陳衛(wèi)營, 薛國強*, 趙平, 任旺奇, 何一鳴, 呂鵬飛, 雷康信, 趙煬

1 中國科學院礦產(chǎn)資源研究重點實驗室, 中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所, 北京 100029 2 中國科學院大學地球與行星科學學院, 北京 100049 3 青藏高原地球系統(tǒng)與資源環(huán)境全國重點實驗室, 中國科學院青藏高原研究所 , 北京 100101 4 中南大學地球科學與信息物理學院, 長沙 410083

0 引言

西藏羊八井地熱田是我國目前已開展地熱勘查和開發(fā)利用的熱儲溫度最高的地熱田.地熱田水熱活動發(fā)育,主要類型包括溫泉、熱泉、沸泉、熱水湖、水熱爆炸、噴氣孔、冒汽地面、泉華、硫華、鹽華和水熱蝕變等.1977年9月,羊八井地熱電站1號機組試運行成功.現(xiàn)有裝機容量25.18 MW,至今累計發(fā)電34.1億kWh,減少CO2排放約275萬t.1994年,在地熱田北區(qū)ZK4002井1850 m深處測得329.8 ℃的溫度,是國內(nèi)迄今為止測量到的最高鉆孔溫度(Zhao et al.,1997).四十多年以來,前人在構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、蝕變礦物、熱儲工程、流體地球化學和勘探地球物理等多領域?qū)ρ虬司責崽锏牧黧w來源、熱源類型、熱儲位置、運移通道、蓋層性質(zhì)等問題開展了不同程度的研究(沈顯杰和王自瑞,1984;康文華等,1985;梁廷立,1992;沈敏子,1992;廖志杰和趙平,1999;Dor and Zhao,2000; Zhao et al.,2000; 趙平等,2001;多吉等,2003;呂苑苑等,2012;胡志華等,2022).

地球物理探測在羊八井地熱勘探及開發(fā)利用中曾經(jīng)發(fā)揮過重要的作用.研究內(nèi)容主要包括:圈定地熱田的范圍,推斷熱儲蓋層、含水層厚度和基巖埋深,確定斷裂位置,指明地熱流體通道并提出有利開發(fā)地段,推斷和圈定隱伏侵入巖體,定位和刻畫深部熱源等(吳欽等,1990;趙文津,2003).20世紀70年代,原西藏地質(zhì)局綜合普查大隊、物探大隊、地熱地質(zhì)大隊等單位在地熱田內(nèi)最早實施了電測深、重力、磁法等地球物理探測工作,較好地圈定了淺層熱儲的空間范圍以及斷裂構(gòu)造的位置(葉建中,1979).從80年代開始,國內(nèi)外多家單位陸續(xù)在羊八井實施了大地電磁測深(MT)、頻率測深、重力、磁法、微地震、地噪聲等測量,重點勘查地熱田北區(qū)的深部地熱資源,試圖解決熱源、地熱流體通道等關(guān)鍵問題(靳寶福和程力軍,1992;吳欽,1996;周立功和張維平,1996).

由于地熱系統(tǒng)中熱源、熱儲、蓋層、斷裂、溫度等關(guān)鍵要素的電阻率特征明顯,電磁法在地熱資源勘探中一直是最主要的地球物理方法之一(Muoz,2014).20世紀70—90年代開展的直流電測深結(jié)果表明,羊八井地熱田地熱流體的電阻率范圍是2.2～3 Ωm,含熱水砂礫巖或蝕變花崗巖是11～15 Ωm,泉華是65 Ωm,地表冷水接近100 Ωm,沒有蝕變的花崗巖則可高達300～1500 Ωm(靳寶福和程力軍,1992).利用地熱流體與地表冷水、巖石之間的電性差異,可以比較準確地圈定出地熱流體的賦存位置和空間形態(tài),推測基巖埋深和熱儲層厚度.在羊八井地熱田,以視電阻率極小值30 Ωm 圈定的范圍與地下5 m 測溫線所圈定的范圍基本吻合(施國良,1983).原地礦部第一物探隊在地熱田北區(qū)實施的頻率電磁測深揭示,在地熱田800 m深度范圍內(nèi)存在深、淺兩個低阻層,深部低阻層的中心位于ZK4002井一帶(吳欽,1996).20世紀80—90年代,國內(nèi)外四家單位在羊八井地熱田北區(qū)完成了25個測點的MT測量,各點均在450 m深度以內(nèi)探測到厚約200 m的低阻層(3～28 Ωm),后期鉆孔資料驗證為淺層熱儲;在深部約10～36 km(各點結(jié)果差異較大,多數(shù)為10～15 km)范圍內(nèi)存在1～9 Ωm的低阻體,推測與深部熱源有關(guān)(康文華等,1985;廖志杰和趙平,1999).

