李占星

摘要：能源短缺已經(jīng)成為世界性的難題，而地?zé)嶙鳛榭稍偕木G色能源目前已經(jīng)得到了越來越多的重視，應(yīng)用范圍也日趨廣泛。但是地?zé)豳Y源的開發(fā)風(fēng)險性較大，對于前期工作的要求比較好，因而可以從地球化學(xué)勘查、抽水試驗、地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查以及地?zé)崃黧w分析測試等方面進行前期地?zé)峥辈?。本文就地?zé)峥辈橹械母鞣N技術(shù)的綜合運用進行了分析，以期可以為我國地?zé)豳Y源開發(fā)成效的提高提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查；地球物理勘查；地球化學(xué)勘查；綜合運用

地?zé)豳Y源的開發(fā)有利于我國能源規(guī)劃的實施，作為清潔性可再生能源地?zé)豳Y源的大范圍推廣也可以推動環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。為了提高地?zé)豳Y源的開發(fā)效率需要做好前期勘查工作，根據(jù)地質(zhì)狀況和技術(shù)水平確定合理的施工方案，進行抽水試驗確定合理的開采量，除此之外還需要進行地?zé)崃黧w樣分析測試，為地?zé)豳Y源的使用方向和開發(fā)施工提供依據(jù)。

一、地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查

1.1調(diào)查區(qū)域特點

對于地?zé)岬刭|(zhì)的調(diào)查對象主要是斷裂深循環(huán)型地?zé)崽?。在實際情況中，這一類型的地?zé)崽锿植寂c基巖山區(qū)，屬于對流型的水熱系統(tǒng)。斷裂深循環(huán)型地?zé)崽镆话銇碚f，主要以面積較大的基巖大斷裂作為控?zé)釘嗔?，而較小規(guī)模的斷裂則為斷熱斷裂：在分布形態(tài)主要呈“人”字型分布。斷裂規(guī)模較大的控?zé)岫瓮纬蓵r間相對較早，斷裂深度較深，有的甚至斷裂深度能夠達到上地幔，這一種斷裂是活動殼斷裂的一種，地理性質(zhì)比較活躍，往往會有比較頻繁的反復(fù)運動。當出現(xiàn)降水時，雨水通過地表斷裂處流入斷裂帶底部，與從底部上涌的熱量相遇，從而出現(xiàn)地?zé)崃黧w。而對導(dǎo)熱斷裂帶來說，它們形成的時間往往比較晚，在規(guī)模上比較小，寬度窄深度淺，基巖較為破碎，因此熱水以及熱流容易通過這些縫隙到達表層與地表常溫水結(jié)合形成溫泉。

1.2地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查重點

在進行斷裂深循環(huán)型地?zé)豳Y源的勘查時必須要注意以下五點。一是需要先充分做好二手資料的收集以及整理工作，通過挖掘過去地質(zhì)調(diào)查工作中的調(diào)查成果，來對地?zé)崽锏男纬稍蛞约耙?guī)模特性做出初步的基本判斷。在實地勘查之前需要對調(diào)查區(qū)域的基礎(chǔ)地質(zhì)資料進行收集和查閱，對地?zé)豳Y源的形成、地質(zhì)構(gòu)造、巖漿巖分布以及區(qū)域地層有初步的了解，明確調(diào)查的方向。二是需要針對地?zé)崽镏車貐^(qū)的基本地質(zhì)情況進行調(diào)查，包括地層結(jié)構(gòu)、水文情況、巖石特性以及儲熱層狀況等相關(guān)地理信息。做好巖漿巖和地層分布狀況的調(diào)查，明確區(qū)域地層概況，分析地?zé)豳Y源的產(chǎn)量狀況并對熱儲層和熱儲蓋層進行劃分。三是溫泉的調(diào)查，導(dǎo)熱斷裂的存在是溫泉形成的根本原因，因而可以通過對溫泉露出部分的水文地質(zhì)的調(diào)查推測導(dǎo)熱斷裂的相關(guān)問題，對溫泉的變化情況進行歸納。對于地表溫泉進行調(diào)查，包括存在溫泉區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況、水文情況以及巖石性質(zhì)等，要研究溫泉的動態(tài)變化情況。四是將導(dǎo)熱斷裂和控?zé)釘嗔炎鳛檎{(diào)查的重點包括斷裂的范圍、產(chǎn)狀、發(fā)育程度以及力學(xué)性質(zhì)等等。需要探究控?zé)釘嗔岩约皩?dǎo)熱斷裂的具體位置，對這兩者的形狀以及破碎點的分布都有著清楚的認識。五是物探方法的布置，結(jié)合調(diào)查區(qū)域的地質(zhì)地貌進行物探方法布置位置的確定。

