maden aramada jeofizik mühendisliği
Post on 22-Jul-2015
2.988 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Bu yöntemin temeli yerin manyetik alanında meydana gelen
değişimleri inceler. Manyetik yöntemin kullanıldığı alanlarda
aranılan madenin süseptibilitesinin çevresine göre farklı olma-
sı gerekir. Bu yöntemde maden aramacılığında genelde toplam
alan (T) ve düşey alan (Z) ölçülür. Manyetik yöntemde çevre-
sine göre büyük süseptibilite farkı gösteren bazı madenler;
manyetit, pirotin ve ilmenittir. Bu madenlerin aranmasında
direk yöntemdir. Bir de manyetik duyarlılığı az (süseptibilitesi
düşük) olan ve çevre kayacı daha büyük süseptibiliteye sahip
olan hematit, krom ve sülfürlü maden yatakların aranmasında
yardımcı bir yöntemdir. Aşağıda bazı kayaçların ve manyetik
cisimlerin süseptibiliteleri verilmiştir (K. Ergin 1985).
Metalik Mineraller(.10-6)emu Kayaçlar(.10-6)emu
Magnetit (100.000-1.200.000) Granit (80-1.200)
İlmenit (25.000-300.000) Pegmatit 250-8000
Pirotin (50.000-500.000) Dolomit 1600
Hematit (200-3.000) Gabro 300-7200
Manyetik Yöntemi
Maden Arama Aşamaları
1)Paleocografik bulgular
2)Jeoloji Haritaları (amaca bağlı olarak farklı ölçeklerde)
3)Metalojeni Haritası; Maden ve Mineralizasyon bilgileri
4)Uzaktan Algılama
5)Jeokimya
6)Jeofizik
7)Sondaj
8)Kaynak ve/veya Rezerv hesabı
Maden
Jeofiziği
Yöntemleri
1)Gravite Yöntemi
2)Manyetik Yöntem
3)Elektrik Elektro Yöntemler
4)Sismik Yöntem
5)Radyoaktif Yöntemler.
6)Radyoaktif Yöntemler
Gravite Yöntemi
Gravite yöntemi yeryuvarının yerçekimi ivmesi (g)’nin değişi-
mini inceleyerek yer altı yapısını açıklamaya çalışan bir yön-
temdir. Yer altı yapısı homojen bir yapıda olmayıp magmatik,
sedimanter, metamorfik ve ekonomik açıdan önemli mineral
topluluklarından oluşur. Bu yapılar yerin değişik derinliklerin-
de farklı yoğunluklarda ve farklı geometrilere sahiptir.
Bu tür değişimler yerçekim ivmesinin düşey bileşeninde belir-
gin değişimlere neden olmaktadır. Bu tür değişimler gravimet-
rik cihazlarla ölçülür ve ölçülere gerekli düzeltmeler yapılarak
bouguer anomali haritaları oluşturulur. Bu haritaların yorum-
lanması ve gerekiyorsa uygun filtreleme teknikleri ve model
teknikleri uygulanarak yer altı yapısının geometrik yapısı bu-
lunabilir.
Gravite yöntemi maden aramacılığında çok kullanılan yöntem-
lerden biridir. Bu yöntemin kullanıldığı maden sahalarında
madenin yoğunluğunun çevre kayaca göre farklı olması gere-
kiyor. Gravite yöntemi; manyetit, krom, masif sülfat, hematit,
kalkopirit ve bunun gibi çevre kayaca göre farklı yoğunluğa
sahip madenlerin aranmasında ucuz ve güvenilir bir yöntemdir
(Uçer, 2005). Aşağıdaki bazı metallerin ve kayaçların yoğun-
lukları verilmiştir (K. Ergin 1985)
Metalik Mineraller (gr/cm3 ) Kayaçlar (gr/cm3 )
Magnetit 5,12 Granit 2,64
Kromit 4,36 Gabro3,03
Pirit 5 Bazalt 2,99
Galen 7,5 Siyenit 2,77
Madenler Madenleri iki ana guruba ayrılabilir.
1)Metalik madenler; Altın, Antimuan, Bakır, Boksit,
Kalay, Kurşun, Çinko, Krom, Kadmiyum, molib-
den, Nikel, Vanadiyum, Demir, Manganez, Tungs-
ten(Wolfram), Osmiyum vb.madenlerden oluşur.
2)Endüstriyel hammaddeler; Alçı taşı, Kuvars, Alunit,
Kuvarsit, Asbest, Kükürt, Manyezit, Lüle taşı, Barit,
Mermer, Bentonit, Bor, Olivin, Boya topraklar,
Demir sahasında yapılan gravite ve manyetik yöntemlerin
verileri birlikte modellenerek demir cevherinin boyutları bu-
lunmuştur .