前人的地球物理勘探以直流電法為主,測點稀疏,勘探深度較淺,普遍缺少1000～2000 m深度范圍內(nèi)的探測數(shù)據(jù),未能給出地熱田高精度的深部電性結(jié)構(gòu).為了更好地揭示深層熱儲特征、斷裂構(gòu)造發(fā)育程度以及升流通道,2021年我們在羊八井開展了電性源短偏移距瞬變電磁法(SOTEM)探測.該方法是近些年發(fā)展起來的一種大深度人工源電磁探測方法(薛國強等,2013;Xue et al., 2018).由于采用接地線源發(fā)射信號,SOTEM相較于回線源瞬變電磁法具有探測深度大、可觀測場量多、復雜地形適用性好等優(yōu)點;由于在近源區(qū)觀測信號,SOTEM相較于傳統(tǒng)的長偏移距瞬變電磁法(LOTEM)具有信號能量強、帶寬大、探測精度高、施工成本低等優(yōu)點(薛國強等,2022);由于觀測垂直感應電動勢分量,SOTEM相較于頻率域可控源電磁法具有垂向分辨率高、無靜態(tài)效應、施工高效等特點(Chen et al.,2015).通過對SOTEM實測數(shù)據(jù)處理與解譯,我們獲得了7.5 km2范圍內(nèi)地下2000 m深度以淺的電性結(jié)構(gòu).在地熱田的斷裂構(gòu)造特征,深層熱儲的幾何形態(tài),深、淺層熱儲之間的水力聯(lián)系通道等方面取得了一些新認識.

1 地質(zhì)概況

羊八井地熱田位于西藏自治區(qū)拉薩市西北約90 km處的當雄縣羊八井鎮(zhèn),地處古露—羊八井—亞東斷陷盆地中部.地熱田西北側(cè)是念青唐古拉山脈,海拔5500～7162 m,東南側(cè)為唐山山脈,海拔6000 m左右.盆地沿北東方向伸展,寬約5 km,地勢平緩,北西高、東南低,海拔4300～4500 m(圖1).

圖1 西藏羊八井地熱田的地理位置Fig.1 Location of Yangbajain geothermal field, Xizang

羊八井地熱田位于地中?！柴R拉雅地熱帶東段,屬于陸-陸碰撞板緣非火山型高溫地熱田,其產(chǎn)生與歐亞板塊和印度板塊的陸-陸碰撞隆升過程密切相關(guān)(中國科學院青藏高原綜合科學考察隊,1981).印度板塊俯沖在拉薩地塊之下,擠壓作用導致陸殼局部出現(xiàn)熔融體,從而發(fā)展成為地熱系統(tǒng)的巖漿熱源,并在上地殼產(chǎn)生富硼、富鋰、富銫、低氦同位素比值(R/Ra)的NaCl型高溫地熱水(沈顯杰等,1992;趙平等,1998;徐紀人等,2005;Klemperer et al.,2022).INDEPTH-II項目揭示,在羊八井15～18 km深度范圍內(nèi)存在著一個地震深反射亮點,多種方法證實其為殼內(nèi)低速體,推測為含水的部分熔融層或花崗質(zhì)巖漿層,與地表強烈的地熱活動和較高的大地熱流相對應(Brown et al.,1996).

