綜合地球物理勘查技術(shù)在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用

提云生 王義利

【摘 要】綜合地球物理勘查技術(shù)作為一種高效安全的勘查方法在地?zé)豳Y源勘測(cè)工作中有至關(guān)重要的作用，應(yīng)用地球地理勘查技術(shù)，可以使得勘查工作更加方便簡(jiǎn)單，減少勘查過程中的不穩(wěn)定因素和危險(xiǎn)因素，使得勘查結(jié)果更加準(zhǔn)確，成本投入少。論文主要針對(duì)綜合地球物理勘查技術(shù)在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用展開探討，指出常用的地球地?zé)嵛锢砜睖y(cè)方法，希望能為地?zé)峥辈楣こ添?xiàng)目提供一定的參考。

【Abstract】As an efficient and safe survey method， comprehensive geophysical exploration technology plays an important role in geothermal resource survey， and the application of geo-exploration technology can make the exploration work more convenient and simple， reduce the instability factors and risk factors in the exploration process， make the survey results more accurate and reduce the cost input. This paper mainly discusses the application of comprehensive geophysical exploration technology in geothermal exploration， and points out the commonly used methods of geothermal physical survey method， hoping to provide some reference for geothermal exploration projects.

【關(guān)鍵詞】綜合地球物理勘查技術(shù);地?zé)峥睖y(cè);應(yīng)用

【Keywords】 comprehensive geophysical exploration technology; geothermal survey; application

【中圖分類號(hào)】P631? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）05-0167-02

1 引言

地?zé)豳Y源作為一種清潔能源和可再生能源，在化石資源日益短缺和環(huán)境污染逐漸加重的今天，在促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，緩解能源資源壓力中具有十分關(guān)鍵的作用。地?zé)豳Y源通過地下水熱對(duì)流、巖層熱傳導(dǎo)、火山噴發(fā)、地震等多種形式進(jìn)行釋放，地?zé)豳Y源的開發(fā)與勘測(cè)主要是針對(duì)地?zé)崃黧w進(jìn)行的，地?zé)崃黧w具有普通化石能源的屬性，功能廣泛，意義深遠(yuǎn)，作為新型可持續(xù)再生能源受到國(guó)內(nèi)外研究人員的青睞，因此，通過有效措施和手段對(duì)地?zé)豳Y源進(jìn)行勘測(cè)是十分必要的。

2 綜合地球物理勘查技術(shù)概述

地球物理勘查技術(shù)主要是針對(duì)地質(zhì)有關(guān)的項(xiàng)目以及地質(zhì)問題開展的，是一種使用地球物理學(xué)作為地球物理基礎(chǔ)的專業(yè)地質(zhì)學(xué)。綜合地球物理勘查技術(shù)可以觀察和測(cè)量地球內(nèi)部物理場(chǎng)的分布情況和變化情況，推測(cè)地球各項(xiàng)物質(zhì)構(gòu)成情況以及本體形成過程和影響因素，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地球內(nèi)部各項(xiàng)資源的勘查，目前綜合地球物理勘查技術(shù)在多種領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛應(yīng)用，尤其在地震監(jiān)測(cè)方面，通過有效的物理地球勘查手段，可以反映地殼活動(dòng)情況，從而比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出地震發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)，減少因地震引起的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[1]。

地?zé)豳Y源由于水熱傳輸方法、構(gòu)造原因以及存儲(chǔ)介質(zhì)不同而往往形成多種類型體系，按構(gòu)成原因不同可以分為隆起山地型和沉積盆地型，按照存儲(chǔ)介質(zhì)不同可以分為巖溶裂隙型、裂隙型和孔隙型，根據(jù)傳輸方法不一致可以分為對(duì)流型和傳導(dǎo)型。由于各個(gè)地區(qū)的地理環(huán)境條件、氣候特點(diǎn)以及水文地質(zhì)情況等不同，會(huì)造成地?zé)豳Y源儲(chǔ)量和儲(chǔ)備方法的差異，我國(guó)地?zé)豳Y源獨(dú)有明顯的地帶性和規(guī)律性，不同類型的地?zé)嵯到y(tǒng)具有不同的地球物理勘查依據(jù)和勘查方法。在地?zé)嵯到y(tǒng)中應(yīng)用的地球物理勘查方法主要包括電磁法、地震法和重力法等，根據(jù)地?zé)豳Y源空間位置與分類標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別，還可以將勘測(cè)方法分為地上勘測(cè)、空中勘測(cè)和井中勘測(cè)三種。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展尤其是現(xiàn)代信息技術(shù)在勘探工程項(xiàng)目中應(yīng)用日益廣泛，地球物理勘探方法發(fā)揮出來的價(jià)值越來越高，目前高科技地球物理技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)已經(jīng)成為地?zé)豳Y源勘查的關(guān)鍵內(nèi)容。

