بررسي ساختار مقاومت ويژه الكتريكي ميدان زمين‌گرمايي سبلان با استفاده همزمان از ‏داده‌هاي مگنتوتلوريك و الكترومغناطيس حوزه زمان

Electrical Resistivity Structure of the Sabalan Geothermal System Inferred ‎from Magnetotelluric and TDEM Data

انرژي زمين گرمايي منبع پاك و طبيعي براي توليد الكتريسته و ديگر مصارف صنعتي است. آتشفشان‎ ‎سبلان در‎ ‎استان‎ ‎اردبيل‎ ‎و‎ ‎در‎ ‎شمال‎ ‎باختري ايران‎ ‎واقع‎ ‎شده‎ ‎است‎.‎‏ در سال 1998‏‎ ‎به عنوان ‏اولين اولويت اكتشاف انرژي زمين گرمايي در ايران،‎ ‎برداشت داده هاي مگنتوتلوريك و داده هاي الكترومغناطيسي حوزه زمان در منطقه سبلان، در 212 سايت انجام شده است. برداشت داده‌هاي ‏مگنتوتلوريك در بازه بسامدي 1- 8192 هرتز‎ ‎در مجاورت محل برداشت داده هاي الكترومغناطيسي حوزه زمان انجام گرفته است.‏‎ ‎مشكل عمده اي كه به سبب توزيع بي‌هنجاري هاي سطحي ‏موجب شيفت مقادير مقاومت ويژه (بدون تغيير فاز) مي ‌شود با عنوان اثر استاتيك شيفت مطرح است كه در اين مطالعه از داده هاي الكترومغناطيس حوزه زمان براي حذف اين اثرات استفاده ‏شده است. هر دو مد‏‎ ‎داده هاي مگنتوتلوريك به وسيله انطباق با منحني مربوط به تغيير مقاومت ويژه حوزه زمان (به ويژه در بسامدهاي بالا) مورد تصحيح اثر استاتيك شيفت قرار گرفت. ‏مدل‌سازي يك و دوبعدي بر روي داده هاي تصحيح شده با استفاده از نرم‌افزار ‏WinGlink‏ انجام شده است. از آنجا كه ابعاد واقعي مخازن زمين گرمايي از نظر تغييرات مقاومت ويژه سه بعدي ‏است، انجام مدل‌سازي يك‌بعدي به تنهايي تقريب صحيحي نيست. اما نتايج مدل‌سازي دو‌بعدي با تعيين و مطالعه دقيق استرايك در منطقه تا حد زيادي معتبر است.‏‎ ‎در اين مقاله به منظور ‏دستيابي به موقعيت منبع حرارتي و نحوه توزيع مقاومت ويژه در منطقه، تعداد سه نيمرخ متقاطع با 54 سايت در اطراف آتشفشان سبلان مورد بررسي و مدل سازي دوبعدي قرار گرفت. با تركيب ‏مقاطع دو‌بعدي به دست آمده از مدل سازي، امكان دستيابي بهتر به نحوه توزيع مقاومت ويژه در ژرفا و‎ ‎ارايه يك مدل فرضي دو و نيم (5/2) بعدي فراهم شده است. اين مدل نشانگر‎ ‎وجود ‏احتمالي مخزن اصلي حرارتي در سمت باختر و جنوب باختر منطقه وتا حد زيادي تاييد‌كننده نتايج ديگر پژوهش‌ها و اطلاعات زمين‌شناسي موجود در منطقه است.‏

Geothermal energy is playing a large role as an alternative energy source for both electricity generation and space heating. Sabalan is a high ‎temperature geothermal region in Ardabil province northwestern of Iran. In this study the conductivity structure of the top crust (depth lower than ‎‎2 kilometers) is examined using data from collected 212 magnetotelluric (MT) and time-domain electromagnetic (TDEM) soundings across the ‎Sabalan volcano in 1998. The MT data collected between 1-8192 Hz is of useful quality and provides good control on the surface layers in ‎majority of sites. The MT data were corrected for static shift effect using TDEM data. The TDEM data and MT data were jointly inverted to yield ‎‎1D and 2D models. In practice for geothermal investigation, measured MT data are never entirely 1D and diagonal elements of the impedance ‎tensor are always non-zero. However, in many cases the Earth response is dominated by an overall 2D structure, permitting data analysis within ‎these lower dimensions. In this study, in order to have the best possible interpretation we used two modes MT data in 2D inversion. Static shift ‎correction and inversion approach accomplished by using WinGlink software. We choose three intersect profiles with 54 MT sites along with, to ‎show resistivity distribution around Sabalan and try to predict the main intrusive magma chamber position as the heat source of the system. MT ‎resistivity images confirmed the findings of previous surveys and the reported geological features in the Sabalan field. To have a better view ‎about resistivity distribution, we combine the 2D models at the intersection points to obtain a 2.5D view about the resistivity in the area. The ‎resulting models reveal the extension of the high conductivity anomalies in the western and southwestern parts of the area that most probably is ‎related to the main heat source of the geothermal system at shallow depths‎