羊八井地熱田斷裂構(gòu)造較為發(fā)育,主要包括北東向(NE)和北西向(NW)兩組斷裂(圖2).NE向斷裂(編號F1—F10)總體走向與羊八井盆地走向一致,傾向均由盆地兩側(cè)山區(qū)向內(nèi)側(cè)傾斜,傾角一般大于45°.地熱田中部大體沿著中尼公路的F6斷裂是一條橫穿地熱田的區(qū)域性斷裂,隱伏于第四系砂礫巖之下,物化探測量均有反映.中尼公路將地熱田劃分為南、北兩區(qū),北區(qū)NE向的F1—F5斷裂屬于念青唐古拉南緣滑離斷裂帶的次級斷裂,由山前至盆地中心呈階梯狀排列,以正斷層為主,屬張性活動斷層,沿斷裂水熱蝕變強烈.北區(qū)主要由古生代變質(zhì)巖、喜山期花崗巖和始-漸新世火山巖組成,裂隙發(fā)育,滲透性良好.淺層熱儲從蝕變花崗巖逐步過渡到第四系砂礫巖,溫度為150～175 ℃;深層熱儲是蝕變花崗巖,熱儲溫度超過250℃.NW向斷裂F11—F15主要分布在隆起地帶,為左旋NE向斷裂錯斷,其形成時代晚于NE向斷裂.除F11斷裂(臭溝)傾向南西外,其余NW向斷裂傾向北東,屬張性活動斷層.南區(qū)NE向的F7—F10斷裂由于地表沉積物覆蓋較厚,屬于基底推測斷裂(康文華等,1985;吳中海,2004).根據(jù)南區(qū)淺層熱儲的溫度、壓力等值線形態(tài)分析,源于熱溝的F14斷裂可能切割較深,可穿過F6斷裂向南延伸至藏布曲附近(吳珍漢等,2002).南區(qū)淺層熱儲由第四系砂礫、泥礫、泥質(zhì)砂礫和膠結(jié)砂礫組成,孔隙率較高,滲透性良好,硅質(zhì)或(和)鈣質(zhì)膠結(jié)物形成自封閉的蓋層和運移通道.自西北向東南,熱儲埋深漸淺、溫度降低,在藏布曲北側(cè)河岸有一個水熱爆炸形成的熱水湖.南區(qū)的第四系沉積物較厚,其基底大多數(shù)是燕山晚期花崗巖.

圖2 西藏羊八井地熱田地質(zhì)簡圖(修改自胡志華等,2022)Fig.2 Geological sketch of the Yangbajain geothermal field, Xizang

2 SOTEM數(shù)據(jù)采集與處理

2.1 數(shù)據(jù)采集

2021年5月,我們在羊八井地熱田布置了6條SOTEM測線(圖3),使用的儀器為加拿大鳳凰公司的TXU-30大功率發(fā)射機和V8接收系統(tǒng).測線走向為北西-東南,長度皆為3 km,測量點距是50 m.長接地導線發(fā)射源位于L3和L4線之間,長度為1863 m,發(fā)射電流強度為16 A,發(fā)射基頻為2.5 Hz.利用磁棒接收垂直感應電壓分量,磁棒有效面積為10000 m2.單點測量時間不少于2 min,疊加次數(shù)不少于1200次.L1—L6線到發(fā)射源的垂直距離(偏移距)分別為932 m、660 m、336 m、265 m、610 m和1290 m.

