2-D Magnetotellurics at the geothermal site at Soultz-sous-Forêts: Resistivity distribution to about 3000 m depth

With the aim of investigating the possibilities of magnetotelluric methods for the exploration of potential Enhanced Geothermal System (EGS) sites in the Upper Rhine valley, a 2-D magnetotelluric (MT) survey has been carried out on a 13 km long profile across the thermal anomaly in the area of the geothermal power plant of Soultz-sous-Forêts in the winter 2007/08. Despite strong artificial noise, processing using remote referencing and Sutarno phase consistent smoothing revealed significant results from 10 out of 16 sites. Indication for 1-D structures was found in the shortest periods, 2-D effects in the periods up to 40 s, and 3-D effects in the long period range. Since 3-D effects were found in the longer periods, 2-D inversion was carried out for periods smaller than 40 s. The results of the inversion are consistent with the geology of the geothermal site and distinguish well the sediments from the granitic basement including the structures given by the faults. A conductive anomaly with a resistivity of about 3 Ωm has been found at a depth down to 2000 m in the area of the Soultz and Kutzenhausen faults, which is attributed to geothermal processes.

RésuméDans le but de rechercher les possibilités de méthodes magnéto-telluriques pour l’exploration des sites EGS potentiels dans la vallée du Rhin supérieur, une étude magnéto-tellurique 2-D a été effectuée le long d’un profil d’une longueur de 13 km, au travers de l’anomalie thermique dans la zone de l’usine géothermique de Soultz-sous-Forêts, pendant l’hiver 2007–2008. En dépit d’un bruit artificiel intense, le procédé utilisant l’acquisition de références à distance et un lissage cohérent de phase Sutarno fournit des résultats significatifs pour 10 des 16 sites étudiés. Les effets 1-D sont trouvés dans les périodes courtes, les effets 2-D dans les périodes inférieures à 40 secondes et les effets 3-D dans la gamme des longues périodes. Comme les effets 3-D sont répertoriés dans les périodes plus longues, l’inversion 2-D a été effectuée pour des périodes inférieures à 40 secondes. Les résultats de l’inversion 2-D sont compatibles avec la géologie du site géothermique et distinguent bien les sédiments, du soubassement granitique incluant les structures formées par les failles. Une anomalie de conduction, avec une résistivité d’environ 3 Ωm, a été trouvée au-dessous de 2000 m de profondeur dans la zone de failles de Soultz et Kutzenhausen et elle est attribuée à des processuses géothermales.