اکتشاف لایه های تراورتن مدفون با تلفیق داده های ژئوالکتریک و زمین شناسی در منطقۀ محلات

قدیمی, فریدون

doi:10.22084/nfag.2021.23936.1460

اکتشاف لایه های تراورتن مدفون با تلفیق داده های ژئوالکتریک و زمین شناسی در منطقۀ محلات

نویسنده

فریدون قدیمی

دانشیار گروه مهندسی معدن، دانشکده علوم‌زمین، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

10.22084/nfag.2021.23936.1460

چکیده

بررسیهای ژئوالکتریکی به روش مقاومت ویژه الکتریکی و با تعیین و ارزیابی خصوصیات لایۀ تروارتن زیر سطحی از جمله عمق باطله، ضخامت لایۀ تراورتن و عمق سنگ کف آن از اهداف این مقاله است. علاوه بر بررسی دادههای زمینشناسی، مقاومت ویژه سونداژهای الکتریکی پس از تبدیل از مقاومت ویژه ظاهری به مقاومت ویژه واقعی با نرمافزار RES2DINV نیز تحلیل گردید. این بررسی نشان داد لایههای تراورتن با ضخامت متوسط 15 متر در اعماق 5 تا 80 متری واقع شده و مقاومت ویژه آن به دلیل شکستگی و خردشدگی بسیار متغییر است. تلفیق دادههای ژئوالکتریکی با زمینشناسی سطحی با حفر 9 گمانه و ترسیم نقشههای همضخامت و همعمق تراورتن نشان داد که باطله (خاک و آبرفت) روی تراورتن مدفون دارای عمق 2 تا 80 متر و تراورتن از جنس خالص و ناخالص کنگلومرایی متغییر بوده و سنگ کف تراورتن از جنس کنگلومرای قرمز و شیل و ماسهسنگ تیره است. با تفسیر دادههای مقاومت ویژۀ ظاهری در امتداد نیمرخهای مختلف و تطبیق آنها با اطلاعات زمینشناسی منطقه مشخص شد که مقاومت ویژه بالا را لایههای کنگلومرایی، مقاومت ویژه پایین را آبرفتها و ماسهسنگهای رسی و مقاومت ویژه متوسط را لایههای تراورتن تشکیل داده است. بررسی صحّت دادههای مقاومتسنـجی با لاگهای حفاری نشان داد که دقّت در تفکیک عمق باطله، ضخامت و عمق لایه تراورتن به ترتیب 27، 1 و 63 درصد بوده است. دادههای مقاومت ویژه الکتریکی با پیشبینی عمق سنگ کف تراورتن راهنمای مناسبی جهت تعیین موقعیت و عمق حفاری در تراورتن مدفون منطقه بوده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Exploration of buried travertine layers by combining geoelectric and geological data in Mahallat area

نویسنده [English]

F. Ghadimi

Assoc. Prof., Dept., of Mining Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran

چکیده [English]

Geoelectric studies by electrical resistivity method and by determining and evaluating the characteristics of subsurface travertine layer such as tailings depth, thickness of travertine layer and depth of its floor rock are the objectives of this article. In addition to reviewing the geological data, the resistivity of the electrical conduction sections in one and two dimensions were also analyzed with RES2DINV software after conversion from apparent resistance to real resistance. This study showed that travertine layers with an average thickness of 15 meters are located at depths of 5 to 80 meters and its specific resistivity varies from 120 to 3500 ohm meters due to breakage and crushing. Combining geoelectric data with surface geology by drilling 9 boreholes and drawing maps of both thickness and depth of travertine showed that the tailings (soil and alluvium) buried on travertine had a depth of 2 to 80 meters and travertine is variable. Base rock of travertine is made of red conglomerate and dark shale and sandstone. By interpreting the apparent resistivity data along different profiles and matching them with the geological information of the region, it was shown that the high resistivity is the conglomerate layers, the low resistivity is the alluvium and clay sandstones and the medium resistivity is travertine layers. Examination of the accuracy of resistance data with drilling logs showed that the accuracy in separating the tail depth, thickness and depth of the travertine layer was 27%, 1% and 63%, respectively. Electrical resistance data by predicting the depth of travertine base rock has been a good guide to determine the position and depth of drilling in travertine buried in the area.

کلیدواژه‌ها [English]

Specific resistivity
Geological data
Travertine layer
Drilling operations
Mahallat

مراجع

مرادی، ع.، ا. میرزایی، م.، ریاحی، م. ع.، عباسی، م.، نظرینسب، م (1393) کاوش تودههای نفوذی گرانیتی با استفاده از روش معکوسسازی دوبعدی دادههای مقاومت ویژه ظاهری، کنفرانس ژئوفیزیک ایران، 23 تا 25 اردیبهشت، ص 44-48.

Alile, O. M., Enoma, N., Ojo K. O., Osuoji, O. U (2016) 2 – Dimensional electrical resistivity surveying for mineral deposit in Eguare, igueben lga, south – south, Nigeria. Journal of Scientific Research in Allied Sciences, 2(3): 67-81.

