kocaeli ve nolu arasındaki bölgenin gravite ve havadan manyetik

kocaeli ve nolu arasındaki bölgenin gravite ve havadan manyetik

ANKARA
t;xivnnsirrsi
nnx eiritrrrni ENsrirttsii
yUxsErrisaxs rr,zi
KOCAELI VE BOLU ARASINNATi gorCBNiX CREViTN VN HAVADAN
MANYETiXAXOITAI,iTBNIXIN iNCNTNNNTNSiVE DEPREM
vpnilnnivr,n irigxir,pNuinirmnsi
Qigdem $ENDUR
.rronizix vrUunNoisr,iGi
axaniliM DALr
ANKARA
2009
Her hakkr sakhdrr
TEZ ONAYI
Qildem $ENDUR taraftndanhaztlanan "Kocaeli ve Bolu Arasrndaki Btilgenin Gravite
ve Havadan Manyetik Anomalilerinin incelenmesi ve Deprem Verileriyle
ilipkilendirilmesi" adh tez gahqmasr Ag/02/2A09tarihinde agagrdiki jiiri tarafindan
oybirli[i ile Ankara UniversitesiFen Bilimleri Enstitiisii Jeofizik MtihendisliEiAnabilim
Dalr'ndaYUKSEK f,iSANS Ezi olarukkabuledilmigtir.
Danrsman
Jiiri Uyeleri
: Prof. Dr. Abdullah ATE$
-Y
t /, /
---L'(-''Y:
:
Prof. Dr. Btilent COSKUN
AnknraUniversitesi,
JeolojiMilhendisli{iAnabilimDah
.-;1
j+-vl\
Yrd. Doq. Dr. Unal DLKMEN
Ankara (Jniversitesi,Jeofizik Miihendisli{i Anabilim Dalt
/r,
/
Prof. Dr. Abdullah ATE|
Ankara Universi tesi, Jeofizi k Mt)hendisIigi Anabi I im D al t
Yukarrdaki sonucuonaylarlm
tU
''. '"o::"'
Prof. Dr. Orhan ATAKOL
Enstitii Miidiirii
-.,;
*n
H
I
./
oaz-{-
6zgr
YiiksekLisansTezi
KOCAELI VE BOLU ARASINDAKI BOLGENINGRAVITEVE HAVADAN
MANYETIK ANOMAIITPNiNIX TXCETPNME
Si VE DEPREMVERILERIYLE
irigrirrNoinirHapsi
Qifdem $ENDUR
Ankara Universitesi
Fen Bilimleri Enstitusri
Jeofizik MtihendisliEi Anabilim Dah
Danrgman: Prof. Dr. Abdullah ATES
Bu tez kapsamrndaKocaeli Yanmadasr'naait analoggravite verisi kullanrlarakyer altr
modellemesiyaprlmastamaglanmrqtrr.B<ilgeyeait 1/500 000 olgekli gravite anomali
haritasrve manyetik anomali haritasr MTA Genel Mtidrirliigiinden temin edilmiqtir.
Sismik kayrt verileri ve Seben-i kuyusuna ait kuyu verisi
Petrol iqleri Genel
Miidiirlii$i' nden temin edilmiqtir. Sayrsalhale getirilen gravite anomali haritasrna
spektral analiz yontemi uygulanmrqtrr. Elde edilen bulgulann bolgenin havadan
manyetik anomali haritast,ve iinceki sismik gahqmalarile karqrlagtrnlmasr
ve manyetik
anomali verilerine analitik sinyal yontemleri uygulanmasryaprlmrgtrr.Sonug olarak,
yeraltr yaplsrnl agrkhsa kavuqturmakigin 2 Boyutlu ve 3 Boyutlu model galgmalarr
yaprlmrqtrr.Modelleme sonucundaderinligi 0.5-3 km derinliklerindedar ve uzun gcikel
havzalartnvarhfr ortayakoyulmugtur.Bu tezdebuhavzalanndahaderindeolan faylarla
kontrol edildi[i ileri stirtilmiiptrir.
$ubat 20A9,54sayfa
Anahtar Kelimeler: Gravite anomalileri,havadanmanyetik anomali, havza,2 boyutlu
modelleme,3 boyutlu modelleme
ABSTRACT
MasterThesis
INVESTIGATIONS OF GRAVITY AND AEROMAGNETIC ANOMALIES OF THE
REGIONBETWEEN"ot+*tutffirfi
3i,ifil3;i"tlRCORRELArIONwIrH
Qigdem $ENDUR
Ankara Universitv
GraduateSchoolof Natural and Applied Sciences
Departmentof GeophysicalEngineering
Supervisor: Prof. Dr. Abdullah ATEg
In this thesis, it's aimed to model undergroundstructuresof the east of Kocaeli by
using analog gravity data. 1/500.000 scaled Gravity anomaly map of the area and
aeomagnetic anomaly map were taken from the General Directorate of Mineral
Researchand Exploration.Seismicrecordsdata and well datanamedSeben-l well were
taken from GeneralDirectorateof PetroleumAffairs. The gravity anomaly map was
digitized and spectral analysis was perfonned. Findings that achieved, was made
comparingwith previousseismicstudiesand aeromagneticanomalymap of the areaand
analytic signal methods was perfonned to aeromagneticanomaly data. Consequently,
2-D and 3-D modelling studies were constructed to reveal the structure of the
underground.As a result of modelling it was shown that there are nalrow and long
sedimentary basins with 0.5-3 km depth. In this thesis, it is suggestedthat the
sedimentarybasin are controlledby deepburied faults.
February 2009,54 pages
Key Words: Gravity anomalies,aeromagneticanomalies,basin,2-D modelling and 3D modellins.
TE$EKKUR
Yiiksek Lisans Tez galtgmamm her aqamasrndabilgi ve deneyimleri ile beni
ydnlendiren, benden yardtmrnr, kaynaklarrnrve zamanrmhigbir zaman esirgemeyen
dantqman hocam, Prof. Dr. Abdullah ATE$'e
(Ankara Universitesi .Ieofizik
Mthendisli[i Boltimii), yalmzcamesleki konularda degil her konuda bana destekolan
ve deferli zamantnrbana ayran hocam, Dr. Attila AYDEMIR'e (Trirkiye Petrolleri
Anonim OrtakhErGenel Miidrirlti$i), banaherzamanyardrmcrolan de[erli hocam Dog.
Dr. FundaBiLiM' e (CumhuriyetUniversitesi Jeofizik Miihendislifi Boliimti), ytiksek
Lisans Tez gahgmam slraslnda bana yardrmcr olan Arag.Gcir. 6zcan BEKTA$'a
(Ankara UniversitesiJeofizik Mi.ihensli[i Boliimii), gahgmamsrrasmdaher konudabana
destekolan Gonca KOMANOVALI' ya, bana,her an, her konuda destekolan Ailem'e
teqekkiirlerimisunanm.
Qigdem$ENDUR
Ankara,$ubat2009
111
IqINDEKILER
62nr......
...............i
A8STRACT...............
rngmrUR..............
sirvrcEr,rn
niziNi
gnxirrnn oizixi
t. cini$
............ii
..................
1.1QahqmanrnAmac1................
1.2 Tezin iqerifi
...........iii
.............v
.............vi
...............1
.............1
.....................1
2. BOLGENiNGENELJEolo.lisi vB Oxcnxi qALrSMALAR.........
...............2
2.1 Biilgenin Genel Jeolojisi...
2.2 Onceki Jeofizik Qahqmalar
.................2
..............5
3.JEoFizix vnni..
.............e
3.1 Gravite Verisi
3.2 Havadan Manyetik Veri
3.3 SismikVeriler.....
3.4 Kuyu Verisi.......
..................9
.................
tl
...........12
.............17
yonrEMLER
4. JEOFLZIX
..............18
4.1 Gravite Anomalilerinin 3 Boyutlu Modellenmesi............
..................18
4.2 Gravite Anomalilerinin 2 Boyutlu Modellenmesi............
..................22
4.3 Havadan Manyetik Anomalilerine Analitik Sinyal Yiintemi Uygulanmast......27
5. ANALiZ VE YORUM.............
.........30
5.1 Gravite Anomalilerinin 3 Boyutlu Modellenmesi............
..................30
5.2 Gravite Anomalilerinin2 Boyutlu Modellenmesi.............
.................37
5.3 Havadan Manyetik Anomalilerine Analitik Sinyal Yiintemi Uygulanmasr......44
5.4 SismikKesitlerinYorumlanmasr.........
............45
6.TARTr$MAVE SOr{Uq....
..............4s
KAYNAKLAR ...........
.........50
62cnqrriS..............
...........s4
iv
SiMGELEnniziui
A
x ekseniile manyetik kuzey arasrndakiagr
D
Referansdi.izlemineolan derinlik
F
Yer manyetik alam qiddeti
G
Gravitasyonelsabit
H
Manyetik alan
I
Manyetik e$im agrsr
k
Manyetik duyarhk
mGal Miligal
m
Toplam grid noktaslsayrsl
N
Poligonyaprhkesitinkenarsaylsl
nT
Nanotesla
D
Yofunluk(grlcm3)
T
Toplam manyetik alan
Tq
Prizma kahnhpr
U
Newton potansiyeli
W
Grid arahgr
H
Hiibert Donrigtimti
F
Fourier Dcinrigiimii
Sgn
SignumFonksiyonu
$EKILLER DIZINI
jeoloji haritasr(Bingcil1989'dan
$ekil2.1 Qahqmaalarurungenelleqtirilmiq
sadeleqtirilmiqtir)
........................4
2.2
Derin
profil
sismik
dinleme
bolgelerini,
1999'un
biiyiik
depremlerini
$ekil
gristerengahqmaalanrnmharitasr(Karahan2001).
