شناسايي مخزن سامانه زمين گرمايي منطقه تكاب با استفاده از روش گراني سنجي

Identification of Takab geothermal system reservoir by using gravity method

وجود چشمه هاي آبگرم، رخنمون وسيع رسوبات تراورتني، محدوده هاي دگرسان شده گرمابي و همچنين تكتونيك فعال در شمال شرق شهر تكاب در استان آذربايجان غربي نشان دهنده وجود يك سامانه زمين‌گرمايي مهم در اين منطقه مي باشد. به منظور شناسايي مخزن سامانه زمين گرمايي و همچنين بررسي ساختارهاي زمين شناسي مرتبط با سامانه زمين گرمايي در منطقه تكاب، عمليات گراني سنجي در 140 ايستگاه در محدوده اي به مساحت حدود 600 كيلومترمربع انجام شد. پس از اعمال تصحيحات مربوط به داده ها شامل تصحيح گراني نرمال، بوگه، توپوگرافي و هواي آزاد، نقشه بي هنجاري بوگه كامل به دست آمد. سپس با استفاده از برازش يك سطح منحني درجه 3 بر ميدان بي هنجاري بوگه كامل، ميدان گراني ناحيه اي محاسبه گرديد و نقشه بي هنجاري باقي مانده به دست آمد. نقشه گراني بي هنجاري باقي مانده نشان دهنده وجود دو زون منفي گراني است (زون A1 و A2). زون هاي منفي به عنوان نواحي احتمالي وجود مخزن در يك ناحيه زمين گرمايي مورد توجه هستند. قرارگيري منطقه مورد مطالعه بر روي كمربند آتشفشاني اروميه- دختر و همچنين حضور گسل هاي از پيش شناخته شده و گسل هاي جديد شناسايي شده توسط نقشه هاي گراديان افقي و قايم ميدان گراني حاكي از وجود ساز و كار گسلي پيچيده در اين منطقه مي باشد. همچنين با استفاده از روش اويلر، تخمين عمق بي هنجاري ها انجام شد. نتايج اين تخمين عمق، نشان مي دهد كه بي‌هنجاري A1 كه به عنوان مستعدترين ناحيه براي بهره برداري از انرژي زمين گرمايي شناخته مي شود، حداقل عمق آن در حدود 1000 تا 2000 متر مي باشد. در نهايت به منظور مدل سازي مخزن زمين گرمايي واقع در اعماق منطقه، وارون سازي سه-بعدي داده ها با استفاده از الگوريتم غيرخطي لي و اولدنبرگ انجام شد. نتايج اين مدل سازي نشان مي دهد كه فقط زون A1 داراي تباين چگالي منفي قابل توجهي بوده و مخزن زمين‌گرمايي تكاب در اين زون و در عمق بين 3000 تا 5000 متري منطقه قرار دارد.

The presence of hot springs, travertine outcrops, hydrothermal altered area and active tectonic in the north-east of Takab city in the West Azarbayjan province indicate that there is a geothermal system in the area. In order to characterize the geological structures associated to the geothermal system in the region, a gravity survey was carried out in 140 stations which covered an area about 600 km2. Necessary modifications such as Bouguer, topography and free air were applied over data to obtain complete Bouguer anomaly field. Then, residual gravity anomaly field was calculated by subtracting the regional gravity field from complete Bouguer field. The regional gravity field was calculated by fitting a three-order polynomials surface over the complete Bouguer field. The calculated residual gravity map shows two negative anomaly zones (A1 and A2) in the study area. In geothermal exploration, negative gravity anomalies are considered as probable reservoir of geothermal systems. The horizontal and vertical derivative maps show complicated fracture zones in the study area. To obtain more information, the depth estimation carried out using Euler method. Estimated depth for the top of negative anomaly source in zone 1 is between 1000 and 2000 m. Finally, 3D inversion of the data was performed using Li and Oldenburg algorithm to show an image of the reservoir in the depth. The results of 3D inversion show a significant negative density contrast that occurred only in zone 1. Therefore, the reservoir of the Takab geothermal system is located in the depths between 3000 and 5000 m in A1 anomaly zone.