圖3 SOTEM發(fā)射源和測線布置圖Fig.3 Layout of SOTEM transmitter and receivers

測區(qū)范圍內(nèi)大部分測點所處位置的干擾程度較低,實測數(shù)據(jù)質(zhì)量較高.區(qū)內(nèi)主要干擾源包括中尼公路通行車輛,公路兩側(cè)民房及電力設施,公路東南側(cè)一條高壓線,以及從地熱井向溫泉休閑娛樂場所(藍色天國)輸送熱水的管道.這些干擾源對其附近的測點造成了一定程度的電磁干擾,使得晚期信號發(fā)生明顯的畸變.在每條測線2500號點位采集的信號曲線如圖4所示,其中L1—L3線中的測點主要受高壓線影響,L4—L6線中的測點主要受藍色天國影響.這些測點在40 ms之前都可獲得較高信噪比的信號,但在更晚的時窗范圍內(nèi),數(shù)據(jù)都出現(xiàn)了不同程度的震蕩,且隨著偏移距離的增大,震蕩更為明顯.另外,在L4—L6線的0～1000 m深度范圍內(nèi),部分測點受地表蒙脫石等蝕變礦物的影響,實測曲線還出現(xiàn)了較明顯的激發(fā)極化效應,導致個別測點的信號出現(xiàn)反轉(zhuǎn).

圖4 選定測點的實測SOTEM響應曲線Fig.4 SOTEM decay curves at selected survey sites

2.2 數(shù)據(jù)處理與反演

首先利用儀器自帶軟件TEMPro對采集的原始數(shù)據(jù)進行抽道處理,得到每個測點包含40個時間窗口的數(shù)據(jù).然后利用基于小波閾值的短時滑窗自適應奇異值分解算法(Lv et al., 2022)對所有抽道后的數(shù)據(jù)進行去噪處理,得到光滑衰減的信號.干擾特別嚴重、去噪效果不佳的數(shù)據(jù)點不參與后續(xù)的反演處理.

利用SOTEMsoft軟件(陳衛(wèi)營和薛國強,2021),對所有測線數(shù)據(jù)進行一維反演處理.對于所有測點,采取相同的反演設置,關(guān)鍵參數(shù)描述如下:自適應正則化反演算法,最小梯度模型約束,初始模型是電阻率為100 Ωm的均勻半空間,模型最大深度2041 m,共分為36層,首層厚度為10 m,往下各層厚度按上層厚度的1.1倍數(shù)遞增,反演電阻率的范圍為0.1～10000 Ωm,迭代次數(shù)為15次.由于發(fā)射源較長,測點偏移距較小,正演計算中發(fā)射源按5 m的長度進行偶極子剖分.圖5為經(jīng)過15次迭代后所有測點RMS的分布情況.L1—L3線由于整體數(shù)據(jù)質(zhì)量較好,擬合效果非常好,RMS大都小于2%;L4—L6線由于受熱水管道和藍色天國影響,數(shù)據(jù)質(zhì)量相對較低,且部分測點受激發(fā)極化效應影響還出現(xiàn)了變號現(xiàn)象,因此擬合效果相對較差,但大部分測點的RMS都小于5%.經(jīng)統(tǒng)計,所有測點的平均RMS值為2.03%.