........6
2.3
CE
Profili
igin
sismogram
ve
faz
korelasyonu..........
.......................7
$ekil
$ekil 2.4 MarmaraDenizi'ninaktif fay haritasr(garo$u vd. 1992).................................8
................10
$ekil3.l Qahqmaalanrnaait graviteanomaliharitasr
................11
$ekil 3.2 Qahgmaalarunaait havadanmanyetikanomaliharitasr
gosterir
3.3
Sismik
hatlan
lokasyon
haritasr......
................12
$ekil
3.4
bod-91-302
numarah
yansrma
sismik
kesiti.........
........13
$ekil
numarahsismikyansrmakesiti.........
........14
$ekil 3.5 bod-92-302
numarahsismikyansrmakesiti.........
........15
$ekil 3.6 bod-92-303
numarahsismikyansrmakesiti.........
........16
$ekil 3.7 bod-92-304
Kuyususadeleqtirilmiq
kuyu kesiti
................17
$ekil 3.8 Seben-1
$ekil4.1 3-B modellemeyontemikullanrlarakolugturulmu$yer altr modelive bu
modeldenahnanprofiller(Cordellve Henderson,1968)...
..........2I
....................22
$ e k i l4 . 2 i k i B o y u t l um o d e lg e o m e t r i s i
5
.
1
1
.
b
o
l
g
e
s
i
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
...................3i
$ekil
$ekil3.l'in
.......32
$ekil 5.2 $ekil 5.f in 3 boyutluderinlikharitasr
5
.
3
i
n
3
.
f
2
.
b
<
i
l
g
e
s
i
.
.
.
.
.
.
.
.
........31
$ekil
$ekil
5.4
5.3'tin
3 boyutluderinlikharitasr
......34
$ekil
$ekil
...............35
$ e k i l5 . 5$ e k i l3 . f i n 3 . b c i l g e s i
.......36
$ekil 5.6 $ekil 5.5'in3 boyutluderinlikharitasr
$ekil 5.7 $ekil 3.f in Birinci bolgesitizerindenahnangraviteprofillerini gdsteren
harita.
......................38
............39
$ekil 5.8 $ekil 5.7'ninProfil I (p1) igin2.5boyutluyer altrmodeli
5.9
5.7'nin
Profil
(p2)
2
igin
2.5
yer
boyutlu
altr
modeli
............40
$ekil
$ekil
..........41
$ekil 5.10$ekil 5.7'ninProfil 3 (p3) igin2.5boyutluyer altrmodeli
5.i
I
3.f
in
2.
bolgesi
iizerinden
gravite
profilini
(p4)
altnan
gosteren
$ekil
$ekil
harita..
.....................42
5.12
5.l
f
in
Profil
a
igin
2.5
yer
boyutlu
altr
modeli
..........43
$ekil
$ekil
@D
5.13
bolgesine
ait Analitik Sinyal(AS)haritasr
.....................44
$ekil
Qalrqma
harita......45
$ekil 5.14Ugiinctibolgeyedenk gelensismikyanslmaprofillerinigcisteren
5.15
5.14'tin
bod-91-302
yansrma
numarahsismik
kesiti
..........46
$ekil
$ekil
numarahsismikyansrmakesiti........
....................46
$ekil 5.16$ekil 5.14'tinbod-92-302
numarahsismikyansrmakesiti
..........47
$ekil 5.17$ekil 5.14'iinbod-92-303
bod-92-304
numarahsismikyansrmakesiti
..........48
$ekil 5.18$ekil 5.14'r.in
H
a
v
z
a
F
a
y
m
o
d
e
l
i
.
.
.
.
.
.
..............49
$ekil6.1
V1
l. crRr$
1.1QahqmanrnAmacr
Bu gahqmadaamag Kocaeli ve Bolu arasrndakalan bcilgeyeait gravite ve manyetik
verilerinin jeofizik y<intemlerleanalizini yapmaktrr. Analiz sonuglanrunydrzeyjeolojisi
ve son yrllarda gergeklegendepremler ve bcilgede daha rince yaprlmrq sismik
Eahgmalarla korele ederek bolgenin tektonik yaprsrnln agrkhfa kavuqturulmasr
amaglanmaktadrr. Bolgenin
tektonik
yaplslnln
incelenebilmesi igin
gravite
anomalilerinin, 3 boyutlu ve 2 boyutlu yonternlerle modellenmesi ve bolgeye ait
havadan manyetik
anomalilerinin, analitik
sinyal
yontemiyle modellenmesi
amaglanmtqtrr.3 ve 2 boyutlu modellemelerleanomaliyenedenolan ktitlelerin derinlik
ve yo[unluk hesaplamalarryaprlrrkenbdlgede daha once yaprlanjeofizik gahqmalarla
elde edilen yofunluk deferleri referans ahnmrgtrr.Elde edilen yeraltr modelleri ile
bolgede son yrllarda gergeklegendeprem verilerinin sismik kesitlerle kargrlaqtrrrlmasr
yaprhp olasrfay yerleri belirlenmeyeqahqrlmasramaglanmrgtrr.
1.2 Tezin igerifii
Bu tez gahqmasrnda
Ateq vd. (2003) tarafindanincelenmiqolan MarmaraDenizi'ndeki
derin yaprmn do[uya do[ru devamraraqtmlmrgtrr.Kocaeli ve Bolu arasrndakibrilgede
gu ana kadar yaprlmrg olan jeolojik gahqmalar yetersiz kalmrgtrr. Sediman dolgu
igindeki faylarla temel birimler igindeki faylann davranrglannrn farkft oldugu
gciriilmiigttir. Bu gahgma kapsamrndauygulanacak gravite ve manyetik ycintemler
sonucundaderin yaprlar hakkrndabilgi elde edilmiqtir. Bolgedeki fay mekanizmasmrn
davrantqt ile bolgenin jeolojik
ve tektonik yaprsrndaki belirsizlikler agrk|la
kavuqturulmuqtur.Qahqma sonucunda bolgede yaprlmakta olan ya da gelecekte
yaprlacakdepremaragtrmagahqmalarrna
katkr saflayacaknitelikte bulgularaulaqrlmasr
hedeflenmistir
2. BoLGENiN GENELJEolo.lisi vn ONcrri qALTgMALAR
2.1 Biilgenin Genel Jeolojisi
Dtinyanrn en cinemliaktif tektonik kugaklanndanbiri olan Kuzey Anadolu Fay (KAF)
Anadolu ve Avrasya levhalan arasrndakisrnrn olugturmaktave yrlda oftalama 20 mm
hrzla hareketetmektedir. Sa[ yanal atrmh bu fay olasrhkla Geg Pliyosen'denitibaren
bugtinkti morfolojik ve tektonik ozelliklerini kazanmrqtrr.KAF Bolu'nun batrsrndaiki
ana kola aynlr. Kollar Adapazarlnrn grineyindebirleqerek,batrya dofru tekrar ikiye
aynlrr ($ekil 2.4). GPS verilerine gore; kuzey kol di[er koldan dahaaktiftir. 17 A[ustos
1999 Izmit ve 12 Kasrm 1999 Dnzce depremleri ise bu fayrn kuzey kolunun yarattrlr
briyiik depremlerdir.Do[u Marmara bolgesindeyaprlang<izlemler,bcilgeninmorfolojik
evrimindebu gengve diri yaprsalunsurun<jnemlibir rol oynadr[rnrgostermektedir.
Kuzey Anadolu fayr tizerinde geliqmiq en onemli morfotektonik unsurlardanbiri olan
Marmara Denizi'nin evriminin anlagrlmasrbakrmrndanonemli bcilgelerdenbiri izmit
Korfezi ve dahado[usudur. igerisi Pleistosenve daha genggokellerledoldurulmuqolan
bir gukurluk halindeki kiirfez gevresinde kuzeydo[u-giineybatr uzanrmh faylar
bulunmaktadrr. Korfezin her iki yakasrndaki bu faylar, Pleistosen ve Kuvaterner
gokellerinin evrimine ve statigrafisine rqrk tutan ana unsurlardrr. izmit gdktinttisti
igerisindeki gokeller i.izerinde yaprlan araqtrrmalarbu birimlerin fay denetiminde
geligmigaliivyal yelpazeleritemsil ettifini gostermektedir(Tarr vd. 2003). Bu faylarrn
geometrisi ile Kuzey Anadolu faytnrn hareket yonii arasrndakikinematik iligkiler ise
gerek izmit Korfezi'nin gerekseonun karadaki do[u devamr olan izmit gcikrintiisiiniin
KB-GD ve KD-GB uzanrmhfaylar ile kontrol edilen bir gek-ayr havzalardizisi olarak
geliqti[ini gostermektedir (Tarr vd. 2003). Ancak izmit Korfezi igerisinde yakrn
zamanda yaprlan sismik gahqmalar krirfezi dolduran gokellerin bugiin aktif faylar
tarafindan dofiu-batryoniinde bigildi[ini gostermektedir(Tan vd. 2003). Giintimtizde
havzakenarlarrndaaglnma,iglerindeise grikelmesiirmekte,bdlge morfolojik geligimine
hrzla devametmektedir.
jeoloji haritasrnda
Bcilgeninjeolojisi $ekil 2.1'deki sadeleqtirilmiq
verilmektedir.
