CSAMT法在北京强干扰区深层地热探测中的应用

北京城区及近郊强干扰区的地热勘探具有挑战性。本文简要介绍了北京地热赋存的地质环境与条件,阐述了可控源音频大地电磁法(CSAMT)在北京强干扰区深层地热探测中的方法技术,尤其是输出功率、工作频率范围、发射偶极长度、测点间距等参数的选择技巧,总结了应用效果,给出了应用实例。     

基于ArcGIS的江苏泰州地区中深层地热勘查适宜性评价

区域性中深层地热资源适宜性评价可为科学合理地开发利用地热资源提供依据。目前,适宜性评价方法多基于定性分析,定量方法较少。基于ArcGIS地理信息系统软件,采用综合指数法对江苏泰州地区进行中深层地热资源勘查适宜性评价,首先对区内地热资源勘查影响因素进行定量赋值,然后运用综合加权评价模型,利用GIS的分析功能计算得出综合评价值,最终将该区地热资源分为开发利用条件良好区、较好区、一般区,其中良好区主要分布于泰州海陵区—姜堰沈高地区以及九龙镇—姜堰俞垛—兴化戴南一线,分区直观、快速、准确。     

基于模糊数学法的松辽盆地深层地热资源潜力评价

松辽盆地具有高大地热流、高地温梯度特点,是我国地热资源有利远景区.前人对松辽盆地干热岩研究取得了系列认识,但部分地热评价中缺乏重要参数(如大地热流、地温梯度),评价数据以收集资料为主,造成预测的地热有利区存在争议.本文通过处理分析大量实测地球物理数据,获得了壳内高导层埋深、居里等温面埋深、莫霍面埋深和中生界基底岩性等分布特征,结合大地热流、地温梯度等信息,利用模糊数学法开展松辽盆地深层地热资源评价,结果表明：松辽盆地深层地热资源具有“中部优、东南部良好、西部和北部差”的分布格局;大庆-松原和肇东-哈尔滨是两大深层地热资源有利区,其干热岩总资源量为6.236×10²² J,折合为2.128×10¹² tce(吨标准煤当量),指示了深层巨大的干热岩资源潜力.     

基于美国国家地热数据的地热温度计案例分析与方法适宜性评价

热储温度评价是地热系统研究的关键内容.文章选取建设比较成熟的美国国家地热数据系统(National Geothermal Data System,NGDS),分别利用地球化学地热温度计、多矿物平衡法、冷热水混合模型及气体地热温度计对不同地热田的热储温度进行评价,确定不同热储温度评价方法的适用性和局限性,以期为热储温度评...     

基于三维地质建模的地热资源潜力评价：以施甸地热区为例

传统热储法进行地热资源评价虽简便,但评价结果误差通常较大,本研究以施甸地热田为研究区,基于区内地质和地热地质条件,结合地球物理和钻孔资料,用GMS软件建立了三维地质模型,展示了研究区地热储层和盖层的展布情况.考虑到研究区内地热资源评价参数的差异,按照热储温度将研究区划分为9个子区,结合已建立的三维地质模型计算热储体积,利用改进的热储法来准确、动态评价研究区的地热资源量,计算出研究区地热水中储存的热量为1.38×10¹⁷ J,热储岩石中储存的热量为1.49×10¹⁹ J,地热资源总量为1.5×10¹⁹ J.根据地热水可开采量计算结果,若合理开发利用施甸地热水资源,每年可节约4.36×10⁷ t标准煤.本研究为施甸地热资源的科学、合理评价提供了新的模式.     

龙门山大地电磁深部结构及汶川地震(MS 8.0)

2008年5月12日汶川发生的MS 8.0地震使四川、甘肃和陕西等省遭受重大人员伤亡及财产损失,本文通过震前完成的穿过龙门山构造带中段的松潘中江大地电磁测深剖面的反演解释,揭示了龙门山构造带及其两侧松潘甘孜褶皱带、川西前陆盆地地壳内部30 km深处电性结构。龙门山构造带东侧四川盆地为上部较厚低阻沉积盖层之下存在连续稳定高阻的扬子基底特征,而以西的松潘甘孜褶皱带分上部和下部两部分,上部为高阻古生界夹低阻中新生界,下部（中下地壳）呈连续低阻层,推测可能存在一个连续稳定的壳内高导层。而龙门山恰好是青藏高原与扬子地台联合作用的结果,形成了上部高阻及下部基底高阻,中间夹西倾低阻带,低阻带最厚10 km,其深度从地表10 km连续向西延伸至20 km深处,与松潘甘孜褶皱带15～20 km的低阻层相连。这个异常低阻带可能是松潘甘孜地块向东向上移动的传输带,北川映秀断层逆冲分量显然大于右行走滑分量,因此汶川地震属于右行平移-逆冲断裂型地震。     

中国西部及邻区大地震时空特征、地质背景及发展趋势分析

在中国西部及邻区有一个以中国南北地震带—蒙古东部地震带、喜马拉雅地震带和帕米尔—天山—阿尔泰山—蒙古西部地震带为3条边而组成的巨型中亚三角形地震带,其大地震发生的强度之大、频度之高以及重复率之高、重复周期之短,在世界大陆上绝无仅有。这些大地震在空间上受到大地构造位置、构造应力场-滑移线场、介质力学条件、壳内低阻流变层和先存力学脆弱带等五位一体的复合控制,震中主要分布于3条边与活动断裂带交叉处的中—上地壳中;在时间上存在以21.5 a±为最小单元的多种周期。印度板块的持续顶撞和推挤,是该带大地震孕育的能源,而太阳黑子活动和地球自转速率变化可能是该带地震的触发因素。以2001年昆仑山大地震和2008年汶川大地震为标志,中亚三角形地震带可能进入了一个新的107.5 a活动中周期。果真如此,则未来数十年内在该三角形的3条边及其周缘,可能分别发生若干个M≥8.0级大地震和多个M≥7.0级强地震。     

地球物理资料揭示的嫩江—八里罕断裂中段深浅构造特征

嫩江-八里罕断裂是松辽盆地西缘的一条重要断裂,对区域中-新生代盆地的形成演化至关重要。由于该断裂中段地表覆盖厚层第四系,其深部构造特征研究程度较弱。本文通过对横跨嫩江-八里罕断裂的1条大地电磁测深测线和1条地震测线进行处理和解译,结合区域钻井结果解译了该断裂深部、浅部构造特征。结果表明,深部电性结构横向上以"八"字型低阻条带为界与地质单元具有较好的对应关系;结合已有地质认识推断东倾的L₃低阻条带是嫩江-八里罕断裂的电性响应。该断裂是1条东倾的超壳断裂,浅部产状较陡、向深部逐渐趋缓,整体上由2条东倾的反"Y"字型断裂和1条西倾的断裂组成,呈花状构造样式,指示断裂曾历经强烈的挤压应力环境。     

宁南弧形构造带甘肃大沟—内蒙古乱井中上地壳电性结构

