MT çalışması Aluto-Langano, Etiyopya’daki magmatik-hidrotermal sistemi modelliyor

Etiyopya'daki Aluto-Langano jeotermal sisteminin MT modeline dayanan 3 boyutlu illüstrasyon (kaynak: Lina Jakait LinkedIn aracılığıyla)

Merve Uytun 29 Ağu 2023

Etiyopya’daki Aluto yanardağının manyetotellürik (MT) görüntülemesini içeren iki çalışma, bölgenin yeraltı magmatik ve hidrotermal sistemleri hakkında önemli bilgiler sağlıyor. Bunlar, Etiyopya’da faaliyet gösteren tek jeotermal enerji santraline ev sahipliği yapan Aluto-Langano jeotermal alanının anlaşılması açısından kritik öneme sahiptir.

MT modellemesinden elde edilen 3 boyutlu görüntüler daha sonra Lina Jakaite tarafından yapılan 3 boyutlu illüstrasyonun temeli olarak kullanıldı.

Referans çalışmaları aşağıdaki gibidir:

• Aluto-Langano jeotermal rezervuarında jeofiziksel olarak yönlendirilmiş kuyu konumlandırması ( https://doi.org/10.1190/geo2022-0617.1 )

• Etiyopya Rift’in Merkezi Segmentinde Riftleşme, Transkabuksal Magmatizma ve Jeotermal Kaynakların Oluşumunun Etkileşimi Üzerine 3 Boyutlu Manyetotellürik Görüntülemeyle Ortaya Çıkan Bilgiler ( https://doi.org/10.1029/2022JB025849 )

Çalışmaların yazarlarına Friedemann Samrock’a teşekkür ederiz.Alexander Grayver,Marie Luise Texas Dambly,Madeleine R. Müllerve Martin O. Saar’a, çalışmaları bu makale için materyal olarak kullanmamıza izin verdikleri için teşekkür ederiz.

Aluto-Langano jeotermal alanı

Etiyopya’daki jeotermal kaynaklar, daha büyük Doğu Afrika Rift’inin kuzey kısmı olan Ana Etiyopya Rift’i (MER) boyunca aktif magmatizma etrafında toplanmıştır. MER’deki riftleşmeye bağlı magmatik süreçler, magmanın alt kabuktan yüzeye taşınmasına yol açar. Bu sürecin neden olduğu sığ girintiler, magma kaynaklı jeotermal sistemlerin oluşumu için ideal jeolojik ortamı sağlar.

Etiyopya’da jeotermal enerji gelişimi, ülkenin ilk jeotermal enerji santralinin bulunduğu Aluto-Langano’da en ileri düzeydedir. Aluto-Langano’daki pilot enerji santralinin kurulu gücü 7,3 MWe’dir. Şu anda Aluto-Langano’da toplam 75 MWe kapasiteye ulaşma hedefiyle yeni kuyuların açılmasıyla genişletme çalışmaları yapılıyor .

1981’den bu yana Aluto-Langano’da toplam 13 kuyu açıldı. Bu, jeotermal kaynağın sınırlarının belirlenmesine ve yukarı akış ve çıkış bölgelerinin belirlenmesine yardımcı oldu.

MT veri kaynakları ve işleme

Çalışma, merkezi MER boyunca bölgesel ve yerel MT araştırmalarından toplanan verileri kullanıyor. RiftVolc Projesi ( Hübert & Whaler, 2020 ) kapsamında toplanan bölgesel veri seti, yarık boyunca ~120 km uzunluğunda bir profil boyunca dağıtılan 33 MT istasyonundan ve ortalama konum ile ~32 ve 60 km uzunluğunda iki profilden oluşur. 4 ila 13 km arasındaki mesafeler.

ETH Zürih ve Etiyopya Jeolojik Araştırması (GSE) ( Samrock ve diğerleri, 2010 ) tarafından toplanan yerel veri seti, Aluto yanardağının yapısını (15 x 15 km ² ) kapsayan ortalama 165 MT sahasından oluşmaktadır. 0,7 km aralık. Çalışma alanındaki MT transfer fonksiyonunun periyot aralığı ve ortalama elektriksel iletkenlik dağılımı göz önüne alındığında, penetrasyon derinliğinin yaklaşık 0,5 ile 92,5 km arasında değiştiği hesaplanmıştır, bu sayede hem yüzeye yakın hem de kabuk ölçekli yapıların görüntülenmesi için yeterli bir aralık sağlanmaktadır.