Sa[ yanal dolrultu attmlt olan aktif fay sistemininMarmara Bolgesi'ndeki Kuzey, Ofta
ve Gi.ineyKollarr bolgedekihavzalan denetlemigve deformeetmigtir (Barka 1992).Bu
havzalar farkh boyut ve geometrileresahiptir. Marmara bcilgesikuzey kolu iizerinde
dofudan batryado[ru: Dtizce havzasr,Sakaryahavzae, Kocaeli havzasr,izmit K<irfezi
gukurluklan ve Marmara Denizi gukurluklarr bulunurken. orta kol iizerinde: GeyvePamukovahavzast,Mekece-iznik diizltikleri ve iznik Golti bulunur. Bu alandaD-B ve
KD-GB dofrultulu birincil (ana)do[rultu atrmh safi yanal fay dtizlemi geklindeizlenen
zon; bolgedeki dar diizhikleri ve iznik Golti giiney kenan morfolojisini denetler
gekildedir(Do[an vd., 2005).
Jeolojik agtdanbir di[er onemli hususta;depremin( l7 Agustos 1999) etkiledigi afet
bdlgesindeki havzalann varhfrdrr. Kuvaterner yagh bu havzalar izmit-Sapancagohi
arastnda, Adapazanbaseni, Diizce havzasr,Bolu havzasr olarak KAF zonunun batr
kesiminde bir stra boyunca dizilmiglerdir. Qogunlukla bu havzalartnsrrurlan tektonik
yaprlarlasrrurlandrnlmrgtrr
Q.trurlu2000).
50 km
TffiNffiWffi
12a456
$ekil 2. 1 Qahgmaalanrrungenellegtirilmiqjeoloji haritasr
(S.G: SapancaGolii,l: Sediman ortiJ,2: Paleozoik,3: Gabro, 4: Ofiyolitik Kayaglar, S:Metamorfik
KayaElar,6: Granitoid )
2.2 Onceki Jeofizik Cahsmalar
Btilgedeyaprlanjeofizik gahqmalargo[unlukla sismolojik aragtrmalarayoneliktir (Sato
et al., (200$; Aktar et al., (200fl:' Banq et al., (2005); zor et at., (2006); oncel et al.,
(2006); Bekler vd., (2008). Bu
gahgmalarda genellikle faylann davranrglarr
araqttrrlmayagahgrlmtqolup, diger jeofizik veriler yeterincekullanrlmamrqtrr.Ornefin,
gravite ve manyetik birkag gahgma drqrnda kullanrlmamrgtrr (Btiyiiksarag 7996,
Denizlio$u 1997, Biiytiksaraget al.1998)
Bolgedeki en rinemli jeofizik gahqmalarKarahan et al. (2001), Ateq et at. (2008)
tarafindanyaprlmrgtrr.
Karahanet al. (2001), bolgede($ekil 2.2) yapilan sismik gahqmalarsonucundatabaka
hrzlarnt ilk tabakaigin Vo:3.6 km/s, ikinci tabakaigin Vo: 5.9 km/s olarak bulmuqtur.
Bu hrzlar yo$unluk hesaplamasrnda
referansolarak ahnmrqtr.
$ekil 2.3'te gortilen gahgmaalanrndaC-E profiline ait sismogramve faz korelasyonu
goriilmektedir.
$ekil 2.2 Derin sismik dinlemeprofil bcilgelerini,1999'unbiiyiik depremlerinigosteren
gahqmaalanrnrnharitasr(Karahanet al.200l).
CE Profili (Abant-Akyazi) Sismograml
-rl
lrrf-rl
t
+
€+
6
(_.
c
@
:
o
.;4
->
5g
E
€
Nz
I
f-
0
I tttltt
s
10
15
20
25
rtlrr
30
SS
lr
lr
rr
40
rlrr
,15
Uzakhk&m)
rr
lr
rtll
SO
CE Profili (Abant-Akyazi)Fazkorelasyonu
r:.]_
l--|-]--T-
G
i
N
5.92km /s
5.52km/s
-Lr,
5
' l,
'10
P
's
r.:__Lrr-r r | , ,-,:_lu
15
20
25
30
35
40
Uzakhk (km)
$ekil 2.3 CE Profili igin sismogramve faz korelasyonu
55
l
:-1
f
Ateg e/ al. (2008) tarafindan yaprlan gahgmada,Marmara Denizi' nin kuzeyindeki ve
giineyindeki manyetik anomalilerin Kuzey Anadolu Fayr ile baflantrh oldufiu
gcisterilmiqtir.Anomalilerin yizeyde qiddetli delerlere neden oldu[u gtizlenmigtir.
YaprlanGravitemodeli oncel sismik gahqmalannyorumuyla oluqturulmugtur.
ffi
)y
$ekil 2.4 Marmarabolgesi fay haritasr($aro[lu vd. 1992).
NAF: Kuzey AnadoluFayr,S-GF:Saros-Gazikdy
Fayr,EtF: Etili Fayy C-BFZ: Can- Biga Fay
Zonu,Y-GF: Yenice-GonenFayr,SF: SankdyFayr,E,F:Edincik Fayr,MF: ManyasFayr,UF;
UlubatFayr,AFI: Almacrk Flake,ML: ManyasGdlti, AL: UlubatGolti, IL: iznik Golti.
3.JEoFizir vnni
3.1 Gravite Verisi
Bolgeye ait gravite anomali haritasr MTA Genel Miidiirhigi.inden temin edilmiqtir.
l/500 000 olgekli Zonguldak paftasrnda(Erden ve Oray 1977) gahsrlacakbcilge iginbaz
noktalan belirlenmig ve bu noktalar arasrndakalan alan DIDGER programr yardrmryla
bilgisayar ortammda sayrsal hale getirilmig ve tekrar karelajlanarak anomali haritasr
oluqturulmuqtur. $ekil 3.1'de bcilgeye ait gravite anomali haritasr verilmigtir. Bu
haritada batrda i2mit Korfezi'nin devamrnda yer alan bolgede gravite anomalileri iyi
korele edilebilmektedir. Aym gekilde kuzey-doiu da yer alan Dtizce-G<ilyaka-Mudurnu
arasrndakalan bolgede dtigiik gravite anomalileri gcizlenebilmektedir.Ancak MudurnuMlhalgazi-Qayrrhan arasrnda kalan bolgede gravite anomalilerinde pek bir de$sim
gcizlenememektedir.islem yapmada kolayhk sa$amasr agrsmdan gravite anomali
haritasrtig bolgeye aynlmrstrr.
14.1F
1?35
1225
121t,
12t5
w
11 9 5
11 8 i
117i
11 6 5
11 i i
{ t r=
');0
1fir_,
112i
$ekil 3.1 Qahsmaalammn gravite anomali haritasr
10
3.2 Havadan Manyetik Veri
Bolgeye ait havadanmanyetik anomaliler 5x5 km grid arahlrnda olup MTA'dan temin
edilmiqtir ($ekil 3.2). Bu anomali haritasrfaylan algrlayabilmekigin yeterli duyarhhla
sahip olmamakla birlikte bu haritamn Analitik Sinyal(AS) doni.igiimiiharitasrndanKAF
gcizlenebilmektedir.Burada KAF'rn doffultusu en dofuda kuzey-dofu yoniindedir. AS
doniigiimii yaprlmrg harita b<iliim 5.3' de verilecektir.
Y
X (KM)
$ekil 3.2 Qahgmaalarunaait havadanmanyetik anomali haritasr (Uquq ytikseklili deniz
seviyesinden600 metre).
l1
3.3 Sismik Veriler
Sismik kayt verileri Petrol igleri Genel Miidikliigii' nden temin edilmiqtir. Gravite
Anomalilerinin iyi bir qekilde g<izlendifi boliimlerde sismik gahqmayaprlmamr,str.
Sismikhatlangosterirlokasyonharitasr$ekil 3.3'deverilmektedir.
=l
El
s {4*
--
!
o
*
f;g
;
5€
I
I
k
il
F
5
c
$ekil 3.3 Sismikhatlangdsterirlokasyonharitasr
l2
EI
ol
s
..
t:
?,-i.:
:.l :
i. ,i::i:
:'::i
;. i:t
i*r:
;1 .it:
: ,:.:
a
c.)
-
; aj:
:;
a
V
a
a
Li
N
a.l
I
I
s1ca
v
c)
(rf
:
;:
i:::
jj
irl
':=
::..ii
i r:,:
!,:
Zaman(sn)
1a
IJ
a
!)
d
a
v)
a
H
-o..l
c.)
I
c\
I
v?
ca
c)
Aj^
Zaman (sn)
1A
IT
I
E]
ffi
li
'iir
i;-1j-_:
U)
()
v
Cd
a
>'
a
,,h
k
cd
(<.
