FRAME DESIGN OF REMOTE SENSING MONITORING FOR VOLCANIC ACTIVITIES IN CHANGBAI MOUNTAINS

Volcanic eruption is one of the most serious geological disasters, however, a host of facts have proven that the Changbai Mountains volcano is a modem dormant one and has ever erupted disastrously. With the rapid development of remote sensing technology, space monitoring of volcanic activities has already become possible, particularly in the application of thermal infrared remote sensing. The paper, through the detailed analysis of geothermal anomaly factors such as heat radiation, heat conduction and convection, depicts the monitoring principles by which volcano activities would be monitored efficiently and effectively. Reasons for abrupt geothermal anomaly are mainly analyzed, and transmission mechanism of geothermal anomaly in the volcanic regions is explained. Also, a variety of noises disturbing the transmission of normal geothermal anomaly are presented. Finally, some clues are given based on discussing thermal infrared remote sensing monitoring mechanism toward the volcanic areas.     

RESEARCH ON DISTURBED MECHANISM OF THERMAL NOISES OF THE SURFACE IN ABRUPT GEOTHERMAL ANOMALY

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＧｅｏｔｈｅｒｍａｌａｎｏｍａｌｙｉｓａｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｔｈａｔｕｎｄｅｒ-ｇｒｏｕｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｇｅｏｔｈｅｒｍａｌｇｒａｄｉｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｍｕｃｈｍｏｒｅｉｎｔｈｅａｒｅａｔｈａｎｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓＸＩＡ１９７９．Ｔｈｉｓｉｓａｎｏｒｍａｌｇｌｏｂａｌｐｈｙｓｉｃａｌｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｎｔｈｅａｃｔｉｖｅａｎｄｔｈｅｌａｔｅｎｔｖｏｌｃａｎｉｃａｒｅａ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗａｒｎｉｎｇｓｉｇｎｐｅｒｉｏｄｏｆａｎ…     

