深部地?zé)豳Y源勘查技術(shù)方法研究取得重要進(jìn)展

深部地?zé)豳Y源勘查技術(shù)方法研究取得重要進(jìn)展

為提高我國深部地?zé)豳Y源勘查開發(fā)技術(shù)水平，為我國深部地?zé)豳Y源勘查開發(fā)提供技術(shù)方法支撐，中國地質(zhì)調(diào)查局于2013年起實(shí)施了地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“深部地?zé)豳Y源勘查技術(shù)方法研究”，地調(diào)局水環(huán)中心承擔(dān)了該項(xiàng)目，并充分發(fā)揮物探專業(yè)優(yōu)勢(shì)，在深部地?zé)豳Y源勘查技術(shù)方法應(yīng)用研究方面取得了長(zhǎng)足發(fā)展和進(jìn)步。

項(xiàng)目研究沿著資料收集和分析與重點(diǎn)區(qū)物探方法試驗(yàn)兩大脈絡(luò)，在梳理大量地球物理和巖石物性資料以及國內(nèi)外典型地?zé)崽锟辈閷?shí)例的基礎(chǔ)上，理清了國內(nèi)外深部地?zé)豳Y源地球物理勘查技術(shù)、巖石高溫高壓試驗(yàn)的研究現(xiàn)狀和研究方法，系統(tǒng)分析了地?zé)豳Y源勘查重、磁、電、震方法的技術(shù)特點(diǎn)和影響因素，研究了利用地球物理參數(shù)評(píng)價(jià)熱儲(chǔ)溫度的方法，形成了地?zé)豳Y源勘查的物探技術(shù)方法組合方案；并結(jié)合地?zé)嵩囼?yàn)區(qū)的物探工作，開展了多種地?zé)峥辈榈厍蛭锢砑夹g(shù)方法對(duì)比試驗(yàn)研究，總結(jié)了方法的適用性和解決問題的能力。

通過兩年多的應(yīng)用研究，主要獲得了以下四方面的成果：

一是明確了綜合地球物理勘查技術(shù)、多參數(shù)多信息約束反演技術(shù)是刻畫深部熱儲(chǔ)空間形態(tài)特征的有效方法，巖(礦)石高溫高壓實(shí)驗(yàn)是預(yù)測(cè)深部熱儲(chǔ)溫度不可或缺的技術(shù)手段。高溫?zé)醿?chǔ)通常具備低速、高導(dǎo)、高縱橫波速度比特征，地震和電磁法是高溫?zé)醿?chǔ)勘查的最有效方法。多參數(shù)(密度、速度、大地電流、電阻率、磁導(dǎo)率)約束、聯(lián)合三維反演技術(shù)和綜合信息解釋是減少地球物理成果的多解性、真實(shí)呈現(xiàn)熱儲(chǔ)特征的有效途徑。模擬原位條件下，高溫高壓試驗(yàn)速度、電阻率與溫度關(guān)系曲線可為熱儲(chǔ)溫度預(yù)測(cè)提供最直接的資料。

二是分析了巖石的導(dǎo)電機(jī)理及影響巖石電阻率的主要因素，研究了利用電阻率值評(píng)價(jià)熱儲(chǔ)溫度的方法。溫度、孔隙流體的性質(zhì)及黏土礦物是影響巖石導(dǎo)電性的主要因素。熱儲(chǔ)溫度可由實(shí)測(cè)電導(dǎo)率利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過研究，取得溫度為 20～200℃、飽水巖石的溫度與電導(dǎo)率的經(jīng)驗(yàn)公式，以及溫度>200℃的“干燥”巖石的溫度與電導(dǎo)率的經(jīng)驗(yàn)公式。此外，高滲透性、高度蝕變的熱儲(chǔ)均具備典型的電阻率結(jié)構(gòu)，該類熱儲(chǔ)蝕變礦物(黏土)是影響巖石導(dǎo)電性的主控因素，在熱儲(chǔ)溫度與蝕變達(dá)到平衡時(shí)，可利用溫度、蝕變礦物、礦物導(dǎo)電性之間關(guān)系預(yù)測(cè)熱儲(chǔ)的溫度。

三是試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合，總結(jié)了物探方法研究熱儲(chǔ)的能力，揭示了試驗(yàn)區(qū)疑似高溫巖體的賦存特征。依據(jù)試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)背景條件和施工場(chǎng)地條件，選擇重力、磁法、大地電磁測(cè)深法、天然地震方法、相對(duì)地應(yīng)力測(cè)量等物探技術(shù)方法在新疆塔什庫爾干、西藏谷露、青海貴德、黑龍江五大連池開展野外試驗(yàn)工作，完成重力勘查物理點(diǎn)13219個(gè)，磁法勘查物理點(diǎn)2570個(gè)，電磁法勘查物理點(diǎn)537個(gè)，相對(duì)地應(yīng)力測(cè)點(diǎn)89個(gè)，在10km×10km和40km×40km范圍內(nèi)布設(shè)155個(gè)地震臺(tái)站；獲取了翔實(shí)的數(shù)據(jù)資料，研究了不同數(shù)據(jù)體的資料處理和解釋方法，揭示了試驗(yàn)區(qū)疑似高溫巖體的空間賦存特征與區(qū)內(nèi)區(qū)域構(gòu)造的關(guān)系。

四是基于地球物理方法的技術(shù)特點(diǎn)和地?zé)峥辈椴煌A段的地質(zhì)需求，按調(diào)查、預(yù)可行性勘查和可行性勘查等地?zé)峥辈槿齻€(gè)階段，形成不同地?zé)峥辈轭愋偷牡厍蛭锢矸椒ńM合方案，并指示了不同勘查階段不同地球物理方法可解決的地?zé)岬刭|(zhì)問題。

圖1　高溫地?zé)釁^(qū)典型的熱儲(chǔ)電阻率結(jié)構(gòu)圖

圖2　蝕變礦物與溫度和電阻率關(guān)系圖

(來源：中國地質(zhì)調(diào)查局 2015-07-01)