EVALUATION OF MAGNETIC DATA OF AN EMERY BEARING ORE FIELD BY EDGE DETECTION METHODS: MUĞLA, TÜRKİYE EXAMPLE

Abstract

Emery rocks occurs naturally in the Aegean region, mostly in Turkey and Greece. The Menderes Massif located to the western part of Turkey bears several Fe-rich emery ore deposits. One of the important ore deposits is seen at southern Kayabaşı village, Milas, SW Turkey. Since emery rocks are mainly composed of alumina and iron minerals, they cause measurable magnetic anomalies. This study aims to investigate the localization and continuity of potential emery resources in a local area of 150 x 200 m in a mining site in the SW of Kayabaşı Village. For this purpose, magnetic field, which is one of the geophysical potential field data, were measured in the study area. Four different analysis techniques based on the analytical signal, the analytical signal of the horizontal derivatives, the tilt angle of the total horizontal gradient and the logistic function of the total horizontal gradient have been applied within the scope of the edge detection to determine the positions of the structures that are the source of the magnetic anomalies of the study area. With the interpretation of the obtained analysis maps together, it was observed that there were generally shallow-sourced structural elements in the east of the study area and relatively deeper-sourced structural elements in the west.

Keywords

• Magnetic
• Emery Rock
• Milas-Muğla

ZIMPARA TAŞI İÇEREN CEVHER ALANINA AİT MANYETİK VERİLERİN SINIR ANALİZİ YÖNTEMLERİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ: MUĞLA, TÜRKİYE ÖRNEĞİ

Abstract

Doğal zımpara taşları çoğunlukla Türkiye’de Ege bölgesinde ve Yunanistan’da görülür. Türkiye’nin batısında yer alan Menderes Masifi demir bakımından zengin zımpara taşı yatakları içermektedir. Önemli zımpara taşı yataklarından biri, GB Türkiye’de Milas’ın KB da yer alan Kayabaşı köyü güneyinde görülmektedir. Zımpara taşları bünyesinde çoğunlukla alüminyum ve demir mineralleri içerdiği için ölçülebilir manyetik anomalilere neden olabilmektedir. Bu çalışma, Kayabaşı Köyü GB’da yer alan bir maden sahasının 150 x 200 m boyutlarında lokal bir bölgesinde potansiyel zımpara taşı kaynaklarının yer altındaki konumlarının ve devamlılıklarının araştırılmasını amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda inceleme sahasında jeofizik potansiyel alan verilerinden olan manyetik alan verilerinin ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma sahasının manyetik anomalilerine kaynak olan yapıların konumlarının tespiti için sınır analizleri kapsamında analitik sinyal, yatay türevlerin analitik sinyali, toplam yatay gradyanın tilt açısı ve yatay gradyanın lojistik fonksiyonu esasına dayanan dört farklı analiz tekniği uygulanmıştır. Elde edilen sınır analizleri haritalarının birlikte yorumlanması ile inceleme alanının doğusunda genel olarak sığ kaynaklı yapısal unsurların, batısında ise göreceli olarak daha derin kaynaklı yapısal unsurların varlığı gözlemlenmiştir.

Keywords

• Manyetik
• Zımpara Taşı
• Milas-Muğla

References

1. Arısoy, M.Ö., 2007. Düşey Ve Yatay Mağnetik Gradient Verilerin 3-Boyutlu Modellenmesi Ve Ters Çözümü, Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 129s, Sivas.
2. Atchuta, R. D., Ram-Badu, H.V., Sanker-Narayan, P.V. 1981. Interpretation of magnetic anomalies due to dikes: The complex gradient method. Geophysics, 46, 1572–1578.
3. Aydın I., Uyanık O., Öksüm E., Aydoğan M.S., 2011. Geophysical applications for Fe-rich emery exploration in the Elmacık area on the Menderes Massif (Turkey), Exploration Geophysics, 42, 159-166.
4. Aydoğan, M.S., 2001. The research of the emery occurrences at the Elmacik, Mt İsmail (Muğla-Yatağan). Sciences Institute Suleyman Demirel University, M.Sc. Thesis, pp. 53 (in Turkish with English abstract).
5. Baranov, V., 1957. A new method for interpretation of aeromagnetic maps: Pseudogravimetric anomalies. Geophysics, 22, 359-383.
6. Barraud, J., 2013. Improving identification of valid depth estimates from gravity gradient data using curvature and geometry analysis. First Break, 31, 87-92.
7. Bournas, N. and Baker, H.A., 2001. Interpretation of magnetic anomalies using the horizontal gradient analytic signal, Annali Di Geofisica, 44, 505-526.
8. Brinkmann, R., 1966. Geotektonische Gliederung von West-Anatolien. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie. 1966, 603–618, Stuttgart.

