Elektriksel iletkenlik özelliğine göre yer kabuğunun yapısı I: Prekambriyen kabuk

Özet

Doğal kaynaklı elektromanyetik alanlar, yer kabuğunun yüzeyinden başlayarak, mekanik sondajlarla ulaşamadığımız derinliklerine kadar nüfuz ederek, yer yüzeyinden kabuk tabanına kadar derin yapının araştırılmasına yardımcı olurlar. Bu yazıda, ilk olarak derin kabuk araştırmalarında kullanılan jeoelektromanyetik arazi yöntemleri tanıtılarak, Yer iletkenliğini etkileyen fiziksel değişkenlere değinilmiştir. Daha sonra, yer yüzündeki Prekambriyen yaşlı bölgelerde saptanan elektriksel iletkenlik değerleri sınıflanmış ve farklı fiziksel koşullar altında gerçekleşebilecek elektriksel iletim türleri ışığında tartışılmıştır. Çalışmalar, alt kabukta gözlenen iletkenlik değerlerinin, bölgenin jeolojik yaşı ile ilişkili olduğunu göstermiştir. Prekambriyen yaşlı kalkan çekirdeklerinde, genç bölgelerin tersine, alt kabuk genelde yüksek özdirençlidir. Kabuk araştırmaları için, jeoelektromanyetik ve sismik profillerin birlikte uygulandığı bölgelerde, elektriksel olarak yalıtkan olan alt kabuk katmanının, genelde iyi bir sismik aktarıcı olduğu gözlenmiştir. Laboratuar deneyleri, Prekambriyen alt kabukta, granülit metamorfik fasiyesinin (susuz koşulların) egemen olması durumunda, alt kabuk için arazide gözlenen sismik ve elektriksel değişkenlerin elde edilebileceğini göstermiştir. Bazı Prekambriyen bölgelerde, kalkan çekirdeklerinin tersine, iletken bir alt kabuk bulunmaktadır. Bu bölgelerdeki yüksek iletkenliğin nedeni çok tartışmalı olmakla birlikte, Prekambriyen yaşlı alt kabukta grafit varlığı günümüzde en çok kabul gören açıklamadır.

Abstract

The natural sourced electromagnetic waves that propagate from the Earth's surface into the bottom of the crust, help us to investigate the deep crustal structures. In this paper, firstly, the electromagnetic methods applied for the investigation of the lower crust are introduced and the physical conditions that affect the electrical conductivity are mentioned. Secondly, the classified conductivity values in the Precambrian areas are reviewed and discussed in the light of the different conductivity mechanisms that may occur in various Physical conditions. The studies showed that the conductivity values observed in the lower crust are related to the geological age of the region. The lower curst is generally resistive in the cores of the Precambrian aged big shields. The results of the seismic and electromagnetic methods where they are applied together for regional crustal studies, showed that the lower crust is seismically transparent in Precambrian areas where it is electrically resistive. The laboratory measurements revealed that the seismic and electrical parameters observed for the lower crust can be occur in the granulite metamorphic facieses (anhydrous conditions). There are some Precambrian regions that show a conductive lower crust. Although the reason of the such conductivity anomalies is rather controversial, the most appropriate explanation is the graphite existence in the lower crust