干热岩勘查评价指标与形成条件

干热岩具有利用率高、无污染、储量巨大、分布较广、持续稳定、安全性好等特点,被全球公认为在21世纪能够取代化石能源的一种最优质的、可再生的新型清洁能源。目前对于干热岩的成因机理还没有定论,而对于干热岩的勘探寻找、远景区的圈定以及资源评价也有不同的观点,为了有利于干热岩勘探开发,本文在综述前人研究工作基础上,总结归纳了干热岩勘查评价指标,几个重要的指标及其特征如下。第一个指标是岩石圈厚度和莫霍面埋深,岩石圈厚度较小并且莫霍面埋深比较浅,是评价干热岩远景区的一个重要指标。莫霍面埋深较浅指示深部热源（幔源热）更加接近地表,故埋深较浅（较薄的厚度）并具有上隆的特征有利于深部的热量向上传导,为干热岩的孕热环境提供良好的条件。第二个指标是居里等温面,埋深较浅的居里等温面是干热岩远景区一个重要的评价指标。居里等温面是地球内部一个非常特殊的温度（热物质）界面,它不仅能指示地下温度场的分布特征,还可指示地壳深部热能分布特征,对干热岩及地震的成因研究具有十分重要的意义;如果居里面埋深较浅,则热量传导到地表的距离比较短,深部的热流活动更容易向地表传送,不仅是有利的高温干热岩孕热环境,也有利于储存的热能快速向上传导。第三个指标为地温梯度,地温梯度较大是寻找干热岩远景区的一个重要指标;如果一个地区具有较高的地温梯度（≥ 35℃/km）,则随着深度的增加深部的地温增加较快,在相对较浅的地方就可以获得温度较高的岩石体。第四个指标是大地热流,大地热流值较大（≥ 75 mW/m2）就指示地球深部有存在高温岩石体的可能;大地热流是地温场的综合性热参数,能够准确地反映区域内的地温场特征。第五个指标是新构造运动,这也是人们寻找干热岩时容易忽略的一个重要指标。新构造运动包括火山、地震及活动断裂构造等。地震和火山是极具破坏性的自然灾害,两者的发生都表明了地球内部的热能汇聚到一定程度,从而打破了地球内部平衡状态而以地震或火山的形式把热量进行释放的地球系统行为。该指标中,如地震震级大（>3级）、震源深度浅（10~15 km）、频度大,火山活动时间新（活火山、休眠火山、中新世以来的死火山）规模大都说明地球深部存在不稳定的高热状态,易形成干热岩;如果能提前找到该区域的干热岩,可以先取出其中的热,那么地震和火山就有可能不会发生,这样可以达到取热减灾减排的作用。活动的深大断裂即能产生一部分热,也能将深部的热传输到浅部,尤其是活动性强的走滑拉张断裂,其深部具有韧性剪切特征,直接指示了深部的高温体的存在。第六个指标是高温温泉与气田等。温泉、气田的形成通常与深部的热储关系密切,一般认为地下水沿某个通道向下渗透接触到深部高温热储被加热后再沿某一通道流出地表而形成温泉;所以,温泉的出露指示了深部存在高温的岩石体（干热岩）;区域地温场异常明显,地表热泉等高温水热型地热田较密集的区域有望在深部寻找到干热岩,这也是一种就热（水热）找热（干热）的常规方法。作为固体矿产资源的干热岩,其形成具备四个必要条件:源、通、储、盖。第一个条件是要有丰富的动态热源如来源于深部地幔（幔源热）,来源于晚新生代活动的控热构造系统-活动的韧性剪切带,来源于地壳内的低速低阻体（中下地壳热）以及来源于高放射性中新生代花岗岩体（壳源热）。第二个条件是要有优良的导热通道,如壳内15~25 km低速层不仅是热源,同时具有将深部地幔热能向上传导的作用;软流圈地幔上隆时具活动性的深大断裂（深部具韧性特征、浅部具脆性特征）常常具有很好的导热功能;地壳浅表层次的脆性断裂系统往往不是干热岩的热通道,而是水热型地热能的导水、释热构造。第三个条件是要有巨大的储热岩石体,除埋深要适中（3~6 km）并具有较高温度（≥150℃）外,其规模要大（蕴含丰富的热能）,热导率大（>2 W/mK）,裂隙少（不含水或含少量不流动的水）;当然热储层可以是变质岩、岩浆岩,也可以为沉积岩。第四个条件是要有良好的保热盖层,盖层（被子）导热率低（< 2 W/mK）、厚度适中（>1 km）（具有良好的保温效果）,地温梯度高（≥40℃/km）、大地热流值高（≥70 mW/m2）（指示深部存在高温特征）是深部赋存有高温地热资源的必要条件。      

CENOZOIC VOLCANISM AND GEOTHERMAL RESOURCES IN NORTHEAST CHINA

1 INTRODUCTION Northeast China is located in the eastern marginal part of Eurasian plate. There are about 700 Cenozoic volcanoes and about 50 000km2 volcanic rocks in Northeast China. The Cenozoic volcanism is related to the Pacific plate subducting, back-arc spreading and corresponding marginal continental rifting. About 700 Cenozoic volcanoes in Northeast China are concentrated at some places, so Shuangliao, Keluo, Wudalianchi, Yitong, Shulan, Shangzhi, Longgang, Jingbo Lake, …     

文登地区浅部干热岩地热资源的赋存条件分析

文登地区的5处天然温泉,多分布于河套边沿,水源足,水质优,水温高,证明该地区存在多处地温梯度异常。分析认为该地温梯度异常与太平洋板块边沿俯冲带、苏鲁超高压变质带放射性元素生热异常、深大断裂带的导热作用有关。根据各种岩性的导热性分析,认为含石英岩脉的花岗岩、花岗片麻岩或片麻岩为有利于干热岩资源开发利用的最优目的层。建议在5处天然温泉区域内,利用物探、钻探等勘查手段相结合,查明深大断裂带,调查地温梯度异常区,寻找浅部干热岩地热资源赋存区。     