Üçer, 2000
Çiftçi, 2011
Elektrik ve Elektromanyetik
Yöntemler
Elektrik ve Elektromanyetik olmak üzere iki ana başlık altında
toplanabilir.
Elektrik Yöntemler; Yapay Uçlaşma (IP-SIP), Doğru akım
Özdirenç, Doğal potansiyel (SP), Mise a la Masse, Komplex
özdirenç yöntemleri
Yapay Uçlaşma (IP-SIP) yöntemi genelde sülfürlü cevherlerin
ve kil depozitlerin araştırılmasında sıkça kullanılan direk yön-
temlerdendir. Bu yöntemde zaman ortamı Şarjabilite veya
frekans ortamı frekans efekt bazen de faz değerleri olarak
ifade edilir. Ayrıca frekans ortamı metal faktör de hesaplanır
ve iletkenliğin bir göstergesi olarak ifade edilir. SIP gibi
spektral yapay uçlaşma yöntemlerinde col-col parametereleri
de hesaplanarak cevherin özellikleri ifade eden parametreler
de bulunabilir. Bu yöntemle kalkoprit, galenit, vb sülfürlü
cevher araştırmalarında kullanılır.
Özdirenç çalışmaları ise, metalik maden sahalarının bulunduk-
ları ortamlarda, çoğunlukla alterasyonlu seviyelerde bulunur
ve çevre kaya göre farklı özdirenç değerlerindedir. Bu özellik-
lerinden yararlanarak cevher içeren metalik madenlerin aran-
masında ve çevresine göre farklı özdirenç değerleri gösteren
endüstriyel tuzlar (bor vs), pomza, endüstriyel killer, manga-
nez vb maden aramalarında sıkça kullanılır.
Doğal Potansiyel (SP) yöntemi sülfürlü ve iletken cevherlerin
aranmasında sıkça kullanılır. Ayrıca kil depozitlerin aranma-
sında da kullanılmaktadır.
Mise ala masse yöntem genelde mostra veren cevher kütlele-
rin yeraltı uzanımlarının bulunmasında kullanılır.
Komplex özdirenç yöntemleri, genelde Klasik IP ve Özdirenç
yöntemlerinde sonuç alınamayan sahalarda çok farklı frekans-
lar kullanılarak (20 değişik frekans) cevher ve yan kayacın
genlik ve faz spekturumlarından bulunur. Aynı şarjabilite veya
Elektrik Yöntemler
Avusturalya Queensland Galenit-Sfalarit sahası Jeolojik –
sondaj Kesiti, rezistivite ve şarjabilite model kesiti.
1)Ultrabazik kayaç, 2)Argillaceous şist, 3)Diyabaz, 4)Masif
cevher kütlesi, 5)Dissemine olmuş mineral seviyesi, 6)
Bakır sülfit cevher yatağı Jeolojik kesit ve Jeofizik profilleri
Tokgöz. 1997
OLDENBURG, D.W. and Y. Li, 1994
2)Manyetotellürik (MT), Audio Manyetotellürik (AMT),
Control cours Audio Manyetotellürik (CSAMT), Transient
Elektromagnetik, Turam, Sligram, AFMAG, Radar vb yön-
temler. Aşağıda çok kullanılan elektromanyetik yöntemler
anlatılmıştır.
MT yöntemler, derin yer altı bilgileri elde etmeye uygun oldu-
ğunda özellikle provens amaçlı çalışmalarda kullanılır. Etkin
derinliği yaklaşık 150 km dir. Yerden ilk 300 m’lik derinlik-
lerde yüksek çözünürlüğe sahip değildir. Derin amaçlı çalış-
malarda kullanılır.
AMT ve CSAMT yöntemleri 10000-0.125 Hz aralığında yapı-
lan elektromanyetik yöntemler olup etkin derinliği yüzeyden
yaklaşık 3-4 km’dir. Bu derinliklerde MT yöntemine göre
daha yüksek çözünürlüğe sahiptir.
TEM ve TDEM yöntemi iletken seviyeler çevredeki düşük
iletkenli sevilerinin bulunmasında kullanılır. Bu yöntemde
yere bir elektromanyetik verilip daha sonra akım kesilerek
kalıntı elektromanyetik alan zamana bağlı değişimi ölçülür ve
buradan hareketle zamanın fonksiyonu olarak özdirenç değer-
leri hesaplanır. Kalkoprit, galenit, grafit gibi iletken cevher
ortamların araştırmasında kullanılır.