二、地球勘查

2.1地球物理勘查

物探工作的布置需要圍繞露出點進行，以導(dǎo)熱斷裂影響深度、位置、富水性等的探測作為勘查的目的。常用的地球物理勘查方法包括測探法、瞬變電磁法、視電阻率剖面法等等。當?shù)責(zé)岽嬖诿黠@的異常時可以采取地溫測量對上述勘查結(jié)果進行補充。一般來說勘探線需要垂直于斷裂進行布置，長度不應(yīng)超過地?zé)崽锏倪吔纾瑢τ诿黠@異常的區(qū)域需要提高重視程度，進行加密控制，物理勘查的測量距離需要存在一定的差別。之后可以在明確地?zé)崽锓植挤秶瓦吔绲幕A(chǔ)之上對于存在地?zé)崦黠@異常的區(qū)域進行機電測探點的布置，從促進極化異常的激發(fā)，根據(jù)此進行地?zé)峋恢玫拇_定。

新生代凹陷帶以傳導(dǎo)型的沉積盆地型地?zé)崽镙^為常見，因而地表往往無溫泉出露，而且地?zé)岙惓，F(xiàn)象也不明顯。進行地球物理勘查時要提高對于砂礫巖、新近系半膠結(jié)砂巖的重視，這兩種巖類具有孔隙度較大、富水性好的特點。一些新近系厚度較小的凹陷帶受到地質(zhì)條件的限制熱儲層大多為古近系砂層，但是這種巖類的成巖程度比較高導(dǎo)致地下水的流量也比較小。在進行物理勘探時如果將鉆孔設(shè)置在斷層附近時，涌水量會稍大一些但與新近系熱儲層仍然存在較大的差距?？梢圆捎么蟮仉姶艤y探法、瞬變電磁法等進行勘查，對地?zé)崽锏膮^(qū)域的古近系和新近系的斷裂位置、產(chǎn)狀、埋深以及厚度進行查明?？碧骄€垂直于隱伏斷裂帶布置，在重點測區(qū)可以適當增加測點的數(shù)量。

在初步勘查結(jié)束之后可以在預(yù)制地?zé)峋浇蛘呤瞧渌漠惓５投诉M行地震勘探線的布置，查明重點區(qū)域的熱儲層埋深、巖性、厚度以及地?zé)峋纳疃?、位置等情況，結(jié)合調(diào)查結(jié)果對當?shù)氐牡責(zé)豳Y源可利用情況進行預(yù)測，包括熱儲層段以及相應(yīng)的巖石性質(zhì)。鉆孔工作完成之后需要在地?zé)峋┕そY(jié)束之前對其進行全面的物理勘查，物探參數(shù)包括自然電位、地?zé)峋疁囟?、視電阻率以及自然伽馬等，技術(shù)人員可以根據(jù)相關(guān)的測量曲線對地層進行劃分，確定出地?zé)豳Y源可以利用的熱儲層位置、巖性、厚度以及溫度等參數(shù)，為地?zé)峋拈_發(fā)方案制定提供依據(jù)，確保地?zé)峋馁|(zhì)量和地?zé)豳Y源開發(fā)效率。

需要注意的是為了確保地?zé)岬厍蛭锢砜辈榈臏蚀_性可以將實地的物探資料與區(qū)域地質(zhì)背景資料和地?zé)峋嚓P(guān)資料進行緊密的結(jié)合，確保結(jié)果的準確性。斷裂深循環(huán)型地?zé)崽锏牡責(zé)峋粸橹勾_定至關(guān)重要，對此可以將化探資料與物探資料進行結(jié)合，提高地?zé)峋_發(fā)的成功率，降低地?zé)豳Y源利用的風(fēng)險性。

