一、地?zé)豳Y源勘探的必要性

 

  對斷控型地?zé)豳Y源而言，開發(fā)利用的前提是在待開發(fā)的目的園區(qū)內(nèi)要有地?zé)豳Y源可以被開發(fā)。方圓幾百公里以內(nèi)沒有溫泉或打成的地?zé)峋?/a>，不代表在園區(qū)內(nèi)沒有可開發(fā)的地?zé)?/a>資源；附近幾十公里或幾公里處有溫泉或打成的地?zé)峋?/a>，不代表在園區(qū)內(nèi)就可以打出地?zé)崴?/a>。園區(qū)內(nèi)有沒有可被開發(fā)的地?zé)?/a>資源，關(guān)鍵是要看是否存在有一定規(guī)模的斷裂構(gòu)造。即使是園區(qū)內(nèi)地下深部有地?zé)崴Y源，因受限于地?zé)豳Y源勘探能力和準(zhǔn)確性，以往開發(fā)地?zé)豳Y源的實(shí)際效果并不理想，有的是根本沒有打出地?zé)崴?/a>，白白浪費(fèi)了幾百萬元的投資；有的是出水溫度低于30℃，要加熱后才能利用；有的是地?zé)崴?/a>量太少，利用價(jià)值不高。因此，使用先進(jìn)物探設(shè)備對園區(qū)進(jìn)行全面詳細(xì)的精準(zhǔn)地?zé)豳Y源勘查至關(guān)重要。

 

  二、有關(guān)地?zé)豳Y源的幾個(gè)概念

 

  要開發(fā)利用地?zé)豳Y源，首先要厘清有關(guān)地?zé)?/a>資源的幾個(gè)概念：一是地?zé)?/a>資源產(chǎn)生于地球內(nèi)部地?zé)崮?/a>，與地球同在，是取之不盡用之不竭的；二是斷控型地?zé)豳Y源，是當(dāng)前開發(fā)利用的主要地?zé)豳Y源之一；三是并非只在板塊邊緣和板塊內(nèi)沉積盆地才會形成地?zé)豳Y源，板塊內(nèi)斷裂構(gòu)造形成的地?zé)豳Y源是我們開發(fā)利用的難點(diǎn)；四是要清楚小規(guī)模的斷裂構(gòu)造分布較多，對尋找地?zé)嵋饬x不大；五是根據(jù)地?zé)岙a(chǎn)生地溫梯度2～3℃/100米，只要取到足夠深度的水就是地?zé)崴?/a>，關(guān)鍵是要找到地下深部的水；六是板塊內(nèi)尋找地?zé)崴褪且獙ふ揖哂幸欢ㄒ?guī)模的相對較大的含水?dāng)嗔褬?gòu)造。

  巖體受地質(zhì)應(yīng)力作用發(fā)生變形，一旦超過其可承受強(qiáng)度就會使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，近而產(chǎn)生各種大大小小的斷裂，形成斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造是地殼中最常見的構(gòu)造形式，在地殼中分布很廣，無論是新構(gòu)造運(yùn)動還是運(yùn)動多次的老構(gòu)造都有斷裂構(gòu)造的存在，只不過斷裂構(gòu)造的規(guī)模不同而已。在這些斷裂構(gòu)造中只有富水?dāng)嗔巡艑?a href="http://www.qddehua.com.cn/t/地?zé)峥辈?html" >地?zé)峥辈?/a>有意義。一般而言，斷裂規(guī)模越大富水性越好，溫度也會越高。

 

  四、斷裂構(gòu)造的電磁反應(yīng)

 

  對于壓性斷裂而言，由于斷層內(nèi)無水，對于電磁波的折射率變小、吸收特性變差，到達(dá)地表后剩余的電磁波能量值較高，測值相對較大。對于富水的斷裂，在斷層內(nèi)由于賦存水，水對于電磁波的折射率很大、吸收衰減特性好，導(dǎo)致到達(dá)地表后剩余的電磁波能量值很少，測值明顯變低?；谒畬﹄姶挪芰恐档奈账p明顯高于一般介質(zhì)，在地表探測到的電磁波剩余能量值亦明顯低于固態(tài)介質(zhì)的測值，所以對于含水層和含水裂隙的電磁反應(yīng)是最敏感的，而且測值始終是明顯的低值。