Turam ve Sligram yöntemler de elektromanyetik yöntemler-
den olup iletken cevher araştırmaların araştırılmasında etkin
yöntemdir. Birincil ve ikincil alan oranlarından ortamın ilet-
kenlik durumu bulunabilir.
Elektromanyetik Yöntemler
AMT yöntemi ile yapılan Polimetal Aramaştırmaları.
St. Petersburg State University Geological faculty Center of Electromagnetic methods
Sismik Yöntemler
Sismik yansıma ve Kırılma yöntemler olarak uygulanmakta-
dır.
Sismik yöntemlerde yere titreşim sinyali yollanır ve tabakalar-
da kırılan ve yansıyan sinyaller kayıt yapılarak ortam ile ilgili
bilgi edinilir. Bu da elastik dalgaların arz içinde yayılması ile
ilgili fizik prensiplerine dayanır . Sismik yöntemde tabakaların
ve madenlerin sismik hız farklarından yaralanarak araştırma
yapılmaktadır. Son yıllarda üç boyutlu sismik tomografi özel-
likle endüstriyel maden aramalarında (mermer, endüstriyel
tuzlar vb), tabakalı yapı gösteren metalik madenlerin
(kalkoprit, galenit, vb) aranmasında ve rezerv çalışmalarında
kullanılmaktadır.
Sismik Maden Uygulamaları
Sismik yansıma yöntemi ile diapir, antiklinal, fay gibi yapısal
unsurların bulunması.
Düşünür, D., 2004
Klaus Helbig and Sven Treitel, 2007
Bu yöntem elektromanyetik yöntem olup kayaçların dielekt-
rik özelliklerinden yararlanılır. Veri işlemi ve yorumu daha
çok sismik yöntemlere benzer. Bu yöntem ilk önce buz ka-
lınlığının ölçülebilmesi için geliştirilmiştir. Normal yer orta-
mında yapılan çalışmalarda elde edilen verilerin işlenmesi
sonucunda 1 – 50 m gibi araştırma derinliğine ulaşıldığı
görülmüştür. Genelde maden galerilerde cevherin takibi,
Galerilerin Yeryüzünden belirlenmesi.
Kesitte bir maden galerisi duvarından alınan yer radarı kesi-
tinde Alıcı ve verici antenlerin her ikisi de duvarın aynı tara-
fındadır. ‘Pillar face’ duvarın ön yüzünü, ‘Back side of the
pillar’ duvarın arka yüzünü göstermektedir. Duvarın her iki
yüzünün de düz olduğu halde, arka yüzünün yer radarı kesi-
tinde ondüleli görünmesi, elektromanyetik dalga hızının
yanal yönde değiştiğini göstermektedir. Kesitin sol yukarı-
sından sağ aşağısına doğru uzanan bir çatlak dikkat çek-
Berkan Ecevitoğlu
Berkan Ecevitoğlu
Radyoaktif Yöntemler Dünyada fosil yakıtların kısıtlı olması ve diğer enerji kaynak-
ların kısıtlı olduğu ülkelerde nükleer enerjiye başvurmuşlardır.
Bu enerjiyi sağlayan başlıca radyoaktif elementler uranyum ve
toryum’dur. Uranyum, toryum ve diğer radyoaktif elementler
bazı metalik ve endüstriyel madenlerin aranmasında yardımcı
yöntem olarak ta kullanılmaktadır. Magmatik kayaçlarda rad-
yoaktif mineraller içerir. Özellikle altere olmuş magmatik
kayaçlarda radyoaktif minerallerde zenginleşme olur. Bu zen-
ginleşmeler bazen sedimanter formasyonlar içine taşınarak
radyoaktif mineral zenginleşmeleri görülebilir. Ayrıca killer
içinde de radyoaktif mineral içeriklerinden ötürü killerin araş-
tırmalarında da kullanılmaktadır. Son yıllarda geniş bant
spektrometrelerin kullanımı ile radyoaktif elementler ve oran-
larını bulmak kolaylaşmıştır. Gama ışını spektrometresi etütle-
ri sonunda potasyum konsantrasyonunu % olarak, uranyum ve
toryum konsantrasyonunu ise ppm cinsinden ve mikrorönt-
gen/saat cinsinden yerin radyasyon dozunu gösteren haritalar
hazırlanır. Etütlerde 0.2-3 MeV enerji aralıklı 256 kanallı
spektrometreler kullanılması halinde, yerin yapay radyoizotop
dağılım haritaları da hazırlanabilir. K, U ve Th konsantrasyon
haritaları ve yer radyoaktif haritaları yardımı ile doğal radyo-
aktif elementler, bileşiminde bu elementler bulunulan mineral-
ler, bu mineralle köken ve litolojik bağımlılığı olan diğer mi-
neral aranabilir.