圖5 所有測點的RMS分布情況Fig.5 RMS distribution of all survey sites

3 結(jié)果解釋與討論

3.1 電性結(jié)構(gòu)特征

圖6為L1—L6線的電阻率反演剖面圖,圖7為反演電性結(jié)構(gòu)的三維顯示.從圖6中可以看出,區(qū)內(nèi)電阻率結(jié)構(gòu)較為復雜,縱向上幾乎沒有成層性,橫向上連續(xù)性也比較差,這一現(xiàn)象與地熱田內(nèi)縱橫交錯的斷裂構(gòu)造及水熱活動有關(guān).但6條剖面的電性結(jié)構(gòu)具有一定的相似性,低阻區(qū)與高阻區(qū)在空間上具有延續(xù)性.除L5線外,其他5條線的低阻區(qū)大多位于海拔4200～3200 m范圍,對應深度是200～1200 m,和地熱田淺層熱儲與深層熱儲的位置相吻合.由于斷裂構(gòu)造的復雜性,地下導熱、導水通道密布,使得深淺兩個熱儲的層位結(jié)構(gòu)并不十分清晰,表明淺層熱儲與深層熱儲之間存在著密切聯(lián)系.近地表的高阻層對應于淺層熱儲的蓋層,其中北區(qū)主要為蝕變花崗巖,南區(qū)主要為第四系沉積物(多吉等,1997).中尼公路下方存在著一個高阻體,深部可延伸至2 km深度以下;重力測量結(jié)果也顯示在該部位出現(xiàn)等軸狀的高重力異常,表明下方存在高密度巖體(吳欽,1996).有學者推測該高阻、高密度巖體為滲透性較差的古生代變質(zhì)巖體(廖志杰等,1999).該巖體將地熱田南、北兩區(qū)相隔離,阻擋著深部地熱流體自西北向東南方向的側(cè)向運移.中深部的低阻范圍由L5線向兩側(cè)逐漸收縮、變淺,這表明深部斷裂發(fā)育程度和水熱活動強度由L5線向兩側(cè)逐漸降低.

圖6 L1—L6線反演電阻率剖面圖Fig.6 Inversion resistivity-elevation sections of profile L1—L6

圖7 反演電阻率結(jié)構(gòu)三維顯示Fig.7 3D display of inversion resistivity structure

L5線大致沿F12和F14斷裂布設,穿過ZK4002(2006.8 m深)和ZK4001(1459.1 m深)井(圖2),鉆孔巖心的綜合柱狀圖見圖8.依據(jù)L5線附近鉆孔的測溫資料和構(gòu)造斷裂分布(廖志杰和趙平,1999),我們在剖面上疊加了等溫線(圖9).

圖8 鉆孔ZK4001和ZK4002綜合柱狀圖(修改自多吉等,1997)Fig.8 Comprehensive bar graph of borehole ZK4001 and ZK4002

圖9 L5線電阻率斷面及地質(zhì)解釋圖Fig.9 Resistivity section and geological interpretation of profile L5

從L5線剖面反演結(jié)果(圖9)可以看出,海拔4200 m以上地層的電阻率較高,主要為近地表的砂礫巖、火山碎屑巖及碎裂花崗巖,是淺層熱儲的蓋層.斷裂構(gòu)造導致巖石破碎程度較高,形成了良好的導水、導熱通道,一般表現(xiàn)為低阻狀態(tài).將已知斷裂位置投影至圖9中,可以發(fā)現(xiàn)這些斷裂與剖面淺層高阻背景中出現(xiàn)的近垂向低阻帶基本吻合.海拔4200 m之下出現(xiàn)一層近水平的、較為連通的低阻層,推測是地熱流體沿著F14斷裂從西北流向東南的主要通道,也是地熱田的淺層熱儲.淺層熱儲在北區(qū)的主要巖性是裂隙較為發(fā)育的蝕變花崗巖(圖8),在南區(qū)是第四系砂礫巖.鉆孔測溫資料表明,淺層熱儲的溫度區(qū)間是150～175 ℃,北區(qū)溫度高、南區(qū)溫度低.以中尼公路下伏高阻體為界線,測線兩側(cè)都出現(xiàn)向深部延伸的大范圍低阻帶.北區(qū)低阻帶在水平面上有多個方向交錯的深斷裂,花崗巖裂隙發(fā)育,蝕變強烈,是深部高溫地熱流體的升流通道,ZK4002井在800 m深度即可達到250 ℃.南區(qū)位于L4線上的ZK308井(1726 m深),最高井溫144.4 ℃出現(xiàn)在200 m深度,鉆孔300 m以下是燕山晚期黑云母花崗巖,井溫出現(xiàn)了倒轉(zhuǎn),800 m深度后恢復升溫(趙平等,2001).在藍色天國附近,地熱勘查初期曾打過幾口勘探井(圖2),其中ZK103井深度是366.3 m,揭穿約350 m厚的第四系砂礫巖,在50 m深度測量到105 ℃的最高溫度,往下井溫降低;ZK204井深度是551.5 m,淺部是250 m厚的第四系砂礫巖,在20 m深度測得148 ℃的井溫,往下井溫也出現(xiàn)倒轉(zhuǎn),鉆孔下部是黑云母花崗巖(多吉等,1997).因此,L5線在南區(qū)500～1500 m深度范圍的低阻體很可能是富水性較好的碎裂花崗巖,溫度要低于上覆的孔隙型淺層熱儲,與淺層熱儲之間可能存在著一個隔水層,兩者之間的水力聯(lián)系較差.碎裂花崗巖匯聚著來自唐山西北緣山前斷裂的大氣降水和冰雪融水,真實情況需要鉆孔資料予以驗證.