E-
-
ao
ce
I
c\
I
ti
irl
! i:
l:."
i#
.t.{l
+)
c.)
EiE
a)
(fr
f.{'5
t,,J
,:}
r-+:..tt'j
E'r ll
;t4
15
6
i...r
j-i: tjq t
it,
' t . :f!?J
Zaman (sn)
E
a
(J
V
tr
(n
>'
(/)
a
(6
!
d
v
ca
I
N
I
\
ca
C)
(fr
Zaman (sn)
3.4. Kuyu Verisi
Ti.irkiye Petrolleri Anonim Ortakhgr tarafindan 1994 yrhnda SebenilEesinin yaklagrk
4;45 kn giiney-dofusundaSeben-l isimli kuyu agrlmrqtrr.Agrlan kuyunun derinlifi
3419 metredir ve kesilen son formasyon Bayrrkriy formasyonudur. Kuyu kesiti
incelendigindeherhangi bir fayr kesmedifi grirtllmiiqttir. Sondaj kuyusu sulu ku;,u
olarakterk edilmiqtir.Kuyu kesiti, sadeleqtirilmigolarak $ekil 3.8'de verilmektedir.
Formasve
n Derinlik
Li1*loji
;*+r{sr\.
lJrrvrrs.J
i'.i: il :-=-:'.: -:-- : :' ^:: :
ll
lt
lr
il
il
rr
lt
ll
tl
-::-;lli.'F
TTTTTT
TTTTTT
ITTTTT
TTTTTT
==_4.=_: -4".':-i
tl
ll
ll
' - i : - =: i
tl
tl
tl
tl
tl
ll
ll
!l
ll
tl
tl
tl
tl
tl
tl
T-t
tl
3.i-.:i "--:i;i
. - ^ - : - = :i : - : : .
.1:i'- ',i r.i,. -:.1
1:'i'--ir --.'-t-'
tl
tl
ll
Ii;3
tl
tl
',;. ^-;- i
,::i"1=:
';r':li
. i, - -, - - i-, i
l;r+-::'--
3il:.:j.: r: "r. _=:.: ",.
iiiiiiiiii'ccccccccccr:
=--.i'.-.1:-r-=.:-..
ECCCCTICCCCt
rlCCrlrlCCrlrlC(
cccEtrrlccccc
CECTICCCCCCT:
cccrlccccccc
CCEDTICTICCCC
cctrcrlccccDc
DDCCCCCCCCC
kuyu kesiti
$ekil 3.8 Seben-1Kuyususadeleqtirilmiq
t7
4. JEOFTZIK YONTEMLER
4.1 Gravite Anomalilerinin 3 Bovutlu Modellenmesi
Gravite anomalilerinin3-B modellenmesiigin Cordell ve Henderson(1968) tarafindan
geliqtirilen yontem kullamlmrqtrr. Bu ydntem, bir baqlangrgmodelinin segimi ve
modelden oluqturulan gravite anomalilerinin hesaplanmasrgeklinde ozetlenebilir.
Yontem, modelden hesaplanangravite anomalisi ve olgiilen gravite anomalisindeki
uyumsuzluk (hata oraru) en aza indirilinceye kadar model segimi de[iqtirilerek
yinelenir.
Yontemin uygulanmasrndailk iqlem, gravite verisinin kare olarak gridlenmesidir.
Anomaliye sebep olan yaprrun, her biri bir grid karesi kadar kesit alanrna ve eqit
yo[unluk de[erine sahip diiqeyprizmalardanoluqtufu varsayrlmaktadrr.Her prizmarun
dtiqey pozisyonu, belirli yatay bir referans diizlemi ile olan sistematik bir iligki
vasrtasrylatayin edilir. Bu referansdiizlemi prizmalann alt, iist veya merkez noktalannr
smrhyacak gekilde iste[e ba[h olarak segilmektedir.Yofunluk deferi ve referans
di.izlemininderinlifi belirlendi[inde q'uncu grid noktasrnrnaltrndaki dtiqey prizmaya
ba[lr oluganp'inci grid noktasrndakigravite etkisi, yalnrzcaprizmanrnbagrl pozisyonun
ve kahnhfr To' nun bir fonksiyonudur.Burdan;
M
Agorq,p= Gf (P.e,Tq;p,D)
I
(1)
q=1
ve anomaliyi olugturantiim yaprmnp'inci gid noktasrndakigravite etkisi ise,
M
! ZCf e,Q,Tn;P,D)
Borc,p
(2)
Q=1
geklindeifade edilir. Burada, G gravitasyonalsabit, p yofunluk, D referansdtizlemine
olan derinlik ve M, toplam grid noktasr sayrsrdr. n'inci yinelemede, q'uncu grid
noktasmm altrndaki prizmanrn kahnh[r tn,oolursa, bulunmaya gahgrlanpizmalar grubu,
18
biitrin q noktalarrigin bu ifade ile gosterilmektedir.
lim t.":T^
".t
(3)
Y
n-)d)
brittin q noktalarrigin bu qekildeifade edilmektedir.
Bott (1960)' un onerisineuygun olarak,her grid noktasrigin baqlangrgmodeli kahnhk
de[erleri Bougerkat (slab) formiilii kullanrlarakelde edilir.
tr,o: Kgore,q
(a)
Burada,
K: ^:
2nGp
(s)
olarak verilmektedir.Daha sonra, ilk yaklaqrmmodeline ait hesaplanangravite
anomalisi,
r,p:
Bhes,
irf
p, D)
ro,Q,T,,r;
(6)
Q=1
olarak verilir. Modelin bir sonrakibasamaktakidegigimininhesaplanmasr
igin,
/\
to..,
I oolc.o
t z . q : t r . ql -
l
I
|
to,.l
\ b n e s . t . q/
(7)
tarumlanmaktadrr.
Genel ifade olarak,
(
I
o..,
ootc.o
)
trr+l.q:tn.ql=.l
\ 8t "r,n,q/
I
(8)
VE
!\
:
ghes.n.p
P, D)
LCf tP.Q,Tn.q:
(e)
Q=1
verilmektedir.P ve Q nun rastlagtrfrnokta iqin f,
I9
Agt"r,n,p-q=2nG P
1,,,-
( d n . n +nr . n 7 2+ \ -
+
(10)
britrin di[er grid noktalarr iqin f,
A $h"r,n,p*q
.f
! GeW'
LI
(11)
laalaa
R- p.q* 4- n.Q
I
R - , . q * \ d n . qt l n . q ) '
BuradaW, grid arahfr, Rp.q,P ve Q noktalan arasrmesafe,dn,o
olarak tarumlanmaktadrr.
ise n adet yinelemedensoffa Q grid noktasr altrndaki prizmamn rist ytizeyine olan
derinlik olarak verilmektedir. dlgUlen ve hesaplanangravite anomalileri arasrndaki
uvum en ki.iciik kareler ifadesi ile.
M
ZGu,n,o_ snu,,,,p)2
/ P=1
(r2)
ekk,r:
!
qeklindedir.
20
T
8.C
tt/
6.0
20
o.o
I
,{
I
\l
\l
\i
\
vl
\
".1
ll
20 yinelemeden
sonraelde edilen
model
4 . 1 3-B modelleme yrintemi kullanrlarak olugturulmu$yer altl modeli ve bu
modeldenahnanprofiller (Cordelland Henderson1968)
21
4.2 Gravite Anomalilerinin 2 Bovutlu Modellenmesi
Bu gahgmadagravite verilerinin 2 boyutlu modellenmesi igin Talwani modelleme
yontemi kullamlmrqtrr.Talwani modellemesiShueyve Pasquale(1973), Rasmussenve
Pedersen(1979) gibi benzeri gahqmalarlageliqtirilmiqtir ve giintimizde 2 boyutlu
Talwani modellemesiolarak kullanrlmaktadrr.
Shuey and Pasquale(1973), 2 boyutlu poligon yaprlan igin Talwani ve Heirtzler' in
(1963) manyetik ydntem igin geligtirdigi ba[rnhlardan sonlu uzamm poligon yaptlannt
kullanarak 2 boyutlu modelleme y<intemini geliqtirmiqlerdir. 2 boyutlu yaprrun
bulundufiukoordinat sistemi$ekil 4.2'de gosterilmektedir.
ffi
/H)
\__t-a\1*,_y.,,y
\\'
\
t'v, O z,)
$ekil 4.2. Iki Boyutlu model geometrisi(Shueyand Pasquale1973)
Manyetik alan ifadesi,
ro
H(r):v I tv.vlit t r - r,)l1d3
(13)
geklindeverilmektedir.M mrknatrslanmaqiddetidir.
denklem,
r, x-z dizleminde srnrrhve cisim dilzenli qekildemrknattslanmtqsa
H*:2M, P*+ 2MrQ
(14)
Hu: -2MuR
(1s)
H,: 2M*Q +2Mz Pz
( 16 )
olur.
22
Burada,
P^:M2u/M"2
(r7)
P,: -M2IJ lM,2
(18)
R: M2 IJ I MrY2
(1e)
'Q:a/t'ulM*M,
(20)
ve Newton potansiyeli,
1
u: :' 2 '|.e v(ttlr-,ol1d3,o
(2r)
qeklindeifade edilmektedir.x-zdizlemindeki simetridendolayr M2rJ lM*M, ve
M2 tJ lMrM, srfir olmaktadrr.Bunun yarundaLaplacedenklemlerineg<ireP*,P, ve R,
(22)
P*-P,-R:0
qeklindeiliqkilendirilmektedir.