3 地球物理勘查技術(shù)

3.1 重力法

重力勘查技術(shù)是一種常用的地?zé)豳Y源勘測(cè)方法，能夠根據(jù)當(dāng)?shù)刂亓Ψ植籍惓Ｇ闆r準(zhǔn)確推斷平原區(qū)覆蓋層下基底隆起、斷裂與凹陷構(gòu)造的位置，并根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造分布情況能夠進(jìn)一步勘查地?zé)崽飳?shí)際勘查狀態(tài)，縮小地?zé)崽锟辈榉秶岣呖辈樾?，縮短測(cè)試時(shí)間。由于巖石密度隨著溫度的升高會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，所以，也可以使用該項(xiàng)依據(jù)進(jìn)行重力法的地?zé)峥睖y(cè)，保證勘測(cè)效果和勘測(cè)準(zhǔn)確性[2]。

3.2 磁性法

綜合地球物理勘查技術(shù)中的磁性測(cè)量主要是通過磁性設(shè)備與儀器對(duì)大自然中的巖石與礦石資源的磁性狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量與評(píng)估，磁勘探技術(shù)在我國(guó)地質(zhì)資源勘測(cè)工程項(xiàng)目中已經(jīng)有了十分廣泛的應(yīng)用，而且取得了良好的勘測(cè)效果，將磁性勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用于地?zé)豳Y源勘測(cè)過程中，也有顯著的效果。通過對(duì)勘測(cè)地帶磁場(chǎng)變化程度進(jìn)行檢測(cè)與分析，可以反映出當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)問題和資源儲(chǔ)備情況，調(diào)查結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確，能夠短時(shí)間內(nèi)對(duì)地質(zhì)條件的磁性狀態(tài)進(jìn)行反饋和分析，從而預(yù)測(cè)地?zé)豳Y源的分布范圍和儲(chǔ)量。

3.3 地震法

地震法顧名思義是使用地震波對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)，利用地震波在地下的傳播情況和傳播規(guī)律，反應(yīng)地下地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)和構(gòu)造條件，明確地震波的傳播障礙，從而可以達(dá)到勘測(cè)資源的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和地質(zhì)勘察系統(tǒng)的完善，地震法在地?zé)豳Y源勘測(cè)過程中的應(yīng)用越來越多，廣泛應(yīng)用于地?zé)豳Y源儲(chǔ)量的檢測(cè)中，能夠迅速準(zhǔn)確地反映出地?zé)豳Y源的實(shí)際狀態(tài)，為勘測(cè)帶來極大的便利，同時(shí)，地震法的經(jīng)濟(jì)投入成本較低，操作簡(jiǎn)便，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

3.4 電勘測(cè)法

電勘測(cè)法也是當(dāng)前地?zé)豳Y源勘測(cè)過程中的主要勘查技術(shù)之一，目前在地球地?zé)豳Y源勘測(cè)過程中主要應(yīng)用的電勘測(cè)法包括頻率法、四極法、電測(cè)法等。電測(cè)試法測(cè)試出的熱儲(chǔ)備區(qū)域的電阻率能夠綜合反映出各種介質(zhì)電阻情況，從而可以明確巖層性質(zhì)、水離子濃度與類型、地層孔隙度以及巖層破碎程度等多種參數(shù)，為地?zé)豳Y源的開采工作提供指導(dǎo)。由于地下水溶解能力相對(duì)較高，滲透性好，隨著地層深度的加大，地下水溫度不斷升高使得溶解能力進(jìn)一步增強(qiáng)，此時(shí)地下水的電阻率會(huì)降低，反映出熱儲(chǔ)構(gòu)造區(qū)域的異常情況，有利于勘測(cè)人員推測(cè)地下熱源的主要分布情況和位置。

