This study investigates for the first time the heat flux distribution in Tanzania, the only East African country intersected by the eastern and western branches of the East African Rift System (EARS). The main goal of the project is to evaluate the geothermal potential of the region by integrating magnetotelluric, magnetic, and gravimetric data and models with existing petrophysical, seismological, volcanological, geochemical and structural information.
At the regional scale, heat flux in Tanzania has been determined from the radially averaged power spectra of the total magnetic field, interpreted as a proxy for the Curie Point Depth. These findings have been correlated to the Moho depth estimates from seismic receiver functions and 3D inversion of gravity data. The results indicate that high heat flow anomalies (exceeding 100 mW/m2) in Tanzania are situated along the EARS at the Proterozoic collision boundaries. Generally, these high heat flow anomalies align with known surface geothermal manifestations and shallow Moho depth (ranging from approximately 30 to 35 km). A high heat flow anomaly has also been detected in the central region of the Tanzanian craton, likely associated with the mantle plume imaged by seismic tomography. According to our findings, the most compelling areas for geothermal exploration in Tanzania are the EARS triple junction in the Rungwe Volcanic Province (RVP), the north Tanzania divergent zone in the eastern branch of the EARS, and the areas of the Proterozoic collision boundaries reactivated by the EARS.
At a more detailed level, the project focuses on the RVP, one of the most promising areas in Tanzania for prospective geothermal resources. High-resolution aeromagnetic data combined with known faults, seismic epicentres, and known surface geothermal manifestations, including thermal springs, hot ground areas, and 3D MT resistivity anomalies are employed to identify concealed structures likely to enhance the permeability of geothermal systems and to delineate structures and formations likely to demarcate the boundaries of geothermal systems within the RVP, particularly in the three most promising prospects: Ngozi (with geothermometry >230°C), Songwe (112°C), and Kiejo-Mbaka (140°C). The 3D resistivity model derived from the inversion of newly acquired and existing magnetotelluric data has been instrumental in updating the geothermal conceptual model of the Ngozi system and defining a new prospective high-temperature geothermal system beneath Rungwe volcano in the RVP.
The 3D MT resistivity inversion results indicate the presence of magmatically heated high-temperature geothermal systems with two discrete reservoirs, a small reservoir below Ngozi caldera and a larger reservoir beneath the Rungwe volcano. A magma chamber is imaged as a deep conductor situated approximately 6 km below the newly identified Ndaga ring structure located between the Ngozi and Rungwe volcanoes and is supported by several young monogenetic eruption centres, the Ngozi volcano to the north that developed into a caldera less than 1,000 years ago and the Rungwe volcano to the south that was formed about 10,000 years ago. The margin of the Ndaga ring structure is defined by the resistive phonolite domes formed approximately 9 million years ago, predominantly overlain by young volcanic lavas and/or pyroclastic materials. Modelling results that have identified the Rungwe geothermal prospect in addition to the previously interpreted Ngozi prospect have significantly expanded opportunities for discovering geothermal resources in the planned drilling campaign.
Structural investigations in the RVP utilizing magnetic data have revealed that the potential areas for geothermal resources in the RVP are located at the intersections between the NW-SE trending intra-rift faults with NE-SW, N-S, and E-W trending faults. These zones of likely enhanced permeability are bounded by generally low permeable Precambrian rocks to the west and east, respectively, which has significant implications for geothermal resource targeting and development in the RVP. As part of the efforts to bolster geothermal resource targeting in the RVP, an updated structural map has been developed based on aeromagnetic data interpretation constrained by 2D-forward modelling of magnetic anomalies, integrated with previously reported faults, seismic epicentres, 3D magnetotelluric resistivity models, and surface geothermal features.
