نمونه نیروگاه زمین‌گرمایی

نمونه نیروگاه زمین‌گرمایی | منبع: Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0

چکیده

این پژوهش با تلفیق داده‌های زمین‌شیمیایی، ژئوفیزیکی، زمین‌شناسی و سنجش از دور، پتانسیل منابع ژئوترمال کم‌عمق در منطقه مرند استان آذربایجان شرقی را بررسی می‌کند. تکتونیک فعال - که ارتباط نزدیکی با تشکیل کانسارهای کائولینیت شمال مرند دارد - توجه زمین‌شناسان و بخش انرژی زمین‌گرمایی را به این منطقه جلب کرده است.

با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای ASTER و تکنیک نسبت باند، نقشه‌های دگرسانی تولید شد که نشان‌دهنده گسیل‌گرمایی بالا و پتانسیل قوی برای مخازن ژئوترمال در شمال مرند است. کانسارهای کائولین زنوز به عنوان شاخص‌های کلیدی برای شناسایی مخازن بالقوه زمین‌گرمایی عمل کردند.

نتایج نشان می‌دهد منطقه مرند دارای منابع ژئوترمال کم‌عمق قابل توجهی است که می‌تواند در توسعه انرژی پاک نقش مهمی ایفا کند.

مقدمه

انرژی زمین‌گرمایی به انرژی ذخیره‌شده یا تولیدشده در زیر سطح زمین اشاره دارد که شامل گرمای زمین‌گرمایی، سوخت‌ها و انرژی هسته‌ای می‌شود. منابع ژئوترمال کم‌عمق منبع انرژی عالی برای کاربردهای مختلف هستند: بسیار کارآمد و مقرون‌به‌صرفه بوده و می‌توانند ساختمان‌ها را گرم و خنک کنند، آب گرم تأمین کنند و حتی برق تولید کنند.

یکی از رویکردهای امیدوارکننده برای تشخیص انرژی زمین‌گرمایی، فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. با تلفیق بررسی‌های زمین‌شناسی، اندازه‌گیری‌های ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی و داده‌های سنجش از دور در یک پلتفرم واحد، می‌توان دید جامعی از شرایط زیرسطحی به دست آورد.

"درست زیر پای ما انرژی زمین‌گرمایی کافی برای تأمین نیازهای جامعه مدرن وجود دارد و در واقع از نظر تولید انرژی پتانسیل پیشی گرفتن از کل صنعت نفت و گاز را دارد."

زمینه زمین‌شناسی

تاریخ و توسعه منطقه تتیس تأثیر زیادی بر زمین‌شناسی و سبک تکتونیکی ایران داشته است. دو رویداد زمین‌شناسی مهم در اطراف صفحه ایران رخ داده است: اولین رویداد فرآیندهای ریفت گوندوانا و دومین رویداد برخورد صفحه عربستان از جنوب با صفحه ایران.

استان آذربایجان شرقی دارای زمین‌شناسی جذابی است. این استان در شمال غرب ایران واقع شده و به دلیل کوه‌های آتشفشانی و چشمه‌های آب گرم شناخته شده است. کوه آتشفشانی سهند که بلندترین قله در منطقه است، یک آتشفشان خاموش است که آخرین فوران آن حدود ۱۲,۰۰۰ سال پیش رخ داده است.

نقشه زمین‌شناسی شمال غرب ایران

شکل ۲: نقشه زمین‌شناسی شمال غرب ایران با تمرکز بر منطقه مرند

روش‌شناسی

در این پژوهش از رویکرد یکپارچه‌سازی داده‌ها شامل روش‌های زیر استفاده شده است:

سنجش از دور (ASTER)

تصاویر ماهواره‌ای ASTER برای نقشه‌برداری دگرسانی سطحی و ناهنجاری‌های حرارتی استفاده شد. تکنیک نسبت باند برای تقویت امضای طیفی مواد دگرسانی اعمال گردید.

