Sığ sismikte P ve S dalgalarının yönbağımlılığının incelenmesi ve yüzey jeoloji ilişkisi

Abstract

Yeryüzüne yakın jeolojik yapılardaki yönbağımlı hız değişimlerinin belirlenmesinin, maden arama ve işletme ile yer (zemin) özelliklerinin araştırılmasına önemli katkısı vardır. Kırık ve çatlak sistemlerini içeren özellikle mermer gibi birimlerin çıkartılması esnasında kırıkların yönelimi büyük önem kazanmaktadır. Bundan dolayı, yakın yüzey birimlerdeki kırık ve çatlak yöneliminin belirlenebilmesi amacıyla Tilki ismini verdiğimiz yöntem geliştirilmiştir.Düşey kırık ve çatlaklar azimutsal yönbağımlılığa (anizotropi) neden olurlar ve bu ortamlar yatay bakışım (simetri) eksenli enine yönbağımsız (izotrop) ortam olarak tanımlanabilirler. Bu yöntemde veri toplama aşaması; birbirleriyle 45 derecelik açılar yapan dört adet çapraz hattaki alıcı noktalarında aynı anda hem P hem de SH dalga kaydı alınması ve bu yönlerde dalga hızlarının hesaplanması temeline dayanır. Bu yöntemde alıcılara doğrudan gelen dalgalar kullanılır. Sismik enerji 5 farklı yönde yayılacak şekilde, sekizgen bir levhaya balyozla vurulma sonucu oluşturulur. Bu şekilde atış alıcı düzeni paralel ölçüm hatları boyunca eşit aralıklarla kaydırılarak tüm yüzey taranır.Toplanan veriler hem P hem de SH dalgası için kendileriyle ilişkin harita koordinatlarına göre yeniden gruplanırlar. Her yönde hesaplanan hızların elipslere çakıştırılmasıyla ölçüm sahasındaki her noktada dalga yüzeyleri belirlenir. Ortam yönbağımsız ise hesaplanan yüzey elips değil bir daire olacaktır. Hesaplanan elipslerin uzun eksen, kısa eksen ve dönme değerleri belirlendikten sonra ortamdaki kırık sisteminin genel yönelimi belirlenebilir. Bu hesaplamalar sonucunda elde edilen elipsler ölçüm hatları boyunca harita üzerinde birleştirilerek ?Eliptogram? adını verdiğimiz kırık yönelim haritaları oluşturulur.Bu çalışmada elipslerin dışmerkezlik değerleri ortamın yönbağımlılık derecesini belirtmek amacıyla kullanılmıştır. Bu değer 0?1 aralığında değişir ve 0'a yaklaştıkça ortamın yönbağımsızlık özellikleri artar. Bu değerler, ölçüm sahasının koordinat sistemine göre konturlandığında ?homojenlik haritası? ismini verdiğimiz haritalar elde edilir. Bu haritalar da bize ortamın genel olarak homojenlik derecesi hakkında bilgi verir.Ölçüm sahası olarak; bir baraj alanında, içinde kırık sistemlerini içeren kireçtaşı birimi seçilmiş ve Tilki yöntemi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, kuramsal altyapı ve gözlemsel bilgilerin birbirini desteklediği görülmüştür.

Determination of velocity anisotropy in shallow geological material contributes to mine exploration and operation and research of ground attributes. Orientation of fractures is very important while especially materials that contain fractures and cracks such as marble are extracted from underground. Therefore, we developed a method for determination of fracture orientations called the ?Fox Method?.Vertical fractures and cracks in isotropic background cause azimuthally anisotropy and this media can be described transversely isotropic media with a horizontal symmetry axis (HTI media). For Data acquisition, there are four radial geophone lines with angles of 45 degrees among them. Direct P and direct SH waves are recorded at the same time on geophone stations then seismic velocities are calculated. Seismic energy is emanated from five points of an octagonal plate with sledgehammer. This shot-receiver pattern is scrolled with same distances along parallel measure lines.Collected data are sorted in map coordinates and then wave surfaces are determined in points of measure area after velocities calculated into each direction are fitted ellipses. If media is isotropic, calculated wave surfaces are circle. Common orientation of fracture system in the media may be determined after major-axis, minor-axis and orientation value of calculated ellipses are defined. New map/graphic is obtained after these ellipses are set on the map along measure lines, so this new map/graphic is called the ?Eliptogram?. Eliptogram is a fracture orientation map.Otherwise, Eccentricity value of ellipses used to define anisotropy degree of the media. This value changes between zero and one. If this value approaches to zero, isotropy properties of media will rise. We obtain a map called the ?Homogeneity map? after contouring all eccentricity values. This map informs us about general homogeneity degree of the media.Limestone sample contain fracture systems was chosen in a dam area as application field and Fox Method was implemented. Finally, we demonstrated that results of this study are supported by the theory and observations.