اكتشاف منابع آب كارستي با تركيب روش‌هاي مغناطيس سنجي و توموگرافي الكتريكي عميق، مطالعه موردي منطقه زوباران، شمال شرقي ايران

Imaging karst aquifers by combining deep electrical resistivity tomography with magnetic surveys, a case study of the Quchan area, NE Iran

روش هاي ژئوفيزيك براي مطالعات منابع آب كارستي و فهم بهتر ارتباط تكتونيك منطقه با پديده كارستي شدن، در روستاي زوباران از توابع شهر قوچان و در داخل آهك هاي سازند تيرگان انجام شد. روش هاي مغناطيس‌سنجي كاربردهاي گسترده اي در اكتشاف گسل ها و شكستگي ها دارد. گسل ها به عنوان يكي از فاكتورهاي فعال كننده پديده كارستي شدن مورد توجه هستند. در مرحله اول مطالعات مغناطيس‌سنجي زميني با رزولوشن بالا خطوارهاي مغناطيسي را در منطقه آشكارسازي كردند. در مرحله بعد مطالعات توموگرافي الكتريكي عميق، بر اساس نتايج مرحله اول انجام شد. سه مقطع توموگرافي الكتريكي دوبعدي با آرايش الكترودي ونر شلومبرگر و حداكثر عمق اكتشافي 250 متر به صورت عمود بر گسل هاي احتمالي (به دست آمده از نتايج مغناطيس‌سنجي) برداشت شد. ابتدا با مدل‌سازي معكوس دوبعدي داده هاي مقاومت ويژه الكتريكي و سپس با نرم‌افزارهاي درون يابي، نمايش سه‌بعدي انجام شد. نتايج مطالعات نشان‌دهنده 2 منطقه با مقاومت الكتريكي پايين است كه مربوط به زون هاي خرد شده يا انحلالي هستند و موقعيت آنها با گسل هاي اكتشاف شده در مرحله قبل مطابقت دارد. در اين مطالعه هدف معرفي و صحت‌سنجي يك فرايند اكتشافي بهينه در مطالعات منابع آب كارستي است. در مرحله اول مغناطيس‌سنجي به عنوان يك روش سريع و ارزان‌قيمت انجام و موقعيت زون هاي مستعد احتمالي با دقت بالايي تعيين مي شود. در مرحله دوم مطالعات دقيق توموگرافي الكتريكي با صرف زمان و هزينه بالاتر در زون هاي مستعد متمركز و عمق و نحوه گسترش نواحي كارستي شده آشكارسازي مي شود.

Geophysical surveys have been carried out to characterize the structure and to better understand the karstic water reservoirs in the Quchan area. Deep 2-D resistivity tomography and magnetic method have been used to detect the most promising zones for new water-well siting. Magnetic method has a common usage in the interpretation of the tectonic framework, faults and fractures that are triggering parameters of karstification phenomena. Therefore a high resolution magnetic survey was carried out as the first detection approach at selected sites in the studied region with the aim of probable buried fault exploration for karstic zone detection. The geomagnetic results detect magnetic anomalies in NW-SE direction agreed with the known faults system in the area. As the second approach, a Deep Electrical Resistivity Tomography (DERT) process has been designed according to magnetic results. Tree sections of 2-D electrical tomography using the Wenner-Schlumberger array has been carried out along a survey line of 100 m and an investigation depth of about 250 m with resolution of 5 m. The 2-D inversion modeling provides suitable information about the exploration targets and essential geological formations. The studies illustrate that low resistivity areas on the sections related to karstic zones. We used this combination of geophysical methods in this study to prove that these geological phenomena can be detected by such quick, economic and confident sequence of geophysical methods.