Exploration for hydrothermal geological reservoirs by geophysical methods in the Mongol-Baikal region

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents the study on the prospects of the exploration for hydrothermal geological reservoirs in the Mongol-Baikal region using geophysical methods. For the purpose of the study, the following methods have been used: transient electromagnetic sounding, vertical electromagnetic sounding, and induced polarization method. The above methods have proved effective in the selecting the objects with contrast resistivity at various depths. The low resistance (5-10 Om·m) of the hard rock can be caused by the presence of fractured zones with high-temperature mineralized solutions, i.e hydrothermal reservoirs. As a result of the surface geophysical studies carried out at different depths at the reference site (Shivert hydrotherm deposit, Arkhangai aimak, Mongolia) and at the prospective site in the vicinity of Sangiyin-Tolgoi volcano (7-8 km from the regional center Tsetserlag), hydrothermal geological reservoirs isolated from the day surface have been identified. The Shivert hydrothermal deposits with a temperature of 67 °С have been brought to the surface with shallow boreholes up to 78 m deep. At the prospective site located within the internal deflection of the Khangai synclinorium, the hydrothermal geological reservoir is at a depth of over 700 m. A 400 m deep borehole drilled in this section brought the pressure water with a temperature of up to 16 ºС to the surface in spite of the cold water influx in the lower 100-meter interval. The thermal state of the underground hydrosphere of the Khangai arch uplift has been estimated using hydrogeochemical geothermometers, based on the chemical composition of more than 20 thermal sources. The underground hydrosphere of the Khangai arch uplift with its high temperatures associated with magmatogene thermal anomaly is of great practical interest. The thermal waters of the Mongol-Baikal region are concentrated in the thermal effluent fault zones and in the presence of overlapping sedimentary deposits, do not always make their way to the day surface. The above geophysical methods are suitable for the exploration for such hydrothermal reservoirs.

About the authors

P. S. Badminov

Institute of the Earth's Crust, SB RAS

Email: prokop_sbad@mail.ru

D. Surmaajav

“Mongol Us” Corporation

Email: surmaajavdamdin@yahoo.com

A. Yu. Eskin

Institute of the Earth's Crust, SB RAS

Email: eskin@crust.irk.ru

M. S. Shkirya

Irkutsk National Research Technical University

Email: ms.shkirya@gmail.com

References

  1. Blodgett L., Slack K. Geothermal 101: basics of geothermal energy production and use. Washington: Geothermal Energy Association, 2009. 55 p.
  2. Намнандорж О., Цырен Ш., Нямдорж Ѳ. БНМАУ-ын рашаан. Улаанбаатар: Изд-во УХГ, 1966. 468 с.
  3. Лысак С.В. Геотермия южных районов Восточной Сибири // Геофизические исследования в Восточной Сибири на рубеже XXI века: сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1996. С. 17–23.
  4. Рассказов С.В., Чувашова И.С., Мордвинова В.В., Брандт И.С., Брандт С.В., Ершов К.В. Развитие кайнозойского магматизма Центральной Азии как выражение процессов образования Саяно-Монгольского низкоскоростного мантийного домена // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса: материалы науч. совещ. по интеграционным программам Отделения наук о Земле СО РАН. Вып. 4. Т. 2. Иркутск: Изд-во ИЗК СО РАН, 2006. С. 95–98.
  5. Саватенков В.М., Ярмолюк В.В., Кудряшова Е.А., Козловский А.М. Источники и геодинамика позднекайназойского вулканизма Центральной Монголии по данным изотопно-геохимических исследований // Петрология. 2010. Т. 18. № 3. С. 297–327.
  6. Ярмолюк В.В., Козловский А.М., Кузьмин М.И. Зональные магматические ареалы и анорогенное баталитообразование в Центрально-Азиатском складчатом поясе: на примере позднепалеозойской Хангайской магматической области // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 3. С. 457–475.
  7. Турутанов Е.Х. Крупнейшие гранитоидные плутоны Земли: форма и размеры. Бо-Бассен: Lambert Academic Publishig, 2019. 80 с.
  8. Поляк Б.Г., Хуторский М.Д., Каменский И.Л., Прасолов Э.М. Тепломассопоток из мантии на территории Монголии // Геохимия. 1994. № 12. С. 1693–1705.
  9. Филиппова И.Б. Основные черты строения и развития Хангайского синклинория // Геотектоника. 1969. № 5. С. 77–95.
  10. Колонин А.Г. Возможности использования результатов сейсмического просвечивания для обнаружения локальных неоднородностей // Геология и геофизика. 1989. № 3. С. 101–110.
  11. Иселидзе О.В., Жуков В.С., Цыбульский С.П., Баянова Н.Г. Влияние температуры на удельное электрическое сопротивление водонасыщенных образцов песчаника // Вести газовой науки. 2014. № 4 (20). С. 184–187.
  12. Бадминов П.С., Мироманов А.В., Оргильянов А.И., Крюкова И.Г., Тарасов И.А., Степаненко А.В. Перспективы поисков термальных вод в Усть-Селенгинском артезианском бассейне // XX Всероссийское совещание по подземным водам востока России. Иркутск: ООО «Географ», 2012. С. 285–288.
  13. Oyuntsetseg D. Geochemical characterization of the thermal fluid from Khangay area, Central Mongolia // Geothermal Training in Iceland. Reykjavik: UNU-GTP, 2009. P. 125–150.
  14. Лаврушин В.Ю., Маковозов А.О. Температура минеральных вод – отражение магматогенной термоаномалии в районе вулкана Казбек // Вестник Владикавказского научного центра. 2004. Т. 4. № 3. С. 33–40.
  15. Kharaka Y.K., Mariner R.H. Chemical geothermometers and their application to formation waters from sedimentary basins // Thermal history of sedimentary basins. Methods and case histories. New York: Springer-Verlag, 1989. P. 99–117.
  16. Philip H., Cisternas A., Gvishniani A., Gorshkov A. The Caucasus: an actual example of the initial stages of continental collision // Tectonophysics. 1989. Vol. 161. P. 1–21. https://doi.org/10.1016/0040-1951(89)90297-7
  17. Fournier R.O., Truesdell A.H. An empirical Na-K-Ca chemical geothermometer for natural waters // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1973. Vol. 37. Iss. 5. P. 1255–1275. https://doi.org/10.1016/0016-7037(73)90060-4
  18. Голубев В.А. Тепловые и химические характеристики гидротермальных систем Байкальской рифтовой зоны // Советская геология. 1982. № 10. С. 100–108.
  19. Голубев В.А. Кондуктивный и конвективный вынос тепла в Байкальской рифтовой зоне. Новосибирск: Гео, 2007. 222 с.
  20. Рассказов С.В., Чувашова И.С., Ясныгина Т.А., Фефелов Н.Н., Саранина Е.В. Калиевая и калинатровая вулканические серии в кайнозое Азии. Новосибирск: Гео, 2012. 351 с.
  21. Лысак С.В., Дорофеева Р.П. Термальное состояние литосферы в Монголии // Геология и геофизика. 2003. Т. 44. № 9. С. 929–941.
  22. Дорофеева Р.П. Тепловой поток территории Монголии // Глубинное строение и геодинамика Монголо-Сибирского региона: сб. стат. Новосибирск: Наука, 1995. С. 123–145.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).