 

  五、地?zé)豳Y源勘探的目標(biāo)

 

  對于斷控型地?zé)豳Y源，從宏觀上來看，地下熱水的出現(xiàn)多是張性斷裂與其相對應(yīng)的壓性斷裂聯(lián)合作用的結(jié)果。若是勘探范圍足夠大，就可以勘查到壓性及其影響帶上次級張性斷裂構(gòu)造。因此，我們應(yīng)用有效的物探方法在勘查地?zé)豳Y源時(shí)沒有必要非要找到高值的壓性斷裂構(gòu)造，應(yīng)該明確我們尋找的目標(biāo)就是地下深部的含水層。而找水的關(guān)鍵就是尋找控制地下熱水的張性斷裂構(gòu)造，即通過物探方法對含水?dāng)嗔褬?gòu)造的明顯反映，尋找斷裂破碎帶,結(jié)合測區(qū)水文地質(zhì)條件判斷其富水性，再進(jìn)一步探明構(gòu)造帶的寬度、延深、產(chǎn)狀及水源補(bǔ)給和賦水條件,從而實(shí)現(xiàn)尋找賦存于斷裂構(gòu)造中的地下熱水的目的。

 

  六、國內(nèi)外地?zé)峥辈?/a>的物探方法簡述

 

  目前國內(nèi)物探的各種設(shè)備各有所長，每一種物探方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，都很難完全滿足地?zé)豳Y源勘探的要求，一般都采用綜合物探方法進(jìn)行地?zé)豳Y源勘查工作。目前可用以進(jìn)行深部地?zé)豳Y源勘查的物探方法主要是：⑴高精度磁法，此方法屬于時(shí)間域綜合地質(zhì)勘探，可以探測地下異常但屬于透視法不能探明異常的深度；⑵高分辨率地震勘探，主要用于石油勘探，對于水的敏感性不高且成本太高；⑶瞬變電磁法，也屬于時(shí)間域透視勘探，因需要對大地放電故探測深度有限，且結(jié)果存在信息多解性；⑷MT大地電磁法，屬于頻率域勘探法但可用頻點(diǎn)少、深度層有限，需要拉長線埋電極耗時(shí)耗工易受干擾；⑸CSAMT可控源音頻大地電磁測深法，是目前地?zé)峥碧?/a>最常用、效果相對較好的物探方法，需要在靶區(qū)6--10公里以外大功率對地放電，一次放電可探測點(diǎn)數(shù)受配備接收儀限制、且最多可探測四十多個(gè)頻點(diǎn)深度層，效率低、成本高、間距大、探測點(diǎn)數(shù)少。這些都是價(jià)格不菲的高端進(jìn)口設(shè)備，由于單點(diǎn)勘探時(shí)間較長、占用人工較多，一方面導(dǎo)致勘探地?zé)豳Y源定地?zé)峋?/a>的費(fèi)用過高，另一方面導(dǎo)致探測線路少、50米左右的點(diǎn)間距過大而影響對地下構(gòu)造的準(zhǔn)確判斷。

  由鄭州地象科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的VCT-4000M大地電磁場成像地?zé)崽綔y儀，可探測地下深度為4000米，2000米以上每隔5米探測一層，2000—3000米每隔10米探測一層，3000—4000米每隔15米探測一層，是目前國內(nèi)外分層較細(xì)、探測速度最快的地?zé)豳Y源物探設(shè)備。該儀器還具有以下優(yōu)勢：（1）3公斤重的單電磁感應(yīng)探頭移動方便，可任意放在巖石、馬路上甚至是淺水中探測；（2）單點(diǎn)測得4000米深、567層的數(shù)據(jù)僅需1分鐘，點(diǎn)間距一般設(shè)定為5--10米，一天可測300-400個(gè)探測點(diǎn)；（3）獨(dú)創(chuàng)的可自動生成的線剖面色塊數(shù)據(jù)二維CT成像圖，可以直觀看到含水裂隙和斷層構(gòu)造的位置、走向、寬度、深度等，通過多條線路、點(diǎn)間距5米精細(xì)探測，即可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定井。經(jīng)過近幾年不斷探索和積累地?zé)豳Y源勘探經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐證明VCT成像深部構(gòu)造探測儀完全可以替代高端進(jìn)口物探設(shè)備，獨(dú)立承擔(dān)地?zé)豳Y源勘探定井任務(wù)，不但可以精確定位深部斷裂構(gòu)造的位置和大小，而且還可以清晰辨識斷裂構(gòu)造的性質(zhì)，利用其對水的高敏感性特點(diǎn)找出較深、較寬大的含水?dāng)嗔褬?gòu)造。勘探速度快、探測密度大，對地下構(gòu)造看得清清楚楚，定井精準(zhǔn)成井率高。

