نشریه مهندسی معدن

نشریه مهندسی معدن

مطالعه ساختار یک آبخوان در حوزه آبریز رود مند در استان بوشهر با استفاده از داده‌های مگنتوتلوریک حوزه شنوایی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد
2 استادیار دانشگاه تهران
چکیده
در این پژوهش برای تصویرسازی ساختار منطقه‌ای و سیستم‌های آب زیرزمینی عمیق، داده‌های مگنتوتلوریک حوزه شنوایی(AMT: Audio Magnetotelluric) ثبت شده در 19 ایستگاه واقع در امتداد نیمرخی در جنوب شرقی کمربند ساده چین خورده (SFB) رشته کوه زاگرس، بررسی شده. در ابتدا ابعاد ساختار زیرسطحی منطقه‌ای با استفاده از اسکیو تانسور فاز و ناورداهای چرخشی تانسور امپدانس (Bahr و WAL) طبقه-بندی شده و سپس استرایک ساختار منطقه از روش تانسور فاز تعیین شد. نتایج حاصل از ناورداهای Bahr و WAL در اکثر دوره‌های تناوبی حضور ساختارهای یک‌بعدی و دوبعدی منطقه‌ای متاثر از اعوجاج گالوانیکی محلی را تایید می‌کنند. تجزیه و تحلیل استرایک بر روی تمام داده‌هایی که اختلاف فازهای اصلی آن‌ها بیشتر از 5 درجه است، استرایک منطقه‌ای را حدود N27˚E نشان می‌دهد. پس از چرخش داده‌های امپدانس در راستای استرایک ساختار منطقه، وارونسازی دوبعدی همسانگرد از قطبش‌های مختلف داده‌های امپدانسی و نیز تابع تبدیل ژئومغناطیسی با استفاده از الگوریتم گرادیان‌های مزدوج غیرخطی انجام گرفت. آزمون‌های عددی متعددی انجام گرفت تا مقادیر بهینه پارامترهای تنظیم‌کننده این الگوریتم (τ، α، β و نیز نسبت H/V) تعیین شوند. در ادامه وارون‌سازی قطبش‌های مختلف داده‌های MT انجام گرفت. مدل‌ نهایی تصویر واضحی از ساختار هدایت‌ویژه الکتریکی آبخوان منطقه ارایه می‌دهد. لایه‌ کم‌عمق رسانا حاوی آب شور منطبق با مطالعات هیدروژئولوژیکی قبلی در سرتاسر آبخوان گسترده شده است. این لایه رسانا بر روی پی‌سنگ بختیاری قرار گرفته که از نظر الکتریکی بسیار مقاوم است و مطابق با تحلیل‌های ساختاری قبلی در منطقه با انشعابی از گسل پیشانی کوهستان گسسته شده است. این گسلش امکان چرخش شورابه‌ها بین قسمت‌های عمیق‌تر حاوی نمک‌های تبخیری هرمز و آب‌های زیرزمینی که در اعماق کمتر جریان دارند را فراهم آورده است. در واقع نتیجه حاصل از این مدل‌سازی‌ها برای نخستین بار نقش ساختارهای خطی موجود در این منطقه در شوری بسیار بالای آب‌های سطحی را به تصویر در می‌آورد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Audio-Magnetotelluric exploration of an aquifer structure in the Mond River basin, Bushehr province

نویسندگان English

sakineh najafi 1
mansoureh montahaei 2
1 M.Sc. student, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

The main purpose of this research is to analyze and model the audio-magnetotelluric (AMT) data to study the regional structure and deep groundwater of the Sena- the Shonbe aquifer system in central Zagros. We used challenging methods to determine the dimensionality of the regional structure, evaluate the degree of inherent distortion caused by small-scale, near-surface inhomogeneities, quantify these effects and remove them from MT measurements, and retrieve the main features of the regional geoelectric structure (e.g., its strike direction). Data were collected at 19 stations along the profile in the southeast of the folded belt (SFB) of the Zagros folded belt. First, the regional subsurface structure was classified using impedance and MT tensors rotational invariants (Bahr and WAL invariants). Then, the phase tensor method was used to estimate the strike direction of the regional geo-electric structure. The results of Bahr and WAL invariants confirm regional 1D and 2D structures with local galvanic distortion at most periods. Rotating the data into the strike direction of the regional structure, isotropic two-dimensional inversions of the different polarizations of the impedance data and tipper vectors were performed. The computer program used for this purpose uses the nonlinear conjugate gradient (NLCG) algorithm to minimize the cost function, which consists of data misfit and model roughness. Several numerical tests were performed to determine the optimal values of the parameters regulating this algorithm: τ, α, β, and H/V ratio. Finally, interpretations related to the resulting electrical resistivity cross-section are provided.

