工程物探

地球物理勘探方法在地?zé)嵫芯恐械膽?yīng)用

  地球物理勘探適宜于圈定地下深部熱儲(chǔ)的位置(G.邦特巴斯,易志新等譯1988),其任務(wù)是確定與地下熱水有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造,火成巖體的分布、規(guī)模和性質(zhì),查明各種斷裂的方向和性質(zhì),查明第四系覆蓋層各含水層的水文地質(zhì)特征,判斷地下熱水的分布與埋藏狀況等(北京大學(xué)地質(zhì)地理系地?zé)?/a>組,1972)。板塊構(gòu)造與地?zé)?/a>分布有極其密切的關(guān)系(李春昱,1981)。因此,通過(guò)研究板塊構(gòu)造可以為地?zé)豳Y源的探測(cè)提供宏觀上的指導(dǎo)。在地?zé)嵫芯?/a>中地球物理勘探方法分直接和間接測(cè)量溫度、熱儲(chǔ)方法.
 
  直接方法是通過(guò)使用一定的儀器如溫度計(jì)(電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和熱電偶等)、常溫下測(cè)定巖石熱導(dǎo)率的穩(wěn)定平板熱導(dǎo)儀(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所地?zé)?/a>組,1978)、紅外測(cè)溫儀、熱紅外照相機(jī)、輻射儀等,直接測(cè)量地表、近地表和地下,如井、泉和鉆孔的溫度。紅外測(cè)溫作為一種地?zé)?/a>普查方法在上世紀(jì) 70 年代屬于高新技術(shù)。該技術(shù)在國(guó)外應(yīng)用比較早,它利用常用光譜中的中紅外(3-5Lm)和遠(yuǎn)紅外(8-14Lm)對(duì)溫度反應(yīng)敏感來(lái)探測(cè)地?zé)帷T摲椒ㄔ谀承?a href="http://www.rijz.cn/t/地質(zhì).html" >地質(zhì)體中有用,如地下熱水到達(dá)地面且排放量相當(dāng)可觀時(shí),可辨認(rèn)出地?zé)岙惓?。在地面上用機(jī)載或星載紅外測(cè)溫儀接觸(熱敏電阻測(cè)溫計(jì))或非接觸(如紅外輻射測(cè)溫計(jì))方式測(cè)量地表或地下一定深度的溫度,通常對(duì)于圈定熱源位置更精確和迅速.測(cè)量地表的溫度變化,對(duì)于標(biāo)繪出熱異常區(qū)內(nèi)的對(duì)流傳熱帶極為有效(Kappelmeyer O,1974,1979;Sabins,1978)。在合適的情況下,如果測(cè)到兩個(gè)深度處的溫度,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程碩士學(xué)位論文3就可以估算出熱源強(qiáng)度(Sabins,1978)。紅外探測(cè)技術(shù)具有速度快、探測(cè)面積廣等優(yōu)點(diǎn),可作為大面積地?zé)豳Y源普查及了解熱場(chǎng)分布概貌的有效手段(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所地?zé)峤M,1978)。
 
  間接測(cè)量溫度和熱儲(chǔ)的方法是基于過(guò)去數(shù)十年確定地球內(nèi)部巖石物理量的地球物理測(cè)量技術(shù)和解釋技術(shù)的完善,依據(jù)某些與溫度相關(guān)的物理參數(shù)就可以判定出溫度和熱儲(chǔ)的大小(G.邦特巴斯,易志新等譯 1988)。間接方法通常有重力測(cè)量、地電測(cè)量、地磁方法和地震方法。
 
  (1) 重力測(cè)量法:在具有諸如蒸汽或溫泉等地表顯示的熱異常區(qū),常常伴隨有負(fù)的布格異常(Ogawa,1977;Goldsmith and Paulsson,1978)。在詳細(xì)了解地質(zhì)構(gòu)造后,采用重力測(cè)量方法(羅國(guó)平,2000)定量估計(jì)溫度分布,重力測(cè)量結(jié)果有助于確定地?zé)岙惓^(qū)內(nèi)具有最大熱量的位置和勘探孔、開(kāi)采孔的選擇。
 
  (2) 地電測(cè)量法:地電測(cè)量方法是一種比較簡(jiǎn)便的方法,該方法利用地下電阻率的分布確定地?zé)岙惓^(qū)的溫度和熱儲(chǔ)以及控?zé)針?gòu)造(李保國(guó),2000)。自然電位法已用于不少地區(qū)的熱異常研究中,研究表明自然電位異常與溫泉和蒸汽排泄區(qū)位置對(duì)應(yīng)得很好(Onodera,1974;趙聚林,1999;李百祥等,2000)。大地電磁測(cè)深法是上世紀(jì) 60 年代發(fā)展起來(lái)的一種利用不同天然電磁場(chǎng)和可控制的人工電磁場(chǎng),了解地下深層不同深度介質(zhì)的電性分層,用以推斷控制地?zé)嵩杏?、發(fā)生、發(fā)展、儲(chǔ)藏的構(gòu)造以及了解地下熱儲(chǔ)的溫度狀況的方法。該方法若能與天然地震轉(zhuǎn)換波法等配合使用,效果更好(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所地?zé)峤M,1978)。
 
  Santos 等(1996)使用了音頻大地電磁方法調(diào)查了葡萄牙一個(gè)地區(qū)的地?zé)崽?/a>。吳璐蘋、石昆法等(1996)利用可控音頻大地電磁法(CSAMT)對(duì)松山斷裂型地下熱水進(jìn)行了勘探,認(rèn)為 CSAMT 法勘探資源工作效率高,勘探深度大,勘探環(huán)境適應(yīng)范圍寬,并在其專著(石昆法,1999)里系統(tǒng)地?cái)⑹隽?CSAMT 法的基本原理和在地下熱水等探測(cè)中的應(yīng)用。另一種叫瞬變電磁法(TransientElectro-magnetic Methods,簡(jiǎn)稱 TEM)的探測(cè)方法在云南騰沖地區(qū)的地?zé)崽綔y(cè)中得到應(yīng)用(李文堯和廖忠,2002)。
 
  (3) 微震法:反射和折射地震法也已用于一些地區(qū)的熱儲(chǔ)勘探(Majer andMcEvilly,1979)。地?zé)岙惓^(qū)內(nèi)由于蒸汽和熱水的上升流動(dòng),使地面產(chǎn)生微小顫動(dòng)或震動(dòng),發(fā)生局部的蒸汽爆炸,即微震的增加(Ishii,1976)。因此用高精1 引 言4度微震儀探測(cè)可圈定熱水上涌通道、分布范圍等(李春昱,1981),還有可能圈定溫度遠(yuǎn)高于 100℃的熱儲(chǔ)位置(G.邦特巴斯,易志新等譯 1988)。