 

  八、VCT大地電磁成像剖面圖分析方法

 

  對VCT成像剖面圖顯現(xiàn)的斷裂構(gòu)造解釋：VCT成像剖面圖的縱向代表深度（5--4000米）、橫向?yàn)辄c(diǎn)號、探測的數(shù)據(jù)為電磁信號能量值。每個(gè)探測點(diǎn)都對應(yīng)一列縱向深度數(shù)據(jù)，可以觀察該探測點(diǎn)至上而下各深度層點(diǎn)測值的變化；觀察每個(gè)橫向深度層，可以看出每一探測點(diǎn)在該深度層的電磁反應(yīng)數(shù)據(jù)，通過比較找出異常點(diǎn)。張性斷層破碎帶上的空隙含水會形成透水性較好的含水裂隙，含水裂隙顯示的測值會明顯小于同層正常不含水的巖層，一般來講測值在0--1范圍內(nèi)。壓性斷層內(nèi)的巖石對于電磁波的吸收效應(yīng)差，自下而上的電磁波經(jīng)過此層到達(dá)地表后的剩余能量值就大，測值肯定會明顯高于同層正常巖石，一般來講測值會大于4或5。通過分析同一剖面圖找出斷裂構(gòu)造并判定其寬度、深度等，再與其它剖面進(jìn)行對比分析，就可以對整個(gè)測區(qū)斷裂構(gòu)造形成一個(gè)立體的概念，就可以判斷斷裂構(gòu)造的性質(zhì)，判斷富水?dāng)嗔训陌l(fā)育程度及補(bǔ)水裂隙的方向、富水性和在相鄰的剖面上是否都存在和聯(lián)通性。

 

  九、地?zé)豳Y源勘探定井的工作程序與內(nèi)容

 

  根據(jù)要求和勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征，一般進(jìn)行地?zé)豳Y源勘探定井的工作程序與內(nèi)容包括：（1）在對勘查區(qū)域及周邊地區(qū)開展水文地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)之上，對勘查區(qū)域地?zé)衢_發(fā)進(jìn)行可行性論證；（2）利用VCT大地電磁成像深部構(gòu)造探測儀進(jìn)行詳細(xì)勘查探測，探查勘查區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造位置、走向、構(gòu)成，找到深部富水的斷裂構(gòu)造；（3）通過綜合分析勘查區(qū)所屬范圍內(nèi)的地?zé)?a href="http://www.qddehua.com.cn/t/地質(zhì)構(gòu)造.html" >地質(zhì)構(gòu)造，選擇地?zé)岬刭|(zhì)條件優(yōu)越部位作為鉆鑿地?zé)峋?/a>的最佳位置，并為打井施工提供地層參考依據(jù)；（4）預(yù)估地?zé)峋鏊疁囟燃俺鏊?；?）提交相關(guān)成果報(bào)告。

  十、地?zé)豳Y源勘探設(shè)計(jì)及實(shí)施

 

  開發(fā)斷控型地?zé)豳Y源打地?zé)峋?/a>的前提是尋找到具有一定規(guī)模的富水?dāng)嗔褬?gòu)造。所以進(jìn)場后先要根據(jù)測區(qū)實(shí)際地形和地質(zhì)情況做好施工設(shè)計(jì)，一般來講初步探測要有幾條貫通測區(qū)的勘探剖面，每條剖面點(diǎn)距為5—10米/點(diǎn)、最少100個(gè)物理點(diǎn)，具體視測區(qū)面積而定。通過對幾條剖面圖進(jìn)行綜合分析，初步判定測區(qū)內(nèi)是否存在斷裂構(gòu)造異常及地層變化情況。然后根據(jù)異常分布情況進(jìn)行詳細(xì)勘查作出具體判斷。

 

  十一、地?zé)豳Y源勘探分析論證確定地?zé)峋?/div>