کلیدواژه‌ها English

Audio-magnetotelluric
Dimensionality analysis
Distortion
Strike
electrical conductivity
Inverse modeling
Elhamy,A,Tarabees, B.,J, Charlotte,T., J. Younis,M.A.; 2017; “Audio-magnetotelluricsurveysto constrain the origin of a network of narrow synclines in Eocene limestoneWestern Desert,Egypt” Journal of African Earth Sciences, Vol. 136, 168-175. ## Asaue,H., Kubo,T., Yoshinaga,T., and Koik; .2012; Application of Magnetotelluric (MT)Resistivity to Imaging of Regional Three Dimensional Geologic Structures And GroundwaterSystem. Natural Resources Research, Vol. 21, No. 3. ## Tabarmayeh, M., &Zarei, M. (2021). Characterizing groundwater stress in the Mond Basin, southern Iran. 39th National Congress and 4th International Congress of Earth Sciences. ## Rezaee, M. ;2011; “Assessing the controlling factors of groundwater hydrochemistry inMond alluvial aquifer, Bushehr”. Journal of Environmental studies, 37(58), 105-116. ## Mohammadi, Z., Zare, M., &Sharifzade, B. (2012). Delineation of groundwater salinization in a coastal aquifer, Bousheher, South of Iran.Environmental Earth Sciences,67, 1473-1484. ## Tavernier, J. B. (1718). Les six voyages de Jean Baptiste Tavernier: enTurquie, en Perse et aux Indes. H. Scheurleer. ## Talbot, C. J., & Jarvis, R. J. (1984). Age, budget and dynamics of an active salt extrusion in Iran. Journal of Structural Geology, 6(5), 521-533. ## Jahani, S., Hassanpour, J., Mohammadi-Firouz, S., Letouzey, J., de Lamotte, D. F., Alavi, S. A., &Soleimany, B. (2017). Salt tectonics and tear faulting in the central part of the Zagros Fold-Thrust Belt, Iran. Marine and Petroleum Geology, 86, 426-446. ## Sharafi, A., Raeisi, E., &Farhoodi, G. (2002). The effect of Darab salt dome on the quality of adjacent karstic and alluvium aquifers (south of Iran). Acta Carsologica, 31(2). ## Zarei, M., Raeisi, E., & Talbot, C. J. (2012). Karst development on a mobile substrate: Konarsiah salt extrusion, Iran. Geological magazine, 149(3), 412-422. ## Ghanbarian, M. A. (2016). Structural analysis of the Konarsiah and the Mangerak salt domes and its influence in ground water contamination, Zagros foreland folded belt, SW Iran. International Journal of Environmental Sciences, 7(1), 70-82. ## Meju, M. A. (2002). Geoelectromagnetic exploration for natural resources: models, case studies and challenges. Surveys in Geophysics, 23, 133-206. ## Mohammadi, Z., Salimi, M., & Faghih, A. (2014). Assessment of groundwater recharge in a semi-arid groundwater system using water balance equation, southern Iran. Journal of African Earth Sciences, 95, 1-8. ## Chenini, I., &Kouzana, L. (2016). Comment on ‘Assessment of groundwater recharge in a semi-arid groundwater system using water balance equation, southern Iran’by Mohammadi et al.[J. Afr. Earth Sci. 95 (2014) 1–8]. Journal of African Earth Sciences, 118, 313-314. ## Elliott, J. R., Bergman, E. A., Copley, A. C., Ghods, A. R., Nissen, E. K., Oveisi, B., ... & Yamini‐Fard, F. (2015). The 2013 Mw 6.2 Khaki‐Shonbe (Iran) earthquake: Insights into seismic and aseismic shortening of the Zagros sedimentary cover. Earth and Space Science, 2(11), 435-471. ## Caldwell, T.G., Bibby, H. M. & Brown, C. (2004). The magnetotelluric phase tensor. Geophysical Journal International, 158(2), 457-469. ## Marti, A., Queralt, P., & Ledo, J. (2009). “WALDIM: A code for the dimensionality analysisofmagnetotelluric data using the rotational invariantsof the magnetotelluric tensor”. Computers &Geosciences, 35(12), 2295-2303. ## Groom, R.W., and Bailey, R. C.; 1991;“Analytical investigations of the effects of near surfacethree-dimensional galvanic scatterers on MT tensor decomposition”:Geophysics, 56, 496–518. Rodi, W. and Mackie R.L.; 2001;“Nonlinear conjugate gradients algorithm for 2-D magnetotelluric inversion”. Geophysics 66, 174–187. ## de Groot-Hedlin, C., & Constable, S. (2004). Inversion of magnetotelluric data for 2D structure with sharp resistivity contrasts. Geophysics, 69(1), 78-86. ## Ghanbarian, M.A; 2016;“Structural analysis of the Konarsiah and the Mangerak salt domesand its influence in ground water con-tamination, Zagros foreland folded belt, SW Iran” International Journal of Environment and Science, 7, 70–82. ## Collignon, M., Haghipour, N., Lupker, M., Mohammadi, A.,Christl, M., Burg, J-P; 2019;.”Short-time (<10 ka) denudation rates as a marker of active folding in the Zagros Fold Belt (Iran)”.Terra Nova, 31, 111– 119. https://doi.org/10.1111/ter.12376. ## Mohammadi, Z., Zare, M., &Sharifzade, B; 2012;“Delineation of groundwater salinizationin a coastal aquifer, Bousheher, South of Iran”Environmental and Earth Sciences,67(5). 1473-1484. ##
دوره 18، شماره 61
زمستان 1402
صفحه 53-70

  • تاریخ دریافت 28 مهر 1401
  • تاریخ بازنگری 06 آذر 1402
  • تاریخ پذیرش 05 دی 1402