P, , P, , Q ve R igin yukarrda verilen ifadeler, iiglii integralin ikinci derecedenkrsmi
ti.irevli ifadeleri bigimindedir. Bu ifadeler, $ekil 4.2'deki kesit igin yol integralleri
bigimine doniiqtririildti[tinde( 17) ifadesi,
P^:
1
' l,J, ,IA: -2
Z
a
( X 2 + Y 2 + 2 2 ) - t t 2 d x d yd z
(23)
Oz
-!
qeklindeolmaktadrr.Uzanrm boyuncaintegrasyondansonra,
1""A2
r+Y
P-::Jl:
ln-*
dxdz
2 AT : r - Y
(24)
olur. Burada,
(2s)
f:*'+Y2+22
dir. Boylece x iizerinden alman integral hrzlrca qoziilebilir duruma gelmektedir. Z
i.izerindenalman integral ise, $ekil 4.2'deki kesit gevresindesaat yontinde ahnan
gizgiselintegralolarak dtigiintilebilecefinden,
a1
L-)
lld,
r-x:^?.
rn
Z"O,
-v
r+Y
- d z : - { L -';f :x - * z '
r-I
(26)
",at
ifadesieldeedilir. Benzerqekilde(18) ve (20) ifadeleride,
nY
7
P ' : - +' 1 ,
r x'*z'
nY
(27)
,dx
7
a:-+'" r ., ,dz: '6rr ,* ,ax
x'*2"
x- *2"
nY
(28)
Y
R:- u+-+dz=r
z'+Y'
$rY
u
x ' +"Y' '
(2e)
,d*
olmaktadrr.Bu durumda,iki bo1'utlulukdavranrgrnrsrrurlayrcrdurumlar,Y:4
ve
(Y / r) :1 alarakdenetlenebilmektedir.
Daha sonra,R : 0, P*: P,: P oldu[unda, P ve
Q balrntrlarr Talwani ve Heirtzler (196$ ba[rntrlarrnaeqit olmaktadrr.Karmagrksayrlar
kullanrlarak(26) ve (29) denklemleridahabasitleqtirilmiqolarak,
nY
rlv
: Q+ iPz
+t-.'
"rx+E
-Y
(30)
;)=
l p ' - : : , ' .: - ( e + i p * )
'rx+E
R : l m r$ 1
( 31 )
d* :t'.n6{ dz
r x+iY
(32)
J r z+iY
qeklinde elde edilir. Poligon yaprh kesitin N
varsayrldrfrndan, son integrasyon N
sayrda kenara sahip oldu[u
adet paryaya boliinmelidir. Her pargada
integrasyon,kenar boyunca (xt, zz)noktasrndan(xz, zz) noktasrnakadardrr.Gradshteyn
ve Ryzhik (1965) integralbafrntrlarrndanfaydalanarak,
;A',*..
1n(F2lF)
Q+
- iP*:Lu ^
Lx+iLz
( 33)
e + i P 7 : L -At x + i \ z h ( F 2 t F )
(34)
"
z+
elde edilmektedir.BuradagciziimN sayrdakenarrizerindedirve
Az:22-Zl
(3s)
Lx=x2-x1
(36)
qeklindedir. Fn ise,
(37)
olarakbelirtilmektedir.
R, (33)ve (34)kullanrlarak(22)ifadesinden,
i R : Il n (F 2 tF )
(38)
qeklinde
eldeedilmektedir.
iki boyutluluk durumundakarmaqrkdeliqkenler notasyonu,gergekpotansiyelalanlann
karmagrkdeliqkenlerinin analitik fonksiyonlannaegitli$ vasrtasrylatarumlanmaktadrr.
Shueyve Pasquale(1973)'ninbalrntrlan2-B'lu durumda,
-ar
g- + i P - >4 L x + i A z h ( h t t r , ) : t
i\z
(3e)
h(F.,tF,\
"Ax+i\z
VC
F2 I 4:
( nl + iz1)l(x2 + iz2)
(40)
olmaktadrrki, buradaki Q ve P, Talwani ve Heirtzler (196\ teki QSUM ve PSUM ile
ayntdr. Karmagrk alan yo$unlufu a
+ iP alandaki pozisyonun bir analitik
fonksiyonudur ve karmagrk degigkenolan x + iz olarak hesabakatrlmrgtrr.Boylece
karmaqrk defigken
notasyonunun 2-B
durumdan 2.5
B
durumuna nasrl
genellegtirilebildifi gciriilmektedir.Bununla birlikte, (26) ve (29) denklemlerindeki
(Y/r) garpanr2.5 boyutlu durumunda analitik bir fonksiyon defildir. Yani, karmaqrk
degiqkenlerinanalitik fonksiyonlarrnabafh etkili teoremler 2.5 B durumda mevcut
desillerdir.
25
(33) ve (34) denklemleribilgisayardakolayca programlanabilmektedirve 2-B Talwani
ve Heirtzler (1964) algoritmasrkadarhrzh bir 2.5-B algoritmadrr.Mtknattslanmagiddeti
ve kesit bilgisine ek olarak, anomaliyesebepolan her yap\ uzanlm yan uzunlufu Y ile
karakterize edilmektedir. Burada yaprlmasr gereken, bir kontur haritasrndanY'yi
belirlemek ve sonraen uygun mrknatrslanmayrve poligon yaprh kesiti ararkeno deferi
sabittutmaktrr.
Toplam alan anomalisi T, x ekseni ile manyetik kuzey arasrndakiagr A ve manyetik
e[im I ise ,
T : H, sin I + H*cos I cosA * HocosI sin A
(41)
geklindeifade edilmektedir.H* H, ve H. (14) ve (16) denklemleri ile verilmektedir.
Mrknatrslanmaqiddetinin genellikle asrl yer manyetik alanrna paralel oldu[u kabul
edilmektedir.Bu durumdamrknatrslanmaqiddetibilegenleri,
M*: kF cosI cosA
(42)
My: kF cos I sin A
(43)
M,: kF sin I
(44)
olarak ifade edilmektedir.F, yer manyetik alan qiddeti ve k manyetik duyarhktrr. (42),
(44) ve ( 14)-(15)-(i 6), (22) ve (4 1) denklemleribir atayagetirildifiinde,
T I 2Kf:P*cos2 I cos24. * P, (cos2I sin2A- sin2I)+ Q cosA sin 2I
(4s)
eldeedilir.
Cooper (1998) tarafindan geliqtirilen ve 2.5 Boyutlu gravite ve manyetik.verilerin
modellemesinibir aradagergeklegtirebilen
GEOMODEL programr,2.5 boyutlu Talwani
modellemealgoritmalarrnrkullanmaktadrr.Programdamodel oluqturulurkenmodele ait
<jzellikleriste$ebafh olarak defiiqtirilebilir.
26
4.3 Havadan Manyetik Anomalilerine Analitik Sinyal Yiinteminin Uygulanmasr
Potansiyelalan verilerinin yorumunda en rinemli adrmlardanbiri anomaliyi oluqturan
kaynaklarrn yatay lokasyonlamnlnve derinliklerinin belirlenebilmesidir. Fakat, bu
manyetik anomalilerin yonrmunda gravite anomalilerine gore daha zordur. Bunun
nedeni, yermanyetik alanr ve yapl mrknatrslanmasrnln,anomali qeklinde meydana
getirdi!i bozukluktur.
Manyetik kaynalrn derinlifii ve lokasyonununbelirlenebilmesiigin 1970'denbu yana
birgok yontem geligtirilmigtir.Bunlar, gtig spektrumunadayah yrintemler (Spectorand
Grant 1970), Euler dekonvoltrsyonu(Thompson 1982, Reid et al. 1990) ve potansiyel
alarun yatay ve diigey ttirevlerine dayah analitik sinyal yontemleri olarak
srruflandnlabilir.
Son yrllarda manyetik anomaliyenedenolan yaprlarrnkenarlarrnrnbelirlenmesindegok
yaygm olarak kullanrlmayabaglanrlanyontem analitik sinyal (AS) yontemidir. Bunun
nedeni, AS yonteminin yermanyetik alan ve mrknatrslanmayonlerinden etkilenmiyor
olmastdr (Blakely 1995,Roestet al. 1992).Yontem ilk olarakNabighian(1972,I974)
tarafindangeligtirilmiqtir. Roest et al. (1992) AS yontemini 3 boyutlu yaprlar ilzerine
uygulamrqttr.Hsu et al. (1996) potansiyel alan anomalilerinin ikinci mertebe diigey
tiirevlerine uygulanan drigeyttirev analitik sinyal (DTAS) yontemini geliqtirmiqlerdir.
Son yrllarda kaynak srnrrlarrnrnlokasyonunundaha iyi belirlenmesi igin Bournas ve
Baker (2001), yatay tiirev analitik sinyal yontemini (YTAS), Fedi and Florio (2001) ise
yataytiirev (YT) ycinteminidnermiglerdir.(Bilim ve Ateg 2005)
Manyetik anomalirrin(M) 3 boyutlu analitik sinyali
^ - va" +MI
, a-M
-r+
A(x.Y)=
0x
0y"
.aM"
(46)
Az
ile tanrmlanrrlRo"rt ve di[. I9g2).
