تخمين پارامتر فركتالي و عمق كوري منابع مغناطيسي با استفاده از آناليز طيف توان دي-فركتال شده ي داده هاي مغناطيس هوابرد، آذربايجان شرقي، ايران

Estimation of fractal parameter and Curie point depth of magnetic sources using de-fractal approach in East Azarbaijan Province, Iran

استان آذربايجان شرقي از نظر زمين گرمايي بسيار حائز اهميت است. چشمه‌هاي آب‌گرم زيادي در اين منطقه وجود دارد و از مشخصه‌هاي زمين شناسي مهم اين منطقه وجود قله‌ي آتشفشاني سهند و گسل تبريز است. آناليز طيفي داده‌هاي مغناطيس هوابرد جهت تخمين عمق كوري مي‌تواند اطلاعات ارزشمندي از توزيع دمايي ناحيه‌اي و تمركز انرژي زمين گرمايي در سطح فراهم نمايد. ايده‌ي استفاده از داده‌هاي مغناطيس هوابرد به منظور تخمين عمق كوري امري نو نيست و تا كنون تحقيقات زيادي در اين زمينه صورت پذيرفته است. در اين تحقيق هدف ما بررسي و مقايسه روش‌هاي معمول تخمين عمق كوري با روش طيف – دي‌فركتال شده است. تخمين پارامتر فركتالي، عمق بالا‌ي بي‌هنجاري‌هاي مغناطيسي ،عمق كف بي‌هنجاري‌هاي مغناطيسي (عمق كوري)، گراديان حرارتي و جريان حرارتي در منطقه‌ي مورد مطالعه از اهداف اين تحقيق است. براي تحقق اين مهم از روش جديدي تحت عنوان آناليز طيف دي-فركتال شده‌ي توان بهره خواهيم برد. با استفاده از روش طيف دي-فركتال شده توزيع مغناطيدگي در سنگ‌هاي پوسته فركتالي در نظر گرفته مي‌شود و امر سبب بهبود تخمين عمق بالا و كف بي‌هنجاري‌هاي مغناطيسي در سنگ‌هاي پوسته‌ مي‌شود. در اين روش با در نظر گرفتن ارتباط رياضي بين طيف توان مغناطيسي تصادفي و طيف توان مشاهده‌اي، اثر فركتالي را از روي طيف توان مشاهده‌اي حذف كرده و سپس با استفاده از روش مدل‌سازي پيشرو به تخمين عمق بالا و كف بي‌هنجاري‌هاي مغناطيسي طيف توان دي- فركتال شده خواهيم پرداخت. اين روش بر روي داده‌هاي مغناطيس هوابرد استان آذربايجان شرقي- ايران اعمال شد و عمق بالا بين 2/5 و 3/8 كيلومتر، عمق كف مابين 9/8 و 16/8 كيلومتر و پارامتر فركتالي مابين 1/6 تا 3 تخمين زده شد. سپس با استفاده از اين نتايج نقشه‌هاي گراديان و جريان حرارتي در منطقه تهيه و مناطق مستعد منابع زمين گرمايي شناسايي معرفي شد.

The East Azarbaijan geothermal area is located in northwest of Iran, which hosts several hot springs. It is situated mostly around the Sabalan and Sahand mountains. The Sabalan and Sahand geothermal area is now under investigation for the geothermal electric power generation. It is characterized by high thermal gradient and high heat flow. In this study, our aim is to determine the fractal parameter and top and bottom depths of the magnetic sources. A modified spectral analysis technique named “de-fractal spectral depth method” is developed and used to estimate the top and bottom depths of the magnetized layer. A mathematical relationship is used between the observed power spectrum (due to fractal magnetization) and an equivalent random magnetization power spectrum. The de-fractal approach removes the effect of fractal magnetization from the observed power spectrum, and estimates the parameters of the depth to top and depth to bottom of the magnetized layer using iterative forward modelling of the power spectrum. This approach is applied to the aeromagnetic data of the East Azarbaijan Province. The obtained results indicated variable magnetic bottom depths ranging from 9.8 km to about 16.8 km. In addition, the fractal parameter was found to vary from 1.6 to 3 within the study area.