Natural Gamma Ray Borehole Logging Technique for Estimating Radiogenic Heat Production in Basaltic Environment, Case study from Kodana region, Southern Syria

• Jamal Asfahani ^[1]
  1. [1] Geology Department, Atomic Energy Commission of Syria
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 62, Nº. 2, 2023, págs. 507-517
• Idioma: inglés
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  • español

    Con el propósito de evaluar la producción de calor radiactivo (HP, por sus siglas en inglés) se han utilizado dos técnicas nucleares en un entorno basáltico de Kodana, en el sur de Siria. Estos son: sondeo de pozos para el registro de rayos gamma de origen natural (Ra) y espectrometría de rayos gamma. Las medidas de Ra se convierten a valores HP con base a la relación de Bucker y Rybach. La subestimación de los valores HP en el caso de estudio del sondo de pozos en Kodana señala la necesidad de una modificación de las constantes de la relación de Bucker y Rybach (0.0158 y 0.8). Por ello se propone establecer una nueva ecuación de la siguiente forma: HP(μW/m3)= 0.037 (Ra(API)+ 4.35, más adecuada para caracterizar HP en ambientes basálticos continentales. Además, su eficacia se ha validado con la estimación y análisis del HP en tres pozos adicionales en la región de estudio. El análisis de 377 puntos medidos a lo largo del pozo Kodana muestra que el Ra varía entre 4.93API y 9.31API, con un valor promedio de 6.83API, mientras que el HP corregido y calibrado varía entre 0.32 y 0.51 μW/m3, con un valor promedio de 0.42 μW/m3. Utilizando multifractales número-concentración y gráficas log-log se distinguen cuatro rangos de valores de HP calibrados en la región de estudio. El primer rango (<0.354μW/m3) está relacionado con basalto denso y masivo; el segundo (0.354–0.41μW/m3) con basalto sólido; el tercero (0.41–0.44μW/m3) con basalto piroclástico, y el cuarto (>0.44μW/m3) con productos de alteración del basalto y arcillas.

  • English

    Two nuclear techniques are used to evaluate the radioactive heat production (HP) in a basaltic environment in the Kodana region, Southern Syria: natural gamma ray borehole logging (Ra) and spectrometry gamma ray. The Ra measurements are converted into (HP) values based on the Bucker and Rybach relationship. The underestimated HP values obtained in this case study of Kodana well require therefore a modification of the Bucker and Rybach relationship constants (0.0158 and 0.8). A new equation is thereafter established and proposed as follows: HP (μW/m3) = 0.037* Ra(API) + 4.35. This equation is more suited to characterize HP in continental basaltic environments. The proposed equation is validated and has proven its efficacy through estimating and analyzing the HP in three additional boreholes in the study region. The analysis of 377 measured points along the Kodana borehole shows that Ra varies between 4.93API and 9.31API, with an average value of 6.83API, while the corrected and calibrated HP varies between 0.32 and 0.51 μW/m3, with an average value of 0.42 μW/m3. Four calibrated HP ranges were isolated in the study region using the multi-fractal concentration number and log-log graphs. The first range (<0.354 μW/m3) is related to hard massive basalt, the second (0.354 - 0.41 μW/m3) is related to hard basalt, the third (0.41 - 0.44 μW/m3) is related to pyroclastic basalt, and the fourth (> 0.44 μW/m3) is related to basalt alteration products and clay