ژئوفیزیک هوابرد

روش مغناطیسی هوابرد برای شناسایی توده‌های نفوذی زیرسطحی استفاده شد. این توده‌ها به دلیل محتوای مگنتیت، امضای مغناطیسی متمایزی ایجاد می‌کنند.

تحلیل‌های ژئوشیمیایی

نمونه‌برداری و تحلیل سنگ‌ها، خاک‌ها و سیالات هیدروترمال برای شناسایی شاخص‌های شیمیایی مرتبط با محیط‌های زمین‌گرمایی انجام شد.

GIS و تلفیق داده‌ها

داده‌های مختلف در پلتفرم GIS تلفیق شدند تا دید جامعی از پتانسیل زمین‌گرمایی منطقه به دست آید.

فلوچارت روش‌شناسی

شکل ۳: فلوچارت روش‌شناسی استفاده شده در این پژوهش

نتایج و بحث

یافته‌های کلیدی این پژوهش عبارتند از:

  • منطقه شمال مرند دارای گسیل‌گرمایی بالایی است که با نقشه‌های دگرسانی و کانی‌شناسی مطابقت دارد
  • کانسار کائولین زنوز فعالیت سیالات هیدروترمال و وجود منابع زمین‌گرمایی را نشان می‌دهد
  • فعالیت‌های جدید معدنکاری در شرق و جنوب شرقی این معدن نشان‌دهنده دگرسانی گسترده توسط سیالات هیدروترمال است
  • گسل‌های منطقه نقش مهمی در هدایت سیالات هیدروترمال و تشکیل کانی‌های رسی داشته‌اند
  • کانی‌های رسی به ویژه کائولینیت، شاخص‌های کلیدی منابع زمین‌گرمایی هستند
نقشه دگرسانی آرژیلیک

شکل ۵: نقشه دگرسانی آرژیلیک منطقه مرند

نقشه گسیل‌گرمایی

شکل ۱۲: نقشه گسیل‌گرمایی منطقه مرند

"بر اساس مطالعات ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی و سنجش از دور، منطقه مرند به عنوان منطقه بالقوه برای منابع ژئوترمال کم‌عمق شناخته شد. وجود فعالیت آتشفشانی، چشمه‌های آب گرم، تکتونیک فعال، توده‌های نفوذی و دگرسانی‌های ناشی از فعالیت سیالات هیدروترمال نشان‌دهنده فعالیت منابع زمین‌گرمایی در این منطقه است."

نتیجه‌گیری

یکپارچه‌سازی داده‌های علوم زمین و تصاویر ASTER مزایای قابل توجهی برای تشخیص انرژی زمین‌گرمایی فراهم کرد. با ترکیب داده‌های منابع مختلف، درک جامع‌تری از شرایط زیرسطحی به دست آمد که پتانسیل انرژی زمین‌گرمایی را برجسته می‌کند.

معدن کائولین زنوز در شمال شهر مرند فعالیت سیالات هیدروترمال و وجود منابع زمین‌گرمایی را نشان می‌دهد. همچنین فعالیت‌های جدید معدنکاری برای اکتشاف و استخراج کائولین در شرق و جنوب شرقی این معدن نشان می‌دهد که سیالات هیدروترمال در محدوده وسیعی باعث دگرسانی و تشکیل کانی‌های رسی، به ویژه کائولین شده‌اند که توسط داده‌های سنجش از دور تأیید شده است.

بنابراین با مطالعات میدانی، بازدیدها و تمرکز بیشتر بر منطقه مرند، می‌توان مناطق مناسب برای حفاری و مطالعات بیشتر را شناسایی کرد. این یافته‌ها مسیر را برای توسعه انرژی پاک در شمال غرب ایران هموار می‌کند.

وابستگی‌های سازمانی:

۱ گروه مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران
۲ گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

تاریخ دریافت: ۱۵ مارس ۲۰۲۵ | تاریخ پذیرش: ۲۵ ژوئیه ۲۰۲۵ | انتشار آنلاین: ۲۹ ژوئیه ۲۰۲۵