Burada,
i: komplekssayr;
27
i,i,2
sraslyla x, y ve z ydnlerindekibirim vektorlerdir.
(46) nolu eqitliktenanalitik sinyalin genlik fonksiyonuRoestet al. (1992) tarafindan
(47)
ile verilmigtir. (46) nolu eqitlikte giiriildiifii gibi analitik sinyal fonksiyonu manyetik
verinin diigey ve yatay ttirevlerini iqerir. Potansiyel alan verisinin diigey ve yatay
ytirevleri birbirlerinin Hilbert drinrigiimleridirQ..labighian1984). Bu durum, Nabighian
(1984) tarafindanfrekansortammdaagalrdakiba[rntrlar ile verilmigtir:
2 boyutlu durum igin,
aM= H,.1aul
l - I
Az
(48)
lAxl
au)
aul
-l
F l - l : - i s e n ( w.) F, l-l - l
l0r )
(49)
Larl
Burada,
11: Hilbert ddniiqiimti
F: Fourier d<intiqiimi.i
sgn: signum fonksiyonudur.
wt^
[*t
rv>0
sgn(w):;:1 0 w=0
I |
[-1
(50)
w<0
(49) nolu eqitlik manyetik verinin dtigeyve yatay tiirevleri arasrndaki2 boyutlu Hilbert
dcimiqilmiligkisini vermektedir.
3 Boyutludurumigin ise;
H: -isq(p,q):Ht *+Hz i
(s1)
28
-laul
,, -f aptl
,,, -lauf
- ly l - l
.
l=nlfl
^ l i - ' I l -' tl/a
(s2)
H,' = ---!:
(s3)
rl
la'_)
ld')
t2
2
,l aul
_ _ .l aul
^ l=-rttrl ^ |
(s4)
-laM
- l : -|H t I ' l .. -lau)
-l
(ss)
rl
Lox J
Loz )
fl
Loy I
lo: _)
,,rlu!-l:
,,oluyf
Lox
rtatLl
Loy )
_)
(s6)
eqitlikleriile verilirg{abighian1984).
Eqitlik (47)'de verilen analitik sinyalin genlik fonksiyonu do[rudan yapmm iizerinde
yer alr (Bilim ve di[., 2005).
29
5. ANALIZ VE YORUM
5.1 Gravite Anomalilerinin 3 Boyutlu Modellenmesi
3 Boyutlu modellemeprogramrndaanomaliyesebepolan yaprnrnher biri bir grid karesi
kadar kesit alanrnave eqit yo[unluk de[erine sahip prizmalardanolugtu[u kabul edilir.
Herbir prizmarun derinlifinin, belirlenen referans diizlemi ile sistematik bir iliqkisi
vardr. Havza geometrisi 96z omine ahndr[rnda prizmalann iist krsrmlanntn diiz ve
yiizeyde olmasr alt krsrmlarrnrn farkh derinliklere sahip olmasr gerekmektedir.Bu
nedenle bu gahgmadareferans dtizleminin prizmalann iist ktsmmt srnrrladrfr kabul
edilmiq ve programa derinli[i srfir olarak girilmigtir. Modelleme her bir bolge iqin
uygun olacak qekilde46x46gridlenerekyaprlmrqtrr.
Kocaeli ve Bolu arasrndakalan bolgeya ait gravite verilerinin 3-B modellenmesiigin
havza dolgusu ile havzayr olugturan temel birimin yofunluk farkmm bilinmesi
gerekmektedir.Bu nedenlebolgededaha once yaprlanjeofizik gahgmalardaelde edilen
yofunluk farkr referansahnmrqtrr.Buna gcirearalarrndakiyo[unluk farkr -0.4 grlcm3
ti.ir ve bu de[er 3-B model olugturulurken kullanrlmrgtrr. 3-B gravite modelleme
qahqmasrnda
Cordell and Henderson(1968) tarafindangeligtirilen bilgisayar programr
kullanrlmrgtrr. Modelleme aqamasrndanonce gravite verilerine bazr oncel iqlemler
uygulanmrqtrr.ilk olarak SPEKTRA.FORbilgisayarprogramrylaveriden dofrusal trend
uzaklaqtrrrlmrq,daha soma trend uzaklaqtrnlmrgveri setindenen biiytik pozitif de$er
ARTIDC.FOR bilgisayar programr kullanrlarak atrlmrgtrr.Bu iglemin amacl, 3-B
modellemeprogramrndakullanrlacak olan yofunluk farkr deferinin programa negatif
sirilecekolmastdtr.
3-B modelleme,PPRONAK.FOR isimli bilgisayarprogramrylagergekleqtirilir.
30
,1rffi
,1rt
i42)
+/'--\
)
/
,,tz'.--'-
/
==.4::
;"(KVTl.'\$
ffi KC )7)
,ru:
%
tr:tr:rotr:<o(oco<o<o<j
X (KM)
$ekil 5.1 $ekil 3.f in 1. bcilgesi
3l
ml
r/2
la.-
-!e
\i".
\\!-
i/,
\1,N'
,,
\)
\fti
t/M:l
i
X (Km)
$ekil 5.2 $ekil 5.f in 3 boyutluderinlik haritasr
JZ
l
I
t uj
j!({trll
[{iirlitri
I
'NI
'ol
.ll
:,?,
L
LOO
Nco
$ekil 5.4 $ekil 5.3'rin3 boyutluderinlikharitasr
34
/,
D?X
Y)^
---
--
- . -\ \
/ .-/
"i
ilil:
'\\...---
t-,---.'+
',:_#tt_iR\)lr\li.-
,
,
''.'tt/',-=\
7]/71,*^iit:1,',,1,1
X (KM)
$ekil 5.5 $ekil 3.f in 3. bolgesi
35
il
r\:--i;\\
','
--lf\
-=-\\\
'.,.,u0
'*1
,.,uoi\'"-1
li///t
\
.
E
;
)
$ekil 5.6 $ekil 5.5'in 3 boyutluderinlikharitasr
36
i_?
5.2 Gravite Anomalilerinin 2 Bovutlu Modellenmesi
Kocaeli yanmadast ve Bolu arasrnda kalan bolgenin gravite anomali verilerinin 2
boyutlu modellenmesi igin Cooper (1998) tarafindan geligtirilen GEOMODEL
modelleme programl kullamlmrstrr. Bu program, 2 boyutlu Talwani modellemesi
algoritmasrm kullanmaktadrr. Programda modelleme yaprlrrken modele ait <izellikler
istele balh olarak de$gtirilebilir. Modeller olusturulurken Gravite anomalilerine sebep
olan yaprlar, <inceden belirlenmiq yo$unluk farklan programa girilerek yerlerine
oturtulur. GEOMODEL programr, anomali haritasr iizerinden bir profil boyunca alman
verilerin olusturdulu anomali efrisinin, modellemeyle olusturulan anomali elrisine
gakrsmast esaslna dayarur. Yaprya ait <jnceden belirlenen ozelliklerin programa
girilmesiyle, gakrsmayr en iyi sa$ayan modelin yer altr modeli oldu$u kabul edilir.
GEOMODEL programryla modellemedebir profil igin girig verisi, gravite ve manyetik
verilerin her ikisinide iqerir.
Her iig bcilgeyeait 2 boyutlu modeller belirlenen profiller boyunca olusturulmugtur.
Bu gahsmada3 boyutlu
gravite
modellemesi
igin kullamlan yofunluk
(-0.4grlcm3) deleri 2 boyutlu gravite modellemesiigin de kullamlmrstrr.
aJI
farkr
121
121
\
I
12
"i
12
I
11
11
I
:
11
11
tl
11
11
O)
ro
x (KM)
$ekil 5.7 $ekil 3.f in 1. b<ilgesiiizerindenahnangraviteprofillerini (p1,p2,p3)gosteren
harita
38
G-GB
K-KD
lanangraviteverisi
emsel gravite verisi
3
o
=ca
6
0
t
e
Urihlik {km}
$ekil 5.8 gekil 5.7'nin i.izerindekiprofil 1 (p1) rEin2 boyutlu yer altr modeli
39
G-GB
G<izlemselsravite verisi
r
*
5.
Hesaplanangravite vensl
E
&
3
a
t
?
?
{
(5
Sekil 5.9 Sekil 5.7'nin iizerindekiprofil 2 (p2) iqin2 boyutlu yer altr modeli
40
lemsel eravite verisi
=
€
-j
lanan gravlte ven
te
=
i
'
O.a gr/cmi / .: .
, }11
.: .. :.: .\
. - i : . ..::.......:.. .. .. : :
: : ; ; : :; :: :
;:{
: .:{
: .. .
' : . . .: : : : : . . : . : l
'.
. ;; ; :i .
.
111-.:
f : :, . . . . . ...t..........
