بخشی از مقاله
چکیده
در اکتشاف منابع زمینگرمایی، گرانیسنجی یک روش کارآمد و موثر بوده و به لحاظ میزان هزینه و زمان نسبت به روشهای مگنتوتلوریک و حفاری مناسبتر است. وضعیت تباین چگالی سنگهادر طبیعت به نحوی است که معمولاً سنگهای آذرین و آتشفشانی نسبت به سنگهای رسوبی اطراف عمدتاً دارای چگالی بیشتری هستند. از اینرو تغییرات مقادیر آنومالی های گرانی در سطح زمین بیشتر مربوط به تغییرات لیتولوژی سنگها و یا توده های نفوذیهای آذرین و ساختارهای تکتونیکی منطقه که متاثر از فرآیندها بوده و سبب کاهش یا افزایش میزان تباین چگالی می شود، هستند.
نتایج بررسیهای گرانی در مناطق مختلف جهان نشان میدهد، مقدار آنومالی گرانی بر روی نقشه آنومالی ها در بازهای از مقادیر مثبت تا کم تغییر میکند. این موضوع ناشی از وجود تودههای آذرین و تغییرات کم گرانی و مناطق گرادیانی به دلیل هوازدگی، دگرسانی و ایجاد فضاهای خالی ناشی از حرکت سیالات داغ است که سبب ایجاد چگالی پایین سنگها می شود. با انجام عملیات گرانی سنجی در منطقه شوط 4 محدوده با شرایط بالا دیده شد که براساس شرایط زمین شناسی تنها دو محدوده میانی شرایط لازم برای ادامه فعالیت اکتشافی برای منابع زمین گرمایی را دارند.
.1 مقدمه
روشهای ژئوفیزیکی دارای نقشی کلیدی در اکتشاف مناطق زمین گرمایی می باشند. زیرا که بخش قابل توجهی از اهداف مورد انتظار مطالعات اکتشافی منابع انرژی زمین گرمایی به کمک روش های مذکور تأمین می گردد. در مطالعات اکتشافی ژئوفیزیکی، غالباً برداشت داده ها در سطح زمین صورت گرفته و در نتیجه، به طور غیرمستقیم، پارامترهای فیزیکی سیستمهای زمینگرمایی مشخص میگردد،
علاوه بر این، به کمک روشهای ژئوفیزیکی، می توان سیمای ساختارهای زیرزمینی عمیق و کم عمق منابع زمینگرمایی را مشخص نمود. ضمناً، روش های مذکور، میتوانند به سوالات مهم دیگر در خصوص سیستم های زمین گرمایی از قیبل منشأ حرارت، گسترش مخزن، موقعیت مناطق صعود سیال داغ و تودههای نفوذپذیر و همچنین ارزیابی پتانسیل انرژی زمینگرمایی منبع مورد مطالعه پاسخ دهند.
روشهای به کار گرفته شده در اکتشاف مناطق زمین گرمایی به طور عمده تحت تاثیر اطلاعات موجود مثل شرایط زمین-شناسی و تکتونیکی، نوع سیستم گرمابی و ویژگیهای آبشناسی منطقه می باشند . انتخاب روش ژئوفیزیکی مناسب برای یک منبع زمینگرمایی مشخص بر اساس دما، خواص فیزیکی و شیمیایی سنگ مخزن و سیالات درون آن صورت میگیرد
به هر حال بیشتر روشهای ژئوفیزیکی میتوانند اطلاعات با ارزشی درباره شکل، اندازه و عمق ساختارهای زمینشناسی عمیق تشکیل دهندهی مخازن زمینگرمایی و حتی گاهی اوقات، منشأ حرارتی را در اختیار متخصصین قرار دهند.
روش گرانی سنجی بر این اصل استوار است که گرانی یا شتاب جاذبه زمین در همه جا یکنواخت نیست. وجود سنگ های مختلف با وزن مخصوص متفاوت بر گرانی تاثیر میگذارد. چگالی سنگها به تخلخل، چگالی سیالات پر کننده خلل و فرج و کانیهای تشکیل دهنده سنگ بستگی دارد. بنابراین، سنگهایی که چگالی بیشتری دارند تأثیر زیادتری بر مقدار گرانی اندازه گیری شده میگذارند
به کمک این روش میتوان ساختارهای زیر سطحی را به نقشه در آورد، گسلها و توده های نفوذی زیرسطحی را مشخص نموده و همچنین ضخامت رسوبات در حوزه های رسوبی را تعیین کرد. در حوزه اکتشاف مناطق زمینگرمایی، این روش برای تشخیص تغییرات جانبی چگالی تودههای ماگمایی عمیق به کار میرود که این تودهها ممکن است منشأ حرارت منابع زمین گرمای باشند، . - Gupta & Roy,2007 - در مناطق یادشده، مقادیر گرانی برجای زیاد میتواند نشان دهندهی ساختارهای بالا آمده، هندسه ناهنجار مناطق گسل خورده، و متراکم شدن رسوبات ناشی از فرآیند دگرگونی و نهشته شدن سیلیس باشد
در اکتشاف منابع انرژی زمینگرمایی، برداشتهای گرانیسنجی بیشتر برای مشخص کردن تودههای نفوذی پنهان و تخمین عمق احتمالی آنها، و یا برای مشخص کردن گسلهای پنهان که به عنوان معبری برای عبور گازها و یا سیالات داغ عمل میکنند، انجام میشوند
گودموندسون و میسلوم در سال 1977 با استفاده از روشهای گرانی سنجی و مغناطیس سنجی به مطالعه ساختارهای گرمابی و ساحلی آتشفشان گریمزوتن - Grimsvotn - در ایسلند پرداخته و به کمک روشهای مذکور توانستند موقعیت منابع زمین گرمایی را مشخص نمایند. کاربرد همزمان روشهای ژئوفیزیکی گرانی سنجی، مغناطیس سنجی هوایی و تلوریک در مجموعه زمین گرمایی بخش جنوبی رودخانه رفت - Raft - در آیداهو سبب شناسایی ساختارهای زیرسطحی و لیتولوژی سنگ کف دره گردید
در این مقاله تلاش شده است تا با استفاده از روشهای مدل سازی وارون و تخمین عمق اویلر، موقعیت مکانی منبع انرژی زمین گرمایی در منطقه شوط واقع در جنوب شرق ماکو مشخص گردد.
