地热勘探技术

发布时间: 2011-03-31 02:31:55   作者:   来源:

1.         电测深法:

    包括电阻率测深和激发极化测深。resistivity sounding简称电测深法。它是在地面的一个测深点上(MN极的中点),通过逐次加大供电电极,AB极距的大小,测量同点的、不同AB极距的视电阻ρS值,研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。电测深法多采用对称四极排列,称为对称四极测深法。

    在AB极距离短时,电流分布浅,ρS曲线主要反映浅层情况;AB极距大时,电流分布深,ρS曲线主要反映深部地层的影响。ρS曲线是绘在以AB/2ρS为座标的双对数座标纸上。当地下岩层界面平缓不超过200时,应用电测深量板进行定量解释,推断各层的厚度、深度较为可靠。电测深法在水文地质、工程地质和煤田地质工作中应用较多。除对称四极测深法外,还可以应用三极测深、偶极测深和环形测深等方法。

2.         大地电磁测深:

    大地磁测深法是利用夭然电磁场作场源, 测量地磁场的三个分量不同周期的变化, 从而求出地下(地壳和上地慢)不同电性层的深度、厚度和电导率, 进而划分地电层位的一种方法。为了便于理解大地磁测深的原理, 不妨先将大家所熟悉的直流电测深、频率测深及磁测深作个比较直流电测深是靠改变供电电极距进行地电分层, 极距加大就可以探测更深的层位频率测深则是靠改变供电频率进行地电分层, 随频率的降低就可以探测更深的层位,大地磁测深法与后者相似, 只是利用夭然电磁场的变化作场源, 但与大地电磁法又不同, 它不测天然变化电磁场中的电场分量, 而只测磁场分量。变化的天然磁场的较高频部分, 反映地电剖面的浅部情况, 低频部分反映地电剖面的深部情况。

    利用磁测深资料求不同电性层的深度与电测深方法完全一样, 都是采用实测曲线与理论曲线拟合的方法与解释电测深资料一样,通过实测Z/H=f(T)曲线与模型理论曲线的对比, 使之达到最佳拟合, 根据这一模型就可以反推出当地地电剖面中各电性层的深度、厚度和电导率。

    大地磁测深和大地电磁测深一样, 都是基于变化的电磁场在导体中感应出电流并产生二次电磁场, 我们在地面所能观测到的是由电离层引起的一次变化电磁场及其在地球内部导电物质中感应出的二次场的总和。地球外部的总磁场可以用磁位的梯度表示。如果把地球简单地假设‘ 为具有不同电导的层位组成的同心球面体(即所谓“ 全球模型“ )可以展开为球面调和级数


 

    系数ie分别对应内部(二次场)和外部场(一次场), 它们是时间(或频率)的函数, a为地球半径。地球表面(r=a)的磁场分量HZ可以由上导出


 

    这里的HZ就是采用全球模型时地表的水平与垂直分量的幅度理论值, 通过全球模型可以求出全球性电性层的深度分布情况。当然, 对于具有横向分布有限的局部导体的地区, 在计算HZ的理论值时, 必须假设一些局部性电导一深度分布模型, 而且要把局部地区的水平分量横向变化梯度也考虑在内。

 

地温勘探法

    地温勘探的基本原理是地热异常区的热量可以通过热的传导作用不断地向地表扩散。通过在地表以下一定深度的温度测量和天然热流量测定,便可圈定出地热异常区,并可大致推断出地下水的分布范围和高温地下热水的分布地段。地温勘探不仅能圈出前部的地热异常,还能把隐伏的地下热水勘察出来。

电法

    电法勘探是利用地壳中多种岩石、矿石间电学性质之差异,基于观测和研究电磁场空间和时间分布规律,来勘察地质构造和寻找有用矿产。地热资源地球物理勘查常用的电阻率法、自然电场法、激发极化法等。电法勘探是除了地温勘探法以外,使用最广泛的地球物理勘查方法,它可用来寻找储热断裂构造,推断地热异常区的分布范围和延伸方向。

大地电磁测探

    大地电磁测探法,简称法,是利用天然存在的变化着的大地电磁场的一种方法,它通过在地面上所观测的大地电磁场来研究地下电性结构。大地电磁测探法不仅能勘探埋藏在地壳浅部的热储,而且可以分析地壳深部或上地慢中形成地热系统的热源及其区域地址和地球物理背景。大地电磁测探法的优点是勘探深度很大,且不用人工场源。对于实测结果的解释,通常遵循从定性到定量,最后进行抵制解释的程序。通过定量解释,可以求出各电性层的电阻率和厚度。

重力探测

    重力探测的原理是基于岩石的密度和产状不同,使大地重力场发生畸变,从而可利用重力并结合其他地质和物探工作来探测地下热水区基底起伏变化及区域性的断裂构造的展布。一般情况下,重力值高的地方时基底凸起,重力值低的地方为凹陷。重力探测的优点是仪器体积小,操作简便,费用较低,效果较好。重力探测也存在局限性,其成果只能反映基底段距较大且两盘基石顶面有显著高差的断层,或者是水平方向宽度大的断层带。

磁法探测

    磁法探测在地面进行,称为地面磁法在空中进行,成为航空磁法。磁法探测主要是了解火成岩的分布,尤其是当岩体近于直立时。利用航磁资料,能有效地确定地热系统的区域地质构造、基底起伏和寻找地下隐伏岩体,还可计算与地热有直接关系的居里深度等深面。磁法还可确定多数高温地热田的热源。

地震法

    地震法勘探地热的原理就是通过测量由地震产生的弹性波来确定岩层的结构和它的力学性能,从而确定于地热系统有关的构造。地震法可分为主动地震法和被动地震法。