I
...t
,
. i ; ; i ; : ; l _ / ;:
. .:
:
. : i. :. : i : : : . :
: ; ; : :; ':.;' , :l . ' , . . . . . , , . ,.,,.,,:,,.,,, . ,
E
a
a
et
sekil5.10gekil5.J'ninrizerindeki
profil3 (p3) igin2 boyutluyer altl modeli
4l
$ekil 5.11 $ekil 3.f in 2. bolgesiiizerindenahnangraviteprofilini (p4) gosteren
harita
42
G-GB
K-KD
Gozlemsel gravite verisi
i
(.1
i
Hesaplanangravite
d
E
3
!
!
6
.'!5
-?!
uiakilk lt|nl
-26
F-
-u.4
,.,.,l}fl1*
grlcm3
; ; : ; :;;;::,::.' : : ;: ; : : \
:
: : . : : : : : : : : :::: : : : : :.. : : \
1...1;,,:
{..::::::
;i.1i;i;i1
l-1;ii'i;i
,
l i;i;l;l'l
:-:.:.:.:
::.:.:.:.:
'. i: :: -:..:
':..
: ' : t : :::-:':
: : - i :'
:.::-'::: :
,.,,,.,:,:,:',,:,.,',,,:,-,:,:,:,:,:::,::,:::1,,:;,1:,,::,,.,:,]\
_.:
i;i;i;i;i;i
: : :::::::::::::::::
, , .,,,,,.\1rI ,.... :.. "...,..- .:' .,.",r... .
::::::::::,,,,,,,,,,,,,
,,,,
'
'
'
'
' ,)I . l|: : : : . : : .
..,-....'---.'---'-.''.-'.-..
.:.:.:.::'
i i ; i;.;i.i;i.
. , . . :'.,',' '., : . ' . . : . . ' : ' ' . '-'..'.' ',.;,.,.:,.: .. .. ::, ' i i i i
'i1i-i);i
t t..
l.:.:ii'l
::l
:, :, : . : : . . . . : . . . : : : : :. .: .: .. .: :: .U: ::: .
..:,:::
.
,
.
.
,
.
,
.:.i::..,,,,,,,..,,
...-.....'.-..,......',..
.:,,.',:,:,
: : :' :. .. :: .
: . . , , : ' . . :; . . : . : : . ;.: .; : ; : . . : .
: t . ::: :: : : . :
.1i;:1i;.;i;i1i1:;l;:.i1
-;i1i;ii
' . , , , , , , . " : " ' : : , , , , , , ; ' 1 . 1 ' ,' ,, 1' , ,; ,' ;
. . ::a::..:. .: r : '
:
i ;i ; i ;i I i ; i ;i ;I; i ;.; .;.I
t:t.,
:.::::.:.::
:
; : : r 't :: : :
:'i;t':':;':::::'
..,..
.
'
.
.
.
.
'
.
.
.
'
.
.
'
:1:;:.:;:
, , . ' : . . . ', ., . . . . ' . ' , . , ' . . . . . . . . . . . . . . : . : . . . . . . . i .
, ' ::.. :..:
::
: :
: : :t t:. ::
...:::1..i.:.:
:.::.
i;i;i. .i: i;:;;
; : ; : : : ; : ;, : ; , . : , : , : : : ,
f,,
I.:
:
.:.
.:.:.:-l
. . .
*t
:
ir
f
I
I t.It.
I
i
; l ; i ; i 1 i ; i .li; i i ; i ; i ; :
:::..:::i.:.::.:.
: : . : : :j : : : : : : l t :: : : : : : : :
. . . . :. . . . . . . . . .:
..i : .
:: :
.:.:ii...:.
. ; : : i : : : : : : I : : : : : : :: I : : :
l-::.:
$ekil 5.12Sekil5.1f in profil 4 (p4) igin2 boyutluyer altrmodeli
43
5.3 Havadan Manyetik Anomalilerine Analitik Sinyal Yiintemi Uygulanmasr
Analitik sinyal haritasr
nT/km
170
150
130
P @""-'%0"dc, O-:
110
90
?**tr#'g
70
L8
30
l0
400
x(km)
700
$ekil 5.13. Qahqmabolgesineait AS haritasr
Havadan manyetik anomalilere analitik sinyal dontigtimriuygulanmrgtrr($ekil 5.13).
Qahqmaalam kutu ile srrurlandrnlmrsbolgedir. Analitik sinyal doniigiimti uygulanmrg
haritada, Kuzey Anadolu Fayr(I(AF) gozlenmektedir. KAF'rn doSultusu kuzey-dolu
yonltidtir.
44
5.4 Sismik Kesitlerin Yorumlanmasr
11
11 7
11 7
1
1
:
=
Y
;
1
1
1
1
11
1
X(KM)
harita
$ekil 5.14Ugiinciibdlgeyedenkgelensismikyanslmaprofillerini gcisteren
d
45
d
N
numarahsismikyanslmakesiti
$ekil 5.15$ekil 5.14'iinbod-91-302
(Temelkaya sanylagdsterilmiqtir)
d
N
numarahsismikyanslmakesiti
$ekil 5.16$ekil 5.14'iinbod-92-302
46
N
numarahsismikyanslmakesiti
$ekil 5.17$ekil 5.14'iin bod-92-303
Fr
Yi
47
!
rn
()
g
a1.
v)
#
al
a
V)
H
*
ca
t
C\i
I
rl
\t
1.;
'!-
J
ci)
a"
oo
\n
g
o)
a-
6. TARTI$MA ve SONUQ
Bu galrqmada,Marmara Denizi'nin do[usundanBolu'ya kadar vzanafibolgedeKAF'rn
davranrgrve yeraltr yaprsl gravite ve manyetik anomaliler kullamlarak araqtrnlmasr
yaprlmrgtrr.Tiirkiye rejyonel graviteve havadanmanyetik anomalileridetaybir gahqma
yapabilecek kadar duyarh defildir. Bu nedenle 1/500000 olgekli MTA tarafindan
yaprlan,Zonguldakpaftasr,gravite anomali haritasrsayrsalhale getirilmigtir.Bu sayrsal
harita de[igik bolgelere ayrrlarak once i.ig-boyutlu bir yrintemle modellenmi;tir.
Modeller derinligi 0.5-3 km derinliklerindedar ve uzun gokel havzalannvarhfrnr ortaya
koymuqtur. Sismik kesitlerden elde edilen temel derinligi 3-5 km
arasmda
defiqmektedir.Daha rincebcilgedegergeklegtirilenderin sismik krnlma verilerindekihrz
bilgileri yofunlu$a doniiqttiriilerekmodellerde parametreolarak kullamlmrqtrr. Daha
soffa oluqturulaniki boyutlu modeller pozitif yofunluk farkrna neden olan ki.itlelerin
varh$mr gcistermektedir.
Bu ttir kiitleler genellikle oval veya eliptik qekle sahip olup,
KAF bu ktitleleri kesememektedir.
Bu nedenleKAF bu pozitif yofunluk farkr oluqturan
kiitlelerin etrafindandolaqarakkollara ayrrlmaktadrr.Bunun en grizel drnefii Almacrk
Yongasrnda oldu[u gibidir. Aynr benzer kiitlelere Marmara Denizi iginde de
rastlanmaktadrr.Modellerde gonilen dar ve uzun havzalarrnbunlann altlarrndayeralan
faylarla kontrol edildi[i dtiqriniilmektedir($ekil 6.1). Bolgeye ait havadanmanyetik
anomaliler 5x5km grid arahsrna sahip olup MTA'dan temin edilmigtir. Bu anomali
haritasr faylan algrlayabilmek igin yeterli duyarhhfa sahip olmamakla birlikte bu
haritarun Analitik Sinyal donr.iqiimi.iharitasrndanKAF gozlenebilmektedir.Burada
KAF'rn dofrultusu en dofuda kuzey-dofu yoniindedir.
$ekil 6.1 Havza-Fay modeli
49
KAYNAKLAR
Aktar, M., lzalaybey, S., Ergin, M., Karabulut, H., Bouin, M.-P., Taprrdamaz,C.,
Bigmen, F., Ydrtik, A., Bouchon, M. 2004. Spatial variation of aftershock
activity across the rupture zone of the 17 August 1999 lzmit Earthquake,
Turkey, Tectonophysics,doi: 10. 10 16/j .tecto.2004.07.020.
Ates, A., Bilim, F., Buyuksarac,A. and Bektas,O. 2008. A tectonicinterpretationof the
Marmara Sea, NW Turkey from geophysical data, Earth Planet Space.
60,t69-177.
Ateg, A., Kaytran, T. and Sincer, I., 2003. Structural Interpretationof the Marmara
region, NW Turkey, from aeromagnetic, seismic and gravity data.,
Tectonophysics
367,p.41-99.
Ateq, A., Kearey, P. and Tufan, s. 1999.New Gravity and magneticanomaly maps of
Turkey, GeophysicalJ. Int. 136,p. 499-502.
Barka,A.A., 1992.TheNorth AnatolianfaultZone.AnnelesTectonicae,6,174-195.
Barrq, $., Nakajima, J., Hasegawa,A., Yoshimoro, H., Ito, A. and Uger, B., 2005.
Three-dimensionalstructureof Vp, Vs and VpiVs in the upper crust of the
Marmararegion,NW Turkey,EarthPlanetSpace,57, 1019-1038.
Bekler, T. and Giirbriz, C. 2008. Insight into the Crustel Structure of the Eastern
Marmara Region, NW Turkey, Pure and Applied Geophysics doi:
10.1007/s00024-008-0302-3
.