3.2 斷裂分析

羊八井地熱田內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要由北東向和北西向兩組活動斷裂組成,該兩組斷裂的互相交接或切穿形成了棱塊狀構(gòu)造格局,控制著區(qū)內(nèi)地熱流體的儲存和運移(多吉,2003).目前地熱田內(nèi)斷裂構(gòu)造的位置及性質(zhì)大體已明確,但大部分斷裂的深度信息缺少地球物理結(jié)果或鉆孔資料的約束,尤其是南區(qū)內(nèi)被第四系覆蓋的隱伏斷裂.掌握斷裂的延伸深度對分析熱儲埋深、判斷地熱流體的運移通道至關(guān)重要.

依據(jù)6條SOTEM測線的基礎資料,我們繪制了不同深度的電阻率平面分布圖,并將已知的斷裂構(gòu)造位置投影上去.從圖10可以看出,斷裂分布位置大體與平面上的低阻區(qū)相符合,但這些斷裂在深度上存在著差別.北西向F14斷裂僅在-250 m和-500 m平面上存在著較好的連貫性,在淺部(-50 m)以及深部(<-1000 m)都在中尼公路附近被古生代變質(zhì)巖體隔斷.從電阻率的分布來看,-500 m深度的低阻面積最大,表明該深度附近的裂隙構(gòu)造最為發(fā)育,水熱活動最為強烈,這個深度大概是北區(qū)淺層熱儲的底面(圖9).CJZK3001井施工時,在235～443 m深度多次遇到泥漿全部漏失層,指示巖石的破裂程度較高,滲透性很好(丁林等,2021).北區(qū)NE向的F1、F2、F3和F4斷裂屬于階梯狀的山前斷裂帶,它們與NW向F11、F12和F13斷裂的交匯處表現(xiàn)為明顯的低阻異常圈閉,說明這些斷裂構(gòu)造比較深.硫磺溝附近水熱活動發(fā)育,巖石蝕變嚴重,高嶺土裂隙中常見淺黃色的硫磺晶體.長期以來,硫磺溝一直被推斷為深部地熱流體的升流通道(沈敏子,1992;多吉等,1997;趙平等,2001),本次SOTEM探測結(jié)果提供了地球物理證據(jù)和準確的位置,為今后制定深部地熱資源的開采方案提供了科學依據(jù).

圖10 不同深度電阻率等值線平面圖及斷裂分布Fig.10 Plane contour maps of resistivity at different depths and fracture distribution

南區(qū)的第四系砂礫巖層較厚,F7、F8、F9和F10均為推測的隱伏斷裂,前人的研究工作未給出斷裂的性質(zhì)和深度(多吉等,1997;胡志華等,2022).本次探測結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些斷裂的切割深度超過2000 m,為傾向NW的正斷層.同時,我們還發(fā)現(xiàn)在深度-1000 m以下,測區(qū)東北部還存在一條貫穿地熱田的NW向斷裂(圖10中以F16標注),推測是地熱田的東北邊界.地熱田內(nèi)NE向斷裂的切割深度一般不超過1000 m,如F2—F5斷裂,是控制淺層熱儲水平延伸的主要因素.

