Processing and Inverting Resistivity Soundings from Mt. Longonot Field, Kenya : An Interpretation of the Subsurface Resistivity Structure in the Context of the Geothermal Field.

Abstract

Exploration of geothermal resources has become an important practice in volcanic regions. Geophysical methods play a major role in surface exploration studies of geothermal resources. Among the geophysical methods used in exploration are resistivity methods as well as seismic, gravity and magnetic methods. Electrical resistivity methods, Magnetotellurics (MT) and Transient Electromagnetics (TEM), which are commonly used in mapping the subsurface resistivity variations, are described in this work. The MT and TEM data, which are used in this study were collected in the Mt. Longonot high temperature geothermal field in Kenya, located within the Great East African Rift System. As a part of this project the data were processed and 1-D inverted, and the results presented as resistivity cross sections and depth slices. Strong geothermal manifestations and recent eruptions are indicative of a heat source under the caldera, which could be at a shallow depth beneath the summit crater. From the results found using 1-D modelling of the MT/TEM data, the resistivity structure of Mt. Longonot field has mainly four resistivity sections. A high resistivity zone of unaltered formations close to the surface, a low-resistivity anomaly observed at shallow depth, a high resistivity zone associated with the change in alteration minerals from low to high temperature mineralogy, and a conductive zone that dominates to the southeast of the study area and just below the summit crater. It could be associated with a heat source. It can be inferred from the study that Mt. Longonot is a fracture controlled geothermal system. This is because the conductive layer is aligned along the eruption centers that are in line with the Tectono Volcanic Axis structure and the numerous volcanic centers to the southeast of the field.

Rannsóknir á jarðhitaauðlindum eru mikilvægar á eldfjallasvæðum og gegna jarðeðlisfræðilegar aðferðir þar lykilhlutverki. Þar má nefna viðnáms- og skjálftamælingar ásamt þyngdar- og segulmælingum. Viðnámsmælingar, MT og TEM eru almennt notaðar til þess að kanna viðnámsskipan sem fall af dýpi. Þeim er lýst hér. MT og TEM gögnum, sem unnið er með í þessu verkefni, var safnað við Longonot háhitasvæðið í stóra gosbeltinu í Austur-Afríku í suðurhluta Kenýa. Longonot er stór eldstöð með öskju í miðju og jarðhita. Hluti verkefnisins var að vinna úr og túlka þessi gögn einvítt og eru niðurstöður sýndar sem viðnámssnið og viðnámskort. Mjög greinileg jarðhitaummerki á yfirborði og nýleg eldgos eru merki um varmagjafa undir öskjunni, líklega á litlu dýpi undir miðjum toppgígnum. Niðurstöðurnar sýna að skipta má berggrunninum undir Longonot í fjórar einingar: Efst er háviðnámslag sem myndað er úr óummynduðu bergi en undir því er lágviðnámslag. Þar undir er víðast hærra viðnám og er það talið tengjast háhitaummyndun. Fjórða einingin er velleiðandi lag sem einkennir svæðið suðaustan til og nær undir tind Longonot eldfjallsins. Lagið er talið tengjast varmagjafa jarðhitasvæðisins. Lega jarðhita á svæðinu virðist stýrast af sprungum þar sem leiðandi lagið liggur í sömu stefnu og gossprungur og samsíða öðrum meginstefnum á svæðinu. Talið er að afrennsli svæðisins sé til suðurs og suðausturs.