MT verilerinin sayısal 3D modellemesi ve ters çevrilmesi GoFEM kullanılarak yapıldı; bir 3D ters çevirme kodu, ileri ve ters modelleme için uyarlanabilir ağ iyileştirme tekniklerinden yararlanan sonlu elemanlar tekniğine dayanmaktadır. GoFEM ile oluşturulan ağlar uyumsuz altı yüzlü hücrelerden oluşur. Bu, çalışma alanının arazisi göz önüne alındığında çok önemli olan gerçek topografyanın doğru bir şekilde dahil edilmesine olanak sağladı.

Nihai model ve yorumlama

Modeldeki en büyük elektriksel iletkenlik anomalisi , elektriksel olarak iletken magmatik eriyik olduğu anlaşılan C3 iletkenidir . Elektriksel iletkenlik modeli, eriyiğin SDFZ’nin görüntülenen alt kabuk bölümü boyunca düzgün bir şekilde dağılmadığını, bunun yerine Aluto’nun BGB’si ile mekansal olarak sınırlı bir bölgeye odaklandığını göstermektedir. C3’ün yanal uzantısı yarık boyunca yaklaşık 50 km ve yarık boyunca 30 km olup maksimum kalınlığı ~15 km’dir.

C3 anomalisi, dik eğimli bir iletken kanal C2’nin görüntülendiği merkezi yarık ekseninde sona ermektedir . Bu anomali, eriyiğin daha derindeki eriyik göllenme bölgesinden (C3) Aluto’nun altındaki sığ magmatik sisteme doğru göç ettiği magma çıkış kanalı olarak yorumlanır.

Daha sığ derinliklerde, yarığın tüm genişliği boyunca uzanan, elektriksel olarak iletken bir katman (C1) elde ederiz. Bu iletken, çatlaklı bir akifer olarak sınıflandırılan sığ bir piroklastik ve lav tabakası ile ilişkilidir; yüksek iletkenlik, gözenek sıvısı iletiminin ve kil gibi iletken bir toprak bileşeni yoluyla iletiminin süperpozisyonuna atfedilir.

Bu elektrik direnci R1, Gademotta kalderasındaki Bouguer yerçekiminin yüksek bulgularıyla tutarlı olarak, onu soğutulmuş müdahaleci kaya olarak yorumlayan önceki MT çalışmaları tarafından zaten görüntülenmiştir.

Aluto-Langano jeotermal sahası için iletkenlik modelinin, verimli kuyularla benzer litolojilerle karşılaşılmasına rağmen ilk kuyuların (yani LA-1 ve LA-2) düşük üretkenliğiyle tutarlı olduğunu belirtmekte fayda var. Muhtemel açıklama, verimsiz LA-1 ve LA-2 kuyularında karşılaşılan hidrotermal alterasyon ürünlerinin, yerel olarak daha yüksek paleo sıcaklıkların mevcut olduğu geçmişte oluşmuş olmasıdır.

Modelde LA-1 ve LA-2 kuyularının altında dikkate değer miktarlarda eriyik varlığına ilişkin hiçbir kanıt bulunamamıştır. Model, bu üretken olmayan kuyuların altında yalnızca düşük elektrik iletkenliklerini ortaya koyuyor; bu da soğumuş kristalin kayanın göstergesi.

3 boyutlu illüstrasyon

Lina Jakaite, çalışmadaki MT modelinin parametrelerine dayanarak, Aluto-Langano jeotermal alanının altındaki magmatik-hidrotermal sistemin 3 boyutlu bir resmini oluşturdu. Şekil hem sığ volkanik barındırılan jeotermal sistemi, hem de sıvı akışını kontrol eden yapıları ve volkanik sistemi besleyen magmatik eriyiği göstermektedir.

Kil kapağının boyutu ve konumu ile magmatik eriyik gibi önemli bileşenleri yansıtan gerçek MT modelinin çizimin temeli olarak kullanıldığını belirtmekte fayda var.

Kaynak: ThinkGeoEnergy