3.3 熱儲結(jié)構(gòu)分析

基于本次SOTEM探測結(jié)果,結(jié)合已有的地質(zhì)和地球化學概念模型(廖志杰和趙平,1999;Dor和Zhao,2000;趙平等,2001),分析羊八井地熱田精細化熱儲結(jié)構(gòu)如下:深部局部熔融體(深度>5 km)提供了較為穩(wěn)定的熱源,烘烤念青唐古拉南緣山前斷裂帶向下滲透的大氣降水和冰雪融水,這些水循環(huán)至一定深度后,在冷熱水密度差和重力勢的作用下,沿著裂隙折返上行,在-1800 m～-800 m深度形成梯級深層熱儲,升流通道位于硫磺溝一帶,也就是F2、F3斷裂與F12、F13斷裂所圈定的范圍,尤其是兩組斷裂的交匯處.地熱流體上升至淺地表遭遇阻擋后,在深部壓力和山前斷裂淺層冷水的共同驅(qū)動下,沿著貫穿南北區(qū)的F14斷裂向地熱田東南方向作側(cè)向運移,形成淺層熱儲.F6斷裂附近的古生代變質(zhì)巖體,阻擋了地熱田南北兩區(qū)深部地熱流體的運移和能量交換.

由于地熱流體自西北向東南方向流動,南區(qū)淺層熱儲的埋深越來越淺,逐步成為地熱田的溢流區(qū),是溫泉、熱泉、沸泉和水熱爆炸的主要出露區(qū).羊八井地熱電廠曾在南區(qū)實施尾水回灌,減少了尾水排放對藏布曲的影響,同時阻擋了來自藏布曲等淺表冷水對地熱井的侵入.由于回灌井位于地熱田的溢流區(qū),因此對維持淺層熱儲壓力和地熱井生產(chǎn)量的效果并不理想.在南區(qū)-350～-1600 m深度范圍,存在著較大體積的低阻體,推測是匯聚著唐山山脈大氣降水和冰雪融水的碎裂花崗巖體,與淺層熱儲之間的水力聯(lián)系較弱.依據(jù)現(xiàn)有地熱勘探井的資料推算,該富水區(qū)目前尚不具備商業(yè)開發(fā)價值.

4 結(jié)論

本次工作利用SOTEM方法建立了西藏羊八井地熱田2 km深度范圍內(nèi)的電性結(jié)構(gòu)模型,獲得了如下新認識:

(1)地熱田的F14斷裂是地熱流體自西北向東南方向運移的主要通道,現(xiàn)有的高產(chǎn)地熱井大多數(shù)都分布在F14斷裂附近.在地熱田東北部發(fā)現(xiàn)一條埋深約1000 m的F16隱伏斷裂,推測是地熱田的東北邊界.

(2)北區(qū)硫磺溝F2、F3斷裂與F12、F13斷裂所圈定的范圍,尤其是兩組斷裂的交匯處為深部高溫地熱流體的升流通道,其傾向與念青唐古拉山前斷裂帶相同,中尼公路附近下伏滲透性較差的前震旦系變質(zhì)巖體阻擋著地熱流體在深處從北區(qū)向南區(qū)的側(cè)向運移.

(3)南區(qū)唐山西北緣山前斷裂帶延伸處存在一個低阻體,巖性推測為碎裂花崗巖,聚集著來自唐山的大氣降水和冰雪融水,與淺層熱儲之間的水力聯(lián)系較弱.

(4)南區(qū)回灌是降低尾水排放對生態(tài)環(huán)境影響的有效措施,可以阻止藏布曲等淺表冷水灌入淺層熱儲,但難以實現(xiàn)維持熱儲壓力和開采量,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標.

致謝感謝西藏當雄縣羊易地熱電站羅峰等人在野外數(shù)據(jù)采集中提供的幫助,感謝審稿人對本文提出的寶貴修改意見!