卫星热遥感技术在地震预测中应用研究进展

已有的研究结果表明。许多强地震前存在热异常。异常的表现形式是多种多样的，异常的时空分布与异常区的地质构造、地理环境、季节、天气等因素有关。内陆地区的地震前常产生热红外异常，而沿海地区的地震前则更容易出现潜热通量异常。红外辐射可以通过卫星红外通道的传感器观测到。而潜热通量可以使用微波遥感观测资料计算或红外遥感与地面观测资料联合反演。应用卫星遥感技术研究地震前的热异常虽然目前仍然存在许多问题，但随着技术的进步和研究工作的深入，应该能在地震预测中发挥重要作用。     

沂沭断裂带西缘昌乐县中部地区地热成热地质条件分析

通过对地质资料的分析,认为该区理论上具有较好的地热生成环境和赋存条件。重点围绕鄌郚葛沟断裂两侧,综合运用地质调查、测温、物探、钻探等手段,对成热地质条件进行调查分析,圈定淳于地热异常区和梁家庄地热异常区2个异常区,分析并初步确定热源为地壳深部的热流,导水导热通道为鄌郚葛沟断裂及其次级断裂,热储为深循环对流型带状热储,热储岩性为白垩纪青山群安山岩,埋深1400~2000m,盖层为新近纪、古近纪及白垩纪粘土岩、砂岩等。结合区域地质资料,建立地热资源概念模型,并据此确定了3处拟井位置及孔深。     

断陷盆地碳酸盐岩热储勘查及研究:以鱼台凹陷为例

鱼台凹陷是一个中生代同沉积断陷盆地, 其内部构造纵横, 深部普遍发育奥陶系碳酸盐岩, 具备地热开发前景。为研究断陷盆地内碳酸盐岩热储特征, 评价其资源潜力, 在鱼台凹陷施工一眼2 309.31 m深钻孔, 通过综合测井、产能测试、水化学分析、气体成分分析、地热水14C年龄测定等手段, 分析了盆地内地热流体的来源及补给、热源储集、离子运移等条件。结果显示, 地热井温曲线的增温异常与裂隙发育断位置一致, 指示了地热水来源方向; 地热水Cl-、Na+含量较高, 其离子组分形成原因与岩盐溶解有关; 鱼台凹陷东南部断裂交会处附近地热水表观年龄43.5 ka BP, 校正年龄10.752 ka BP, 时间在第四纪更新世晚期至全新世早期。研究认为, 鱼台凹陷存在较为活跃或年轻的地质构造, 是热储的热源之一, 区内奥陶系热储可采地热资源量约为2.12×109 GJ, 合标准煤7.27×107 t, 资源潜力较大, 开发利用前景良好。      

基于水化学的沂源盆地地热田成热模式探讨

沂源盆地地热田为低温水热型岩溶热储地热系统,盖层为古近系、白垩系、石炭系,热储层为寒武纪、奥陶纪碳酸盐岩,区内发育的深大断裂如上五井断裂、韩旺断裂、傅家庄断裂等为沟通深部热源的良好通道。为掌握地热田热水的补给来源、热源、地热水年龄,进一步分析其形成机理,采集地热水样品进行了地热水水文地球化学分析、气体及其同位素分析。结果表明,该地热田地热水水化学类型为HCO3·Cl·SO4Na·Ca型、HCO3Ca·Mg型,矿化度小于1g/L;地热水补给来源为大气降水,具深循环特征;热源以壳源为主;地热水年龄10.51ka B.P.,为古地下水。结合地下水循环机理,将其地热水形成机理总结为小型断陷盆地深循环承压型。     