Amadi, A. N., Olasehinde, P. I., Okunlola, I. A., Okoye, N. O., Waziri, S (2010) A multidisciplinary approach to subsurface characterization in Northwest of Minna, Niger State, Nigeria. Bayero. Journal Physics Mathimatical Sciences, 3(1): 74–83.

Anomohanran, O (2013) Investigation of Groundwater Potential in Some Selected Towns in Delta North District of Nigeria. International Journal of Applied Science and Technology, 3(6): 61-66.

Ayolabi, E. A., Adeoti, L., Oshinlaja, N. A., Adeosun, I. O., Idowu, O. I (2009) Seismic refraction and resisitivity Studies of part of Igbogbo Township, south-west Nigeria. Journal Science Research and Development, 11:42-61.

Basokur, A. T (1984) A Numerical Direct Interpretation of Resistivity Sounding Using the Pekeris Model. Geophysical Prospecting, 32(6): 1131-1146.

Da Co, F., Papadopoulou, M., Koivisto, E., Sito, T., Savolainen, M., Valentina Socco, L (2020) Application of surface-wave tomography to mineral exploration: a case study from Siilinjarvi, Finland. Geophysical Prospecting, 68: 254–269.

Dobrin, M. B., Savit, C. H (1988) Introduction to geophysical prospecting (4th edn), Mc Graw-Hill, New York. 245pp.

Ezomo, F. O., Ifedili, S. O (2011) Geophysical Study of Limestone Attributes at Abudu Area of Edo State, Nigeria. Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences, 2: 795-800.

Grellier, S., Reddy, K. R., Gangathulasi, J., Adib, R., Peters, C. C (2007) Correlation between electrical resistivity and moisture content municipal solid waste in bioreactor landfill: Geotechnical Special Publication No. 163, ASCE Press, Reston, Virginia.

Horo, D., Pal, S. K., Singh, S., Srivastava, S (2020) Combined self-potential, electrical resistivity tomography and induced polarisation for mapping of gold prospective zones over a part of Babaikundi-Birgaon Axis, North Singhbhum Mobile Belt, India. Exploration Geophysics, 51: 507–522.

Horo, D., Kumar, S., Pal, S., Singh, S (2021) Mapping of Gold Mineralization in Ichadih, North Singhbhum Mobile Belt, India Using Electrical Resistivity Tomography and Self-Potential Methods. Mining, Metallurgy and Exploration, 38: 397–411.

Kneisel, C (2006) Assessment of subsurface lithology in mountain environments using 2D resistivity imaging. Geomorphology,80: 32-44.

Kumar, S., Pal, S. K (2020) Underground coalfire mapping using analysis of self-potential (SP) data collected from Akashkinaree Colliery, Jharia coalfield, India. Journal of Geology Society India, 95(4): 333–438.

Loke M. H (2004) Tutorial: 2-D and 3-D Electrical Imaging Surveys, email: mhloke@pc.jaring.my.

Ndougsa-Mbarga, T., Yene-Atangana Joseph, Q., Assatsé, W. T., Meying, A., Pactrick Stéphane, P.A (2014) Geoelectrical Inversion Study of Limestone Attributes at Mayo Boki Area (NorthernCameroon). International Journal of Geosciences, 5: 816-825.

Nwachukwu, M. A., Feng, F (2012) Environmental hazards and sustainable development of rock quarries, lower Benue trough Nigeria.OIDA International. Journal of Sustainable Development, 5(6): 51-68.

Nwachukwua, M. A., Nwosu, L. I., Uzoije, P. A., Nwoko, C. A (2017) 1D resistivity inversion technique in the mapping of igneous intrusives; A step to sustainable quarry development. Journal of Sustainable Mining,16: 127-138.

Pierwoła, J (2015) Using Geoelectrical Imaging to Recognize Zn-Pb Post-Mining Waste Deposits. Pollution Journal Environmment Studies, 24(5): 2127-2137.

Rani, K., Guha, A., Subhendu, M., Pal, S. K, Vinod Kumar, K (2018) ASTER data, ground magnetic data, ground spectroscopy and space based EIGEN 6C4 data for identifying potential zones gold sulphide mineralization in Bhukia, Rajasthan, India. Journal Appllied Geophysics, 160: 28–46.

Sudha, K., Israil, M., Mittal, S., Rai, J (2009) Soil characterization using electrical resistivity tomography and geotechnical investigations. Journal of Applied Geophysics, 67: 74-79.

Szalai, S., Szarka, L (2008) On the classification of surface geoelectric arrays. geophysics Prospect, 56: 159-175.

Tahmasbinejad, H (2009) Geoelectric investigation of the aquifer characteristics and groundwater potential in Behbahan Azad University Farm, Khuzestan Province, Iran. Journal of Applied Sciences, 9(20): 3691-3698.

Telford, W. M., Geldart, L. P., Sherif, R. E (1990) Applied Geophysics. 4th Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 860. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9781139167932.