Yeraltı taban topoğrafyasının iki boyutlu gravite-manyetik ters çözüm yöntemiyle saptanması ve Ankara-Polatlı bölgesine uygulanması

Determination of the subsurface basement topography with two dimensional gravity-magnetic inversion method and application to the Ankara-Polatlı region

Özet

Jeofizik anomalilerin ters çözümü yapının ürettiği anomalinin gözlenen anomaliye uydurulması ve en uygun model parametrelerinin saptanması işlemidir. Gravite ve manyetik anomalilerinin ters çözümü, yapı parametrelerinin anomalilerle doğrusal ilişkili olmaması nedeniyle doğrusal olmayan bir problemdir. Gravite ve manyetik anomaliye neden olan yapılar çoğu kez kesiti çokgen olan bir model yardımıyla saptanır. Doğrusal olmayan problemler için parametreleri saptanacak yapıyı kuramsal olarak yanyana konmuş prizma serileri veya sonsuza uzanan düşey dayklar olarak tanımlamak bir çokgen ile sınırlamaktan daha uygundur, iki boyutlu, düşey yönde sonsuza uzanan dikdörtgen prizma bloklarının bir referans derinliğine göre yeraltı taban topografyası olarak tanımlanan üst yüzeylerinin derinlikleri, bir yoğunluk veya süseptibilite farkı için gravite veya manyetik verilerden saptanabilir. Eğer referans derinlik kavramı yanında blokların üst yüzeylerinin alabileceği en büyük ve en küçük derinlik değerleri de tanımlanacak olursa yapı parametreleri daha güvenli saptanabilir. Yöntem, kuramsal modellerle denenmiş ve Ankara-Polatlı bölgesiBouguer gravite ve havadan manyetik verilerine uygulanmıştır. Ankara-Polatlı bölgesinde genel tektonik doğrultular yaklaşık D-B yönlü olup, Polatlı-Haymana arasında Paleosen-Alt Eosen süresince gelişmiş bir graben yapısını içermektedir. Bu graben Üst Kretase-Alt Tersiyer yaşlı tortullarla örtülmüştür. Ankara-Polatlı Bouguer gravite ve havadan manyetik verilerine uygulanan ters çözüm işlemi sonucunda yeraltı taban topografyasının derinliği 3.5-5 km arasında değiştiği saptanmıştır. Ankara'nın GD'daki Mesozoik ofiyolillerin derinliği 2.5 km civarında, KB'da yükselim gösteren volkaniklerin derinliği ise 1-1.5 km olarak bulunmuştur. Genel olarak Ankara-Polatlı havzasını dolduran tortulların kalınlığının havzanın GD'sunda, KB'ya kıyasla daha fazla olduğu gözlenmiştir.

Abstract

Inversion of geophysical anomalies implies fitting the observed anomalies to the anomalies produced by the bodies and determining the parameters of the best-fitting model. Inversion of gravity and magnetic anomalies is a nonlinear problem in the sense that body parameters are not related linearly to the anomalies. Gravity and magnetic anomalies caused by structures are mostly determined by a two-dimensional model which has an n-sided polygonal cross-section. For nonlinear problems, theoretically it is more suitable to determine the parameters of the structure by a series of juxtaposing prisms or vertical dykes extended to infinity rather than limiting with an n-sided polygonal model. The depths of the top surfaces of rectangular prism blocks extending to the infinity in the vertical direction defined as subsurface basement topography according to a reference depth can be determined by gravity or magnetic data for a density or susceptibility contrast. Besides the concept of reference depth, if the maximum and minimum depth values that the top surfaces can take, are defined, the structure parameters can be determined more reliably. The method was tested on the the¬oretical models and then was applied to the Ankara-Polath Bouguer gravity and aeromagnetic data. Thegeneral tectonic trends are E-W in the Ankara-Polatlı region where the graben structure was developed during the Paleocene-Lower Eocene. This graben was covered with the sediments of the Upper Creatase-Lower Tertiary. As a result of the application of the inversion procedure to the Ankara-Polatlı Bouguer gravity and aeromagnetic data, the depths of subsurface basement topography were determined in between 3.5 and 5 km. The depths of Mcsozoic ophiolites in the region of SE of Ankara were obtained around 2.5 km and, the depths of the Ankara-Polatlı Permian Mesozoic were determined in between 3.5 and 4 km. The depths of the volcanics at the NW of Ankara were determined around 1-1,5 km. It was observed that, the sediments are thicker at the SE of the area in comparison with sediments at the NW.