山东费县上冶地区地热资源特征研究

山东省临沂市被授牌为"中国地热城"。区内地热资源较为丰富,开发利用时间长,产生了显著的经济和社会效益。通过研究临沂市费县上冶地区的地质背景、地热地质特征,探求该地区的地热资源形成、发育的机理,对于指导区域地热资源的有效开发具有重要的意义。上冶地区南部奥陶纪马家沟群地层直接出露,大气降水直接或者间接补给岩溶热储含水层。近SN向的上冶东岭断裂及其次级断裂与蒙山断裂沟通,地下水通过断裂构造、岩溶孔洞、裂隙等通道向深部径流,受到大地热流的传导加热,在形成和运移过程中不断地溶滤热储围岩的各种化学成分。而上覆地层热导率低,具有一定的保温作用,从而使得地热资源在该地赋存和聚集。深部岩溶热储类型为典型的受断裂构造控制的层状兼带状热储。     

西祁连清水沟地区火山岩岩石学特征及旋回研究

西祁连当金山清水沟一带的寒武纪火山岩发育在寒武纪拉配泉岩群火山岩组。对该火山岩分布特征和岩石学特征进行了研究,划分了3类火山岩岩相:爆发相、沉积相、喷溢相,并对火山岩喷发旋回进行了研究,揭示了当金山地区地层演化特征,对火山岩区域对比及火山机构恢复具有一定的指导意义。     

济阳坳陷上地壳速度结构与地热相关性研究

济阳坳陷及周边地区位于华北板块东部,是板内伸展沉积构造。目前研究区水热型地热资源开发利用程度较高,但上地壳热源传导机制研究较少,济阳坳陷及周边地区的高分辨率三维地壳速度结构有助于探讨该区热源富集规律。利用双差层析成像方法,获得了研究区三维地壳的速度结构,通过与地温场特征比对分析,认为上地壳速度结构与深部热源传导规律密切相关。根据反演结果,发现聊考-齐广断裂西北0～5km深度存在大规模低速层,这与区域厚度较大的沉积地层有关;聊城东部、埕宁隆起等区域表现为明显的高速异常,隆起区地温增温率明显高于凹陷区,这与储层下部地层导热能力有关;东营地区10km以下速度普遍较高,下地壳热流值贡献稳定;燕山晚期以来鲁中南部隆起对研究区地壳的拖拽拉伸是济阳坳陷内地热田最直接的构造影响因素,形成的多组地堑构造是水热型沉积盆地地热田边界的重要控制因素。     

大地电磁测深（MT）与土壤氡气测量在涡阳地区地热勘查中的应用

为了研究涡阳地区深部构造和热源条件,在高炉镇附近进行了大地电磁测深(MT)测量和土壤氡气测量工作。通过对大地电磁测深结果和土壤氡气浓度异常分布范围分析和解释,指导区内地热勘查工作。通过资料解释,基本查明区内构造的走向及其垂向延展特征,查明基底起伏变化情况并了解深断裂的控制性,预测地热成矿区有利地段。研究证明,利用MT与土壤氡气测量对隐伏断裂位置和地热异常具有较好的指示意义。     

震前卫星热红外异常与震级定量关系的统计研究

卫星热红外遥感资料的实际应用及大量震例归纳结果表明，强震发生前在震中附近存在不同程度的亮温异常，且异常随着时间的推移多表现为增温条带的出现或者大面积的不规则分布。在研究热红外异常临震预测中重点关注热红外异常与震级的关系，对2010～2014年发生于中国的总计151次MS5.0及以上地震热红外异常情况与震级大小进行线性拟合，得到了震级MS与临震前3 d热红外异常区面积平均值Saver的二元一次关系表达式，首次定量分析了震级大小与热红外异常面积之间的关系。     