-2 روش، بحث و بررسی
از دهه 1970 روشهای متعددی جهت برآورد مکان، عمق و هندسه چشمههای میدان پتانسیل به وجود آمده که اکثر آنها بین روشهای گرانی و مغناطیسی مشترک است. اسپیکتور و گرنت روش طیفی را جهت محاسبه میانگین عمق مجموعهای از چشمههای میدان پتانسیل ابداع نمودند. روش آنها بر اساس تجزیه و تحلیل شیب توان بود. کوردیل و همکاران روشی برای مکان افقی منابع مغناطیسی از بیشینه گرادیان افقی گرانی کاذب که از آنومالیهای مغناطیسی محاسبه میشوند را ارائه نمودند.
این روش توسط بلیکلی و سیمپسون به اجرا در آمد و بر آنومالیهای رسوبات ایزوستاتیک امریکا اعمال شد . نبیقیان به طور گسترده اصول روش سیگنال تحلیلی را جهت مکانیابی منابع دو بعدی توصیف نمود. روست و همکاران در سال1996 کاربرد روش سیگنال تحلیلی را برای مکانیابی منابع سه بعدی تعمیم دادند.
برای اولین بار تامپسون معادله همگن اویلر را برای تفسیر دو بعدی دادههای مغناطیسی به عنوان یک روش خودکار به کار برد. بعد از ارائه روش اویلر توسط تامپسون، رید این روش را برای تفسیر سه بعدی دادههای مغناطیسی بکار برد. برای یک میدان گرانی معادله اویلر را میتوان به صورت زیر نوشت .
که در آن، x0 , y0 , z0 مکان چشمه گرانی، g آنومالی گرانی اندازهگیری شده در نقطه مشاهده - x,y,z - و شاخص ساختار - نشان دهنده آهنگ کاهش میدان گرانی - است که در بازه بین صفر تا 3 متغیر است.
مدلهای گرانی ساده از معادله اویلر پیروی می کنند و درجه همگنی به عنوان شاخص ساختار تعبیر میشود که
معیاری برای آهنگ تغییر میدان با فاصله است. معادله را میتوان به شکل زیر نوشت: که در آن g xi , yi , zi دادههای اندازهگیری شده برای میدان کل در نقاط i 1,2,3,... ,n است.
با انتخاب یک پنجره با پهنای مناسب روی دادهها و حرکت این پنجره روی شبکه، این معادله برای پنجره با روش کمترین مربعات حل میشود و پارامترهای چشمه گرانی g , z0 , y0 , x0 برای هر پنجره برای یک شاخص ساختار معین بدست میآید. فرآیند وارون سازی باعث یک عدم قطعیت برای هر یک از پارامترهای برازش شده میشود. این عدم قطعیتها به عنوان معیاری برای پذیرش یا رد جوابهای معادله اویلر بکار گرفته میشوند.
معادله - 2 - در عمل به این صورت است که پنجره شامل تعداد مناسب نقطه گرانی برداشت، منظور میشود. دستگاه معادلات خطی از رابطه بالا تهیه و حل معادلات به صورت عددی است، که نتیجه آن تعیین مختصات یک نقطه از آنومالی زیر سطحی است. یعنی برای نقاط روی پروفیل یا شبکه، می توان مختصات نقاط سه بعدی x,y,z یا دو بعدی x-z را در معادله فوق قرار داده و سپس مقادیر x0 , , z0 یا x0 , y0 , z0 به دست می آید.
با حرکت دادن این پنجره روی شبکه، مختصات تعداد بیشتری نقطه از آنومالی در نهایت به دست میآید. به این منظور پهناهای پنجره متفاوت بر روی این آنومالیها اعمال میشوند تا بهترین پهنا از نظر تراکم جوابها در روی آنومالیها به دست آید. شاخص ساختاری باید از روی مشخصات زمینشناسی منطقه حدس زده شود. در جدول - 1 - شاخصهای ساختاری برای اجسام مدفون مشخص شده است.
