An extensive geophysical survey comprising over 400 MT and 515 gravity stations on the
Korosi, Paka and Silali volcanoes in the northern Kenya rift was conducted in order to
assess the occurrence of geothermal resources in the context of the geophysics of the major volcanic centers. Additional study has also included speculation of magma detectability below the volcanoes.
Resistivity data has been interpreted using 1D joint inversion of magnetotelluric (MT) and
co-located transient electromagnetic (TEM) which has revealed a resistivity pattern
consistent with the existence of several geothermal systems within the study area. Each
geothermal system is characterized by a relatively resistive 100 Ωm surficial layer
overlying a ∼ 10 Ωm low resistivity zone interpreted as the hydrothermally altered clay
cap of the system. Low resistivity is also correlated with clay-rich volcanoclastics
deposited on the margins of the rift adjacent to the volcanoes. The cap overlies a higher
resistivity zone of about 60 Ωm with a top at about 1000 m depth, interpreted as a potential high temperature alteration zone. The trend of moderate high resistivity at the depth of the potential reservoir corresponds to the zone of intense faulting and fracturing as imaged on the surface.
Gravity data has been analysed through estimation of shallow density by testing the
correlation of measured gravity with topography, reviewing results of earlier density
measurements of surface rocks in the Kenya Rift, comparison to regional gravity surveys
that constrained larger scale deeper density contrasts and 2D gravity modeling correlated
with the MT resistivity pattern. Gravity models reveal a dominant 10 to 15 km wide
gravity high of 8 mGal amplitude striking NNE along the inner rift corresponding to high
resistivity outlined at 2 km depth by recent MT studies. Gravity lows due to structures
shallower than 2 km depth at the Paka and Korosi volcanoes have been interpreted as low density bodies within their edifices, likely to consist of either unaltered near-surface
pyroclastics or deeper tuffs altered at 60 to 180°C to hydrothermal smectite clay. The high
resistivity, low density near-surface rocks on the flanks are interpreted to represent
unaltered pyroclastics above the water table, whereas low resistivity, low density bodies
underneath the Paka and Korosi volcanos indicate low density tuffs, hydrothermally altered to hydrated smectite clay. Away from the volcanoes on both East and West low density and low resistivity anomalies flanks the central gravity high. The deeper high density zone below the volcanic inner rift is likely to be a combination of higher temperature, low porosity alteration associated with geothermal reservoirs and/or denser rocks related to intrusions.
Surface fissure swarm correlates with both high gravity and resistivity south of Paka
volcano but northwards between Paka and Silali volcanoes, there appears inconsistency
where the fissure swarm strikes NE but both gravity and resistivity shows a feature west of
the currently active fissure zone. This suggests that the rift has recently moved eastwards.
A preliminary review of geoscientific data has been made to evaluate the developed
geothermal systems within the Kenya rift and use them as analogs for the geothermal
prospects. The comparisons are based on thermal features, geological structures, gravity
anomalies and resistivity signatures. Further, 2D synthetic modelling was performed to
speculate on the size and depth of magma beneath the volcanoes and demonstrate what can be resolved at depth and what cannot. This has also been used to illustrate the limitations of 1D inversion and test the depth and size of magma that can be detected.
Umfangsmiklar jarðeðlisfræðilegar mælingar, yfir 150 Magnetotelluric (MT) mælingar og
þyngdarmælingar á 515 mælistöðum, hafa verið gerðar við eldstöðvakerfin Korosi, Paka
og Silali í norður hluta sigdalsins mikla í Kenía til að meta jarðhitaauðlindir. Samtúlkun
MT-mælinganna við Transient ElectroMagnetic (TEM) mælingar á sama stað sýnir
viðnámsskipan sem bendir til nokkurra jarðhitakerfa innan rannsóknasvæðisins. Öll
jarðhitakerfin hafa viðnámsskipan sem samanstendur af yfirborðslagi með háu
eðlisviðnámi (~ 100 Ωm), ofan lágviðnámslags (~ 10 Ωm), sem er túlkað sem
ummyndunarleirkápa og þakberg yfir jarðhitakerfinu. Neðan lágviðnámskápunnar er
háviðnámskjarni með hærra eðlisviðnámi (~60 Ωm). Þar sem grynnst er á kjarnann er hann
á um 1000 m dýpi. Háviðnámskjarninn er talinn sýna berg með háhitaummyndun.
Háviðnámskjarnarnir eru undir brotasvæðum, þar sem fjölmargar sprungur og misgengi
eru sjáanlegar á yfirborði.
Í þyngdargögnunum er ráðandi 10 til 15 km breið þyngdarhæð (um 8 mGal) eftir innri
sigdalnum með norðnorðaustlæga stefnu, sem fellur vel saman við hátt eðlisviðnám neðan
2 km dýpis. Þyngdarlægðir ofan 2 km dýpis í Paka og Korosi eldstöðvunum eru taldar
endurspegla bergskrokka með litla eðlisþyngd innan eldstöðvanna. Þeir eru líklega annað
hvort úr lausum gosefnum eða dýpra túff með smektít-ummyndun við 60 til 180 °C hita.
Líkön byggð á MT-mælingum voru notuð til að skorða tvívíð eðlisþyngdarlíkön. Eðlislétt
jarðlög með hátt eðlisviðnám til hliðar eru talin vera óummynduð laus gosefni ofan
grunnvatnsborðs, meðan eðlislétt jarðlög með lágt eðlisviðnám undir Paka og Korosi
eldstöðvunum eru talin vera eðlislétt túff, ummyndað í vatnaðan smektít leir. Dýpri
eðlisþung jarðlög undir eldfjöllunum í innri hluta sigdalsins eru talin vera berg með lágan
poruhluta og háhitaumyndun og/eða eðlisþung innskot.
Sunnan Paka er gott samræmi milli kortlagðra brota, þyngdarfrávika og djúps háviðnáms,
en þar fyrir norðan, milli Paka og Silali eldstöðvanna, sést misræmi þar sem sprungureinin
sýnir ákveðna norðaustlæga stefnu, en bæði eðlisviðnám og þyngdarmæligögn sýna frávik
vestan við sprungureinina. Þetta bendir til þess að gliðnun hafi nýlega færst til austurs á
þessu svæði.
Með samanburði á jarðvísindalegum gögnum er gerð tilraun til að draga fram hliðstæður
milli jarðhitasvæða. Samanburðurinn tekur til jarðhita á yfirborði, jarðfræði, þyngdargagna
og viðnámsskipanar, og nær yfir 7 eldfjalla-/jarðhitakerfi. Þá eru gerðir tvívíðir
líkanreikningar til að reyna að meta umfang og dýpi kviku undir eldstöðvunum, til að fá
tilfinningu fyrir því hvað hægt sé að greina með viðnámsmælingum og hvað ekki.
Líkanreikningarnir eru einnig notaðir til að sýna takmarkanir einvíðrar túlkunar
viðnámsmælinga, og til að kanna dýpi og stærð kvikuinnskota sem greina má.