Uranyum konsantrasyon haritası. Konsantrasyon maviden
kırmızıya doğru artmaktadır.
IAEA July-2003
Havadan Yapılan Jeofizik Çalışmalar Havadan gravite, manyetik, elektromanyetik ve radyoaktif
yöntemler uygulanmaktadır. Havadan yapılan yöntemler sa-
yesinde büyük ve karadan araştırılması zor ormanlık ve batak-
lık alanların araştırılmasında çok kullanılan yöntemlerdir.
Gravite yöntemi çevre kayaca göre yoğunluğu yüksek maden-
lerin aranmasında kullanılır. Galenit, hematit, manyetit , man-
yezit vb maden aramalarında ve tektonik yapıları bulmada
sıkça kullanılır. Havadan Yapılan manyetik haritalar manyetik
duyarlılığı çevre kayaca göre farklı olan madenlerin aranma-
sında sıkça kullanılır. Manyetit pirotin gibi madenlerde direk
yöntemdir.
Kimberlit sahasında havadan yapıla TEM ve Manyetik yön-
temler. Profiller boyunca alınan ölçüler TEM , renkli kontur
Gradient Gravite ölçsü almaya uygun gravimetreler
Richard Lane ,Airborne gravity 2004
Aeroquest İnternational airborne geophisics
Havadan Radyometrik Ölçümler Havadan yapılan Spektrometre ölçülerinde U, Th ve K kon-
santrasyonu haritaları hazırlanarak radyoaktif elementler ara-
nabildiği gibi diğer radyoaktif olmayan madenler aranmasına
kılavuzluk etmektedir.
Aeroquest İnternational airborne geophisics
Havadan yapılan Spektrometre ölçülerinde U, Th ve K kon-
santrasyonu haritası.
IAEA July-2003
EM Yöntemleri Elektromanyetik yöntemler sırası ile klasik EM, TEM, VTEM,
ZTEM vb gibi yöntemler kullanılır. Kayaçların iletkenlik
farklarının dan yararlanılarak cevherli seviye ile çevre kayacı
arasında oluşan iletkenlik farklılıklarından yararlanılarak cev-
her yatakları araştırılır.
Hava sistemlerinde kullanılan TEM sistemleri
Hava sistemlerinde kullanılan TDEM sistemlerin iletken ma-
den sahasında uygulanması.
AiroTem system; Boyko, W., Paterson, N. and Kwan, K.
AiroTem system; Boyko, W., Paterson, N. and Kwan, K.
Jeofizik Kuyu Logları Kuyu Logları genelde Kuyu dizaynının sağlıklı yapılması ve
buna bağlı olarak maksimum verimliliğin ortaya çıkarılması-
dır. Kuyu loglarını sondajla geçilen formasyonların litolojik,
petrofizik ve kimyasal özelliklerdeki değişimlerin derinliğin
fonksiyonu olarak ölçülmesidir. Metalik ve endüstriyel ma-
denlerin fiziksel özellikleri ve kalınlıkları formasyon içinden
ayıklamak mümkündür. Bu bilgiler sondajın kimliği niteliğin-
dedir.
Galenit(Pb-Zn) ve Kalkoprit(Cu) sülfürlü cevher sahasında
kuyu içi IP (özdirenç şarjabilite) loğu. Cevherli seviyeler bü-
yükfaz (zaman ortamı IP de şarjabilite ye eşdeğerdir) ve
düşük özdirençli anomali vermektedir.
OLDENBURG, D.W. and Y. Li, 1994
Jeofizik Kuyu Log Türleri Belli başlı kuyu logu cinsleri aşağıda sıralanmıştır.
A)Elektrik logları
A1)Doğal potansiyel (SP) logu
A2)Özdirenç (Rezistivite) loğu
a-Klasik Rezistivite (16’-64’-18.8 lateral)
b-Odaklanmış rezistivite (laterolog focused)
c-Mikro rezistivite (mikrolog-mikrolaterolog)
A3)İndüksiyon loğları
A4)Yapay Uçlaşma (IP-SIP) loğu
B)Akustik (Sonik) log
C)Radyoaktif loğlar
C1)Gamma-Ray loğu
C2)Nötron loğu
C3)Density(Yoğunluk) logu
D)Çimento(CBL) loğu MTA
top related