4 綜合地球物理勘查技術(shù)在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用

4.1 構(gòu)建地球物理參數(shù)模型

河北省地質(zhì)工程勘察院勘測(cè)人員對(duì)當(dāng)?shù)啬车貐^(qū)的地質(zhì)資料和各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行分析，將當(dāng)?shù)責(zé)崃績(jī)?chǔ)存區(qū)域的物理性質(zhì)特點(diǎn)和各種具體參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后綜合分析該儲(chǔ)存區(qū)域的地球物理性質(zhì)明確與地球物理性質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)。對(duì)該地區(qū)的地球物理性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的地震波速度為2000m/s，為新近系砂巖孔隙型熱儲(chǔ)存層，在該儲(chǔ)存層的上面的第四系地震波速度為該區(qū)域的一般，由此可見兩者地震波速度有明顯差異，而且二者的密度也差異顯著。然后對(duì)基巖碳酸巖溶裂隙型熱量?jī)?chǔ)存層進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的地震波速度要高于熱量?jī)?chǔ)存層，而且電阻值與密度相對(duì)較高，但磁性與熱量?jī)?chǔ)存層差不多，都屬于弱磁層。這些資源是勘測(cè)人員對(duì)該地區(qū)各個(gè)地質(zhì)層物理性質(zhì)進(jìn)行研究和勘查得到的，在地?zé)豳Y源勘查與開發(fā)工作之前，必須要做好資料的收集與整理，并利用信息技術(shù)構(gòu)建精確的地球物理參數(shù)模型，才可以繼續(xù)完成后續(xù)的勘查工作，保證勘查工作能夠順利安全完成。

4.2 地球物理勘查技術(shù)的應(yīng)用

在得到具體的勘查資料并完成前期準(zhǔn)備工作之后，一般會(huì)采取多種方法相結(jié)合的模式展開物理勘測(cè)工作，保證勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性并避免多解的情況發(fā)生，還可以由不同的勘查方法互相印證結(jié)果的可靠性。應(yīng)用電子勘測(cè)技術(shù)和重力勘測(cè)法確定熱量存儲(chǔ)區(qū)域和覆蓋巖層的具體方位和其具有的厚度與深度，通過對(duì)電力、重力以及磁力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以明確勘測(cè)區(qū)域構(gòu)造帶阻值和密度，確定地?zé)嵴{(diào)查和開采的最佳區(qū)域，利用電子勘查法和重力法可以找出熱藏開發(fā)的程度，了解該區(qū)域的水庫深度和蓋層厚度。

地溫法作為尋找深部地區(qū)熱田的最直接方法，在地?zé)豳Y源開采中具有關(guān)鍵作用，尤其是針對(duì)深部地?zé)崽锏目辈檫^程中，地溫法可以顯著提升勘測(cè)精度，提高勘測(cè)效率。在地?zé)崽锟辈檫^程之前要明確地?zé)崽镄纬傻脑?，根?jù)勘查目的選擇溫度測(cè)量方法，保證探測(cè)效果。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展尤其是現(xiàn)代信息技術(shù)水平的提升，綜合地球物理勘查技術(shù)在地?zé)豳Y源開發(fā)中的應(yīng)用價(jià)值越來越高，能夠顯著提升資源勘測(cè)準(zhǔn)確度，降低勘測(cè)成本，保護(hù)勘查人員的安全。本文主要針對(duì)綜合地球物理勘查方法進(jìn)行探討，指出綜合地球物理勘查技術(shù)在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用，希望能夠不斷提升勘查工作質(zhì)量，保證勘查效率，實(shí)現(xiàn)地球物理工作目的。

【參考文獻(xiàn)】

【1】周厚芳，劉闖，石昆法.地?zé)豳Y源探測(cè)方法研究進(jìn)展[J].地球物理學(xué)進(jìn)展， 2003，12（4）：656-661.

【2】曾昭發(fā)，陳雄，李靜，等.地?zé)岬厍蛭锢砜碧叫逻M(jìn)展[J].地球物理學(xué)進(jìn)展， 2012，2（27）：168-177.

【3】陳仲侯.工程與環(huán)境物探教程[M].北京：地質(zhì)出版社，1996.