9. Chazan, W., 1946. Arsenopyritite deposits in Çine-Madran Babadağ (Aydın). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü report no. 1752, Ankara (unpublished, in Turkish and French).
10. Calame, J.J., 1956. Iron mine deposits in the southern part of the Menderes Massif. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü. Report no 2485, Ankara.
11. Cooper G.R.J. and Cowan D.R., 2006. Enhancing potential field data using filters based on the local phase. Computers & Geosciences, 32, 1585–1591.
12. Cordell, L. and Grauch, V. J. S., 1985. Mapping basement magnetization zones from aeromagnetic data in the San Juan Basin, New Mexico, in The Utility of Regional Gravity and Magnetic Maps, 1st edn, pp. 181–197, ed. Hinze, W.J., Society of Exploration Geophysicists.
13. Çağlayan, M.A., Öztürk, E.M., Öztürk, Z., Sav, H., Akat, V., 1980. Menderes Masifi güneyine ait bulgular ve yapısal yorumu: Jeoloji Mühendisleri Odası Dergisi, 9, 17.
14. Dora, O.Ö., Savaşçın, M.Y., Kun, N., Candan, O., 1987. Menderes Masifi'nde Postmetamorfik Plütonlar. Yerbilimleri Dergisi, 14, 79-87.
15. Dürr, S., 1975. Über alter und geotektonische Stellung des Menderes Kristallin/SW-Anatolien und seine aequivalente in der mittleren Aegaeis. Marburg/Lahn 198-75, (Doçentlik Tezi).
16. Evjen, H.M., 1936. The place of the vertical gradient in gravitational interpretations. Geophysics, 1(1), 127– 136.
17. Fedi, M. and Florio, G., 2001. Detection of potential fields source boundaries by enhanced horizontal derivative method. Geophysical Prospecting, 49(1), 40–58.
18. Feenstra, A., 1996. An EMP and TEM-AEM study of margarite, muscovite and paragonite in polymetamorphic metabauxites of Naxos (Cyclades, Greece) and the implications of fine-scale mica interlayering and multiple mica generations. Journal of Petrology, 37, 201–233.
19. Feenstra, A., 1997. Zincohogbomite and gahnite in a diaspore-bearing metabauxite from eastern Samos (Greece): mineral chemistry, element partitioning and reaction relations. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen, 77, 73–93.
20. Ferreira, F. J. F., de Souza, J., de Bongiolo, A. B. e S., de Castro, L. G., 2013. Enhancement of the total horizontal gradient of magnetic anomalies using the tilt angle. Geophysics, 78(3), J33–J41.
21. Graciansky, P.C., 1965. Menderes Masifi güney kıyısı boyunca görülen metamorfizma hakkında açıklamalar. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Rapor No: 64, 88-121.
22. Gümüş, A., Kokturk, U., Dayal, A., Ozer, S., 1999. Formation and economical potential of emery deposits in the south of the Menderes Massif. First Symposium on Raw Material Resources in western Anatolia, 8–14 March 1999, Izmir (in Turkish).
23. Hansen, R.O., DeRidder, E., 2006. Linear feature analysis for aeromagnetic data. Geophysics, 71(6), L61-L67.
24. Hsu, S.K, Coppense D, Shyu, C.T. 1996. High- resolution detection of geologic boundaries from potential field anomalies: An enhanced analytic signal technique. Geophysics, 61, 1947–1957.
25. Kafadar, O., 2017. CURVGRAV-GUI: a graphical user interface to interpret gravity data using curvature technique. Earth Science Informatics, 10, 525-537.
26. Kuşçu, M., 1992. Kestanecik ve Kızağaç (Yatağan-Muğla) mermer yatakları: Türkiye Mühendisler ve Mimarlar Odası Birliği Dergisi, 23-36 s.
27. Miller, H.G. and Singh V., 1994. Potential field tilt a new concept for location of potential field sources. Journal of Applied Geophysics, 32, 213–217.