Bilim, F., Ates, A., 2003, Analyic Signal inferred from reduced to the pole data,
Joumalof the BalkanGeophysicalSociety6,p.66-74.
Bilim, F. ve Ates, A., 2005. Analitik Sinyal ydntemlerinin manyetik model verileri
iizerindekarqrlaqtrrrlmast,
istanbul Univ. Miih. Fak. Yerbilimleri Dereisi" C.
1 9 ,s . 2 ,s s . 1 5 r - 1 6Y
2 ,. 2 0 0 5 .
Blakely, R.J. 1995.PotentialTheory in Gravity and Magnetic Applications, Camridge
UniversityPress,pp.44l.
Bournas, N. and Baker, H.A. 2001. Interpretationof magnetic anomaliesusing the
horizontalgradientanalytic signal,Annali Di Geofisica 44, 505-526.
Bott, M.H.P. 1960. The use of rapid digital computing methods for direct gravity
interpretationof sedimentarybasins.Royal Astron. Soc. Geophys.Journal,
3(1),63-67.
50
Biiytiksarag,A., Reiprich, S., and Ateg, A. 1998.Three-dimensionalmagneticmodel of
amphibolitescomplex in Taqkestiarea,Mudumu Valley, northwestTurkey,
Journalof the BalkanGeophysicalSociety,1(3),44-52.
Cooper, G.R.J. 1998. GEOMODEL for Windows, 2.5-D interactivemagnetic and
gravity datamodeling and inversion.Version 1.20.
Cordell, L., and Henderson,R.G. 1968. Iterative three-dimensionalsolution of gravity
anomalydatausinga digital computer.Geophysics,
33, 596-601.
Do[an, B. ve Gi.irer,F. 2005. Kuzey Anadolu Fay Sistemi,Mekece-iznik Golti Arasmtn
Pliyo-KuvaternerDcinem,Morfotektonik ve StratigrafikOzellikleri, Trirkiye
Kuvatemer Sempozyumu.
Erden, F. ve Oray, 8.,1971. l:500.000 lik Trirkiye Gravite HaritasrZonguldakve
istanbulpaftalan,MTA Yayrnr.
Fedi, M. and Florio, G. 2001. Detection of potential fields sourceboundariesby
enhancedhorizontalderivativemethod,GeophysicalProspecting,49,40-58.
Gradshteyn,I.S. and Ryzhik, I.M. 1965. Table of integrals,seriesand products:New
York, McGraw-Hill, 584 p.
Hsu, S-K., Sibuet, J-C. and Shyu, C-T. 1996. High resolution detection of geologic
boundariesfrom potential-field anomalies: An enhancedanalytic signal
technique,Geophysics,
6 1, 373-389.
Karahan,A., BerckhemerH. and Baier, B. 2001. Crustal structureat the westernend of
the N orth Anatolian Fault Zone from deep seismic sounding,Annali Di
Geofisica44,p.49-68.
Nabighian, M.N. 1972. The analytic signal of two dimensionalmagneticbodies with
polygonal cross-section:its properties and use for automated anomaly
interpretation,Geophysics,37, 507-517.
Nabighian,M.N. 1974.Additional commentson the analytic signal of two dimensional
magneticbodieswith polygonalcross-section,
Geophysics,
39, 85-92.
Nurlu, M. 2000. 17 Agustos 1999 Izmit Korfezi Depreminin Tektonik Ozellikleri, 17
Afustos 1999Izmit Korfezi DepremiRaporu.
Oncel,A.O. and Wilson, T.2006. Evaluationof earthquakepotentialalong the Northern
Anatolian Fault Zone in the Marmara Seausing comparisonsof GPS strain
and
parameters,
selsmotectonlc
Tectonophysics,
doi:10.10 16Ij.tecto.2006.02.006.
Rasmussen,R. and Pedersen,L.B. 1979. End correctionsin potential field modeling.
GeophysicalProspectrng,27, 749-760.
51
Reid,A.8., Allsop, J.M., Granser,H., Millett, A.J. and Somerton,I.w. 1990.Magnetic
interpretationin threedimensionsusing Euler deconvolution,Geophysics,
5 5 ,g 0 - 9 1 .
Roest,W.R., Verhoef,J. and Pilkington, M.1992. Magneticinterpretationusing 3D
analltlicsignal,Geophysics,57, 116-125.
Sato,T., Ksahara,I.,Taymaz, T., Ito, M., Kamimura,A., Hayakawa,T. and Tan, O.
2004.A study of microearthquake'seismicityand focal mechanismwithin
the Seaof Marmara (NW Turkey) using oceanbottom seismometers
(OBSs),Tectonophysics,
doi:10.1016/j.tecto.2A04.07
.018.
Spector,A. and Grant,F.S. 1970.Statisticalmodels for interpretationaeromagnetic
data,Geophysics,
22, 359-383.
Shuey,R.T. and PasqualeA.s. 1973.End correctionsin Magneticprofile
Interpretation.
Geophysics,
38,507-512.
$aro[lu, F., Emre, O. ve Kuqgu,I. Tiirkiye'nin aktif fay haritasr,1992.
Talwani, M. 1965.computation with the help of a digital computerof magnetic
anomaliescausedby bodiesof arbitraryshape.Geophysics,30,797-877.
Talwani, M., worzel, J.L. and Landisman,M. 1959.Rapid gravity computationsfor
two-dimensionalbodieswith applicationto the Mendocino submarine
fracturezone.Journalof GeophysicalResearch,64(l),49-59.
Talwani, M. and Heirtzler, J.R. 1964.Computationof magneticanomaliescausedby
two-dimensionalstructuresof arbitrary shape.Computersin the mineral
industries,Part 1, StanfordUniversity Publications,GeologicalSciences,9,
p.464-480.
Tan, IJ., Triystiz,O. ve Erturag,M.K. 2003.Do$u Marmara Bolgesi'ndeMultidisipliner
bir Morfotektonik Qahqmasr.itii Avrasya Yerbilimleri Enstiti.isiiKuvaterner
QahqtayriV.
Thompson,D.T. 1982,EIJLDPH: A new techniquefor making computer-assisted
depth
estimatesfrom magneticdata,Geophysics, 47, 3 I -3.
Tunger,M.K., Honkura,Y., Oshimar,N., Ikeda,Y.,Igrkara,M., 1991,Magnetic
AnomaliesRelatedto Active Folds in the North Anatolian Fault Zone. J.
Geomag.Geoelectr.43,p.813-823.
Tunqer,K., Oshiman,N., Bang,$., Kamacr, Z.,Kaya,M.A., Isrkara,M., Honkura,y.,
1991,FurtherEvidencefor AnomalousMagnetic StructureAlong the
Active Fault in western Turkey, J. Geomag.Geoelectr.43,p.937-950.
52
Zor,E.,lzalaybey, S., Gtirbtiz,C.,2006,The crustalstructureof the easternMannara
region,Turkey by teleseismicreceiverfunctions,Geophysics,doi:
10.111| I i.1365-246X.2006.03
042.x
53
ozGEqMr$
Adr Soyadr
Qifdem $ENDUR
Dolum Yeri
Qankrrr
Dofum Tarihi
29.06.1983
MedeniHali
Bekar
YabancrDili
i
.r.
rnglrlzce
Efitim Durumu (Kurum ve Yrl)
Lise
: Ankara Yahya Kemal Beyath Lisesi (2001)
Lisans
: Ankara UniversitesiMi.ihendislikFakiiltesi
Jeofizik Miihendisligi Bciliimii (2005)
Yiiksek Lisans
: Ankara UniversitesiFen Bilimleri Enstiti.isii
Jeofizik Miihendisligi Anabilim Dah ($ubat 2006-$ubat2O09)
Yayrnlan (SCI ) :
Ateg,A., Biiyiiksarag,A., Bilim, F., Bektag,0. ve $endur,Q., Komanovalt,
G. 2008 Spatialcorrelationof the aeromagneticanomaliesand seismogenicfaults in the
(doi:10.1016/j.tecto.2008.09.025)
Marmararegion,NW Turkey,Tectonophysics.
Yurt igi ve yuft drqrhakemli dergilerdekiyayrnlar :
Ateg,A. ve $endur,Q. 2005. Tiirkiye ve QevresindekiDenizlerin Gravite
Anomalilerinin Derlenmesive 2.5 Boyutlu Model Qahqmalarr,TUJK-2005 Yrh
Bilimsel Toplantrsr,Jeoidve DriqeyDatum QahgtayrBildiriler ve KonuqmaTutanaklart,
s . 19 3 - 2 0 0 .
Bildiriler
.A.teq,
A., $endur,Q. ve Hocao$lu,$. 2005. Tiirkiye ve QevresindekiDenizlerin Gravite
Anomalilerinin Derlenmesive 2.5 Boyutlu Model Qahgmalan,TUJK-2005 Qahgtay
I)roEramr.KTU, Atattirk Ktiltiir Merkezi, Prof. Dr. Erdofan Ozbenli Anfrsi, (23 Eyliil
2 0 0 5 ) s, . 4 .
Ates. A. ve Sendur,C.2006. A compilationof gravity anomaliesof Turkey and
surroundingseas,EGU GeneralAssembly2006abstractno: EGU06-A-06369;p.421.
54