渤海湾盆地南乐地热田特征及其成因分析

为探究渤海湾盆地南乐地热田的岩溶热储特征及地热田成因机制,基于物探和地质资料,对渤海湾盆地南乐次凸地热田的热储展布规律、水化学特征、运移通道以及地温场等因素进行了剖析,构建了地热田成因概念模型。研究表明:南乐次凸地热田存在加里东、印支-海西、燕山、喜山4期奥陶系风化壳岩溶热储,顶板埋深1 427~2 135 m,有效厚度累计46.2~91.7 m;具有良好的盖层,地温梯度高达3.04~3.24℃/hm,地下水类型为SO₄+Cl-Na+Ca-B型;地热田形成于较高的大地热流、渤海湾陆内裂陷盆地-东濮凹陷西斜坡带背景下,受西部太行山区和东部鲁西南山区裸露基岩大气降水的共同补给,进入基岩的冷水深部循环受到热流的"热折射""热流再分配"效应以及兰聊断裂摩擦生热等的共同加热、增温,沿区域内不整合面以及断裂向上运移、富集,最终形成了以奥陶系为热储的传导型地热田系统。南乐次凸地热田奥陶系岩溶热储可采地热资源量为1.02×109 GJ,折合标煤3.50×107 t,可满足供暖面积12.37×104万m2,具有良好的开发市场前景。研究成果对南乐地热田乃至渤海湾盆地的岩溶热储开发利用具有较好的指导意义。      

腾冲现代火山活动区地热流体的地球化学特征

腾冲不但是现代火山活动区,也是地热异常区,这里温泉、热泉及喷气孔到处可见。本文叙述了热水中气体及其它重要化学成分的组成和分布特征。按其气体成分特点,进行了简要的分带、分区,并且讨论了地热流体及其与地质构造、火山和地震活动的关系。     

临沂市柳航头地区地热资源特征研究

区域地质调查和地热地质勘探资料显示,临沂市柳航头地区区域构造发育较强烈,大气降水通过构造破碎带向地下深部运动,深部寒武-奥陶纪灰岩岩溶地层厚度可达1 500余米。区域地下水在深部渗透性较好的岩溶地层内径流,向柳航头地区运动过程中,不断受到地球深部热源的地温加热而形成地热水,寒武-奥陶纪岩溶地层成为热储层,其上覆地层导热率较低,是较好的盖层。结合研究区内的地热井深部测温数据和地热水化学特征数据,建立柳航头地区地热概念模型。     

利用层次分析法评价东营市浅层地热能适宜性

利用定性、半定量相结合的层次分析法(AHP),建立地埋管换热系统适宜性递阶层次结构模型,在野外试验、室内测试等基础数据的基础上,选取地下水埋藏深度、砂层厚度、成孔难易程度、地面沉降、热扩散率、比热容、综合热导率等7个评价指标,将东营市浅层地热能开发利用划分为适宜区、较适宜区。这是东营地区第一次利用实测数据开展浅层地热能适宜性评价,为今后的合理开发利用提供了科学依据。     

庆云县地热回灌存在问题浅析

如何实现地热资源合理开发、高效利用,实现地热资源采灌均衡可持续开发利用模式已成为地热资源开发利用地区重点研究内容。该文根据庆云县某典型小区(以下简称小区A)一个采暖季的开采、回灌监测数据,总结了水温、开采量、回灌量、水位及回灌率变化情况。通过数据分析及调查可知,庆云县回灌工程普遍存在地热尾水温度偏高、热利用效率偏低、地热尾水直接回灌引起管道腐蚀影响供暖效果等问题。针对地板辐射和暖气片采暖两种模式提出了换热技术和增加热泵机组的改进措施建议,既可提高热利用效率,又可保证供暖效果避免设备腐蚀,对庆云县地热供暖工程的升级改造具有一定的指导意义。     

山东省鲁中南地区典型地热田概述

山东省鲁中南地区典型地热田包括临沂汤头、肥城安驾庄、泰安岱道庵、泰安徂徕镇桥沟、沂南铜井、沂源南麻[CD*2]悦庄和淄博张店地热田。该文从区域地质概况、地温场特征、热储特征、地热成因分析以及热储概念模型5个方面对以上7处地热田的地热地质条件进行了概述。