2.2地球化學(xué)勘查

一些斷裂深循環(huán)型地?zé)崽锏乃疅峄顒颖容^強烈就會導(dǎo)致淺層地溫異常情況的出現(xiàn)，淺層部分的土體和地下水也會存在地球化學(xué)異常。巖土中的B、zn、Rb、以及As等都與熱水存在密切的關(guān)系，淺層地?zé)峄顒訌娏业牡蜔崃窟@些元素的含量往往要高于正常水平，因而可以采取地球化學(xué)勘查作為地?zé)峥辈榈闹匾侄??？梢栽诘責(zé)崽锏膶?dǎo)熱斷裂處土壤進行采樣剖面的布置，為了避免人類活動影響勘查結(jié)果準確性以采集地表下部超過一米土體作為測量樣比較前方。對土壤樣的Hg、Sb、Bi等與水熱活動關(guān)聯(lián)較大的微量元素進行測試。對測區(qū)的土壤樣本中的化學(xué)元素進行分析和比對時可以將該地區(qū)的背景值作為正常的化學(xué)元素含量值，土壤測試結(jié)果與背景值進行比較，達到背景值的兩倍以上時則認為異常?？梢詫y量結(jié)果按照分元素編制的方式制成化學(xué)元素含量剖面圖。地球化學(xué)勘查是控制地?zé)徇吔绲闹匾侄?。在實際的地?zé)峥辈橹锌梢詫⑽锾狡拭媾c化探剖面重合對異常進行綜合的對比，從而確保地?zé)岙惓７秶Χǖ目茖W(xué)性。水樣的采集點布置盡可能均勻，出露地表的溫泉必須進行采樣，于此同時淺層地下水以及周圍的其他井泉水也需要采樣，當淺層地?zé)崴休^之普通井水的上述幾種金屬離子較多時則表明該區(qū)域存在物質(zhì)交換以及較強的水熱活動的可能性較大。

三、地?zé)崃黧w分析測試和抽水試驗

3.1地?zé)崃黧w分析測試

地?zé)崃黧w分析測試一般在抽水試驗結(jié)束之前進行，技術(shù)人員可以在地?zé)峥辈閰^(qū)域內(nèi)進行地?zé)崃黧w樣的采集，之后根據(jù)需要測試的項目進行實驗的設(shè)計和執(zhí)行。必須要對地?zé)崃黧w樣進行全方位的分析，常用的分析項目包括放射性同位素14c、3H、穩(wěn)定性同位素180、34S以及2H、理療熱礦水的線管項目以及飲用天然礦泉水的相關(guān)項目測試等等。可以對各項目的分析結(jié)果進行綜合的分析和整理，以此作為地?zé)豳Y源開發(fā)利用方向選擇的依據(jù)。放射性同位素的測試主要是為了對地?zé)崃黧w的生成年齡進行判斷，而穩(wěn)定同位素則可以作為地?zé)崃黧w補給來源確定的依據(jù)。

3.2抽水試驗

地?zé)峥辈槌樗囼灥拇螖?shù)以三次為宜，在試驗之前必須要對地?zé)峋M行徹底的清洗，確保水質(zhì)的清澈和砂石的潔凈。穩(wěn)定流抽水試驗常常按照從大到小的順序進行。地?zé)峥辈槿藛T需要時刻留意水位的狀況，根據(jù)水位的變化進行水位回復(fù)曲線的繪制。水位恢復(fù)曲線和降深曲線都是地質(zhì)勘查各項參數(shù)計算的重要依據(jù)，需要計算得到的水文地質(zhì)參數(shù)包括滲透系數(shù)、彈性釋水系數(shù)以及含水層導(dǎo)水系數(shù)等。之后可以在穩(wěn)定流理論的支持下進行影響半徑等數(shù)據(jù)的計算。對不同方法得出的參數(shù)計算結(jié)果進行比較和分析，并確定最終的取值，然后依據(jù)三次降深抽水曲線得到的降深值和流量繪制Q-s關(guān)系曲線，確定曲線的類型，列出回歸方程根據(jù)計算結(jié)果對地?zé)峋漠a(chǎn)能進行評價。結(jié)束語：綜上所述，地層的結(jié)構(gòu)會對地?zé)豳Y源的開發(fā)利用產(chǎn)生重要的影響，呈帶狀分布以及受斷裂控制的地?zé)豳Y源開發(fā)的風(fēng)險性更高，針對于此相關(guān)技術(shù)人員必須要在勘查之前對開發(fā)區(qū)域進行地質(zhì)背景資料的查閱，在異常區(qū)域利用鉆探、抽水試驗、地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查等技術(shù)手段，確保地?zé)峥辈榈膶嵭?，為后續(xù)的地?zé)豳Y源開發(fā)方案的制定提供依據(jù)。