Hér er í fyrsta sinn lagt mat á varmaflæðið í Tansaníu, eina landinu í Austur-Afríku sem er skorið í sundur af bæði eystra og vestra rekbelti Austur-Afríku sigdalsins (EARS). Megin markmið þessa verkefnis er að meta umfang jarðhitans á svæðinu með því að samtúlka MT viðnámsmælingar, og segul- og þyngarmælingar ásamt tiltækum upplýsingum á sviði efnaog eðlisfræði bergsins, jarðskjálfta- og eldfjallarannsókna, jarðefnafræði og höggunar. Svæðisbundið varmaflæði í Tansaníu hefur verið metið út frá meðal aflrófi heildarsegulsviðsins, miðað við dýpi á Curie flötinn. Niðurstöður eru bornar saman við dýpi á Moho samkvæmt viðtökufalli jarðskjálfta og þrívíðri túlkun þyngdarmælinga. Niðurstöður benda til þess að í Tansaníu sé varmaflæði umtalsvert (meira en 100 mW/m2 ) í AusturAfríku sigdalnum við plötuskilin frá frumlífsöld. Almennt falla þessi háu frávik saman við þekkt jarðhitaummerki á yfirborði og lítið dýpi á Moho (um 30-35 km). Há frávik í varmaflæði sjást einnig miðsvæðis í meginlandskjarna Tansaníu og tengjast líklega möttulstróki sem kemur fram í túlkun skjálftamælinga. Samkvæmt okkar niðurstöðum eru áhugaverðustu svæðin til frekari jarðhitarannsókna í Tansaníu við þrípunktinn í AusturAfríku sigdalnum nærri Rungwe eldfjallasvæðinu (RVP), auk fráreksskila sigdalsins í norðurhluta landsins og svæðinu við plötuskilin frá frumlífsöld sem EARS hefur hreyft við á nýjan leik Hér er sjónum einkum beint að Rungwe eldfjallasvæðinu, einu álitlegasta jarðhitasvæði landsins. Niðurstöður flugsegulmælinga með hárri upplausn ásamt staðsetningu þekktra misgengja og jarðskjálfta, jarðhitaummerkja á yfirborði þar með talin goshverir og svæði með háum yfirborðshita auk viðnámsfrávika samkvæmt þrívíðri túlkun MT viðnámsmælinga voru nýtt til þess að kortleggja sprungur sem ekki sjást á yfirborði. Þær geta gefið vísbendingar um góða lekt í jarðhitakerfinu og afmarkað jarðhitakerfin á Rungwe svæðinu, einkum þau þrjú vænlegustu: Ngozi (hiti samkvæmt efnahitamælum >230℃), Songwe (112℃) og Kiejo-Mbaka (140℃). Viðnámslíkan samkvæmt þrívíðri túlkun nýrri og eldri MT mælinga gegndi lykilhlutverki við endurgerð hugmyndalíkans af Ngozi jarðhitakerfinu. Líkanið benti jafnframt til nýs háhitakerfis undir Rungwe eldstöðinni. Þrívíð túlkun MT mælinga bendir til þess að þar sé að finna háhita jarðhitakerfi, varmagjafinn sé kólnandi kvika. Þar séu tveir aðskildir jarðhitageymar, sá minni undir Ngozi öskjunni og sá stærri undir Rungwe eldstöðinni. Kvikuhólf kemur fram sem velleiðandi skrokkur á u.þ.b. 6 km dýpi neðan hinnar nýkortlögðu Ndaga hringlaga myndunar milli Ngozi og Rungwe eldstöðvanna. Tilgátan um kvikuhólf styðst jafnframt við það að þarna eru nokkur stök ung eldvörp, Ngozi eldstöðin fyrir norðan þróaðist í öskju fyrir minna en 1.000 árum síðan og fyrir sunnan er Rungwe eldstöðin sem myndaðist fyrir um 10.000 árum. Barmar Ndaga hringgangakerfisins takmarkast af háviðnáms fónólít-gúlum sem urðu til fyrir um 9 milljón árum. Eftir það hafa ung hraun og/eða gjóska lagst þar ofan á. Niðurstöður reiknilíkana hafa leitt líkur að tilvist Rungwe jarðhitakerfisins til viðbótar við Ngozi kerfið sem var þekkt fyrir. Þar með hafa aukist umtalsvert möguleikar á að finna jarðhita í fyrirhuguðu borverkefni. Sprungukortlagning RVP-svæðisins með segulmælingum bendir til þess að vænlegar jarðhita auðlindir á RVP-svæðinu séu að finna þar sem misgengi í sigdalnum með NV-SA stefnu skera misgengi með NA-SV, N-S og A-V stefnu. Þessi belti þar sem vænta má góðrar lektar afmarkast til vestur og til austurs af bergi frá forkambrium sem er almennt með lélega lekt og gefa þar af leiðandi góðar vísbendingar um jarðhita auðlindina á RVP-svæðinu og nýtingu hennar. Til þess að átta sig frekar á eiginleikum RVP-svæðisins var höggunarkortið betrumbætt með túlkun flugsegulmælinga og tvívíðri túlkun segulfrávika ásamt áður kortlögðum misgengjum, staðsetningum jarðskjálfta, þrívíðum viðnámslíkönum og jarðhita ummerkjum á yfirborði.
Læst til 10.10.2025