and 5 Hz. frequencies through the (R- IP-020) resistivity measurement equipment for Wenner, Schlumberger and Dipole-Dipole electrode arrays. Thus, the graphics and maps of the apparent resistivity, frequency effect and metal factor parameters were drawn and illustrated in the figures. In addition, according to the true resistivity contrast found ex perimentally in laboratory, the theoretical IP graph ics and maps were drawn and compared with the experi mental data. In this study, the areas of Sürmene Baştı- mar and Kutlular in the province of Trabzon were cho sen for the survey field. Under the consideration of the fact that the profiles are very clearly seen on the field IP maps formed according to the results ofXX the IP research realized in this field by the M.T.A. Institute through the means of using the Dipole-Dipole electrode array, an application the method we developed and` exposed here in was implemented. Due to the accumu lated knowledge of the fact that the ore deposits cau sing the IP changing curves in field exist on a hori zontal or near-horizontal range near the surface of the earth and in lens-like forms, for the theoretical study the horizontal infinite cylinder model aş the source of anomalies in the area of Kutlular and the sphere model as the source of the xP anomalies in the area cf Bastx- mar were selected. After having gotten the theoretical calculation results through Fortran-IV programmes, we could specified the artificial IP curves fitting the field curves using the approximate true IP parameter values. oome of the significant findings about the change for the media with resistivity contrast exposed here, can be summarized as in the following: 1. It is pleasing incedence that the weighting coefficients can be obtained according to various elec trode arrays and resistivity differences, for once. It is always possible to multiply these coefficients which. make the true values appare in conformity vith the gi ven objective, to catalogue and present them to the gebpnysicst ' s use-. 2. The best interpretable responses of IP areXII obtained in the Schlumberger and Dipole-Dipole electro de arrays. 3. Althdugh when there does not exist a re sistivity contrast among the media a certain resisti vity change curve can not be determined, we see that the weight coefficients clearly explain the source of anomaly. 4. In the examination of the change of the IP characteristic curves effected by the depth produced here, it is seen that the IP responses increase to.a certain value of the ratio of the electrode range to the depth of the geometric structure and then decrease. The most convenient values specified shall guide to se lect the electrode range according to the possible depth of the geometric situation in the field applica tions. 5. How to realize the quantitative interpre tations of the IP responses of the sphere and cylinder shaped sources from the field data is indicated.