28. Nabighian, M.N., 1972. The analytic signal of two-dimensional magnetic bodies with polygonal cross-section: its properties and use for automated anomaly interpretation, Geophysics, 37, 507–517.
29. Nasuti, Y., Nasuti, A., Moghadas, D., 2018. STDR: A novel approach for enhancing and edge detection of potential field data. Pure and Applied Geophysics, 176(2), 827–841
30. Orhon, Ş., 1985. Milas Boksit Sahalarında M+F firması hesabına yapılan çalışmalar. Etibank Maden Arama Merkezi Arşiv No: 1076, s. 10.
31. Orhon, Ş. and Yılmaz, A., 1987. Kurukümes (Milas) zımpara yatağı arama raporu: Etibank Maden Arama Merkezi Arşiv No: 1268, s. 11.
32. Önay, T., 1949. Über die Smirgelgesteine SW-Anatoliens. Schw. Min. Petr. Mitt., Bd. XXIX, Zürich.
33. Papazachos, B.C. and Comninakis, P.E., 1977. Modes f Lithospheric interaction in the Agean area. Biju– Duval, B., Montadert, L. (eds.), Structural History of the Mediterranean basins de: Editions Technip, Paris, 319 – 332.
34. Pham, L. T., Do, T. D., Oksum, E., 2018a. A new method for edge detection in interpretation of potential field data. Journal of Engineering Sciences and Design, 6(4), 637–642.
35. Pham, L.T., Oksum, E., Do, T.D., Le-Huy, M., 2018b. New method for edges detection of magnetic sources using logistic function. Geofizichesky Zhurnal, 40(6), 127–135.
36. Pham, L.T., Oksum, E., Do, T.D., 2019. Edge enhancement of potential field data using the logistic function and the total horizontal gradient. Acta Geodaetica et Geophysica, 54, 143–155.
37. Pham, L.T., Van Vu, T., Le Thi, S., Trinh P.T., 2020. Enhancement of Potential Field Source Boundaries Using an Improved Logistic Filter. Pure and Applied Geophysics, 177(B7), https://doi.org/10.1007/s00024-020-02542-9
38. Phillips, J.D., Hansen, R.O., Blakely, R.J., 2007. The use of curvature in potential-field interpretation. Exploration Geophysics, 38, 111-119.
39. Roest, W.R., Verhoef, J., Pilkington, M., 1992. Magnetic interpretation using the 3-D analytic signal. Geophysics, 57, 116-125.
40. Schuling, R. D., 1962. Türkiye' nin Güneybatısındaki Menderes Migmatit Kompleksinin Petrolojisi, Yaşı ve Yapısı Hakkında: Mineralogical-Geological Institute, Utrecht, Holânda.
41. Smith, J.L., 1850. Memoir on metabauxite – First part on geology and mineralogy of metabauxites, from observations made in Asia Minor. American Journal of Science, 10, 354–369.
42. Tuğal, H.T., 1964. Milas civarının diyasporit ve zımpara yatakları. M.T.A. Derleme No: 3446, s. 55.
43. Ünsal, A., Yılmaz, A., Yazgan, S. B., Ertürk, H., 1989. Muğla (Milas-Yatağan) Kozağaç, Kurukümes ve Elmacık Zımpara sahalarında 1988 yılında yapılan çalışmalarına ait rapor. ETİBANK Maden Arama Dairesi Başkanlığı, 62 s.
44. Verduzco, B., Fairhead, J. D., Green, C. M. and MacKenzie, C., 2004. New insights into magnetic derivatives for structural mapping. The Leading Edge, 23(2), 116–119.
45. Wippern, J., 1965. Boksit Teşekkülünün başlangıç kayaları. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Dergisi, 64, 37-41.
46. Wijns, C., Perez, C., Kowalczyk, P., 2005. Theta map: Edge detection in magnetic data. Geophysics, 70, 39–43.
47. Yalçın, Ü., Schreyer, W., Medenbach, O., 1993. Zn-rich högbomite formed from gahnite in the metabauxites of the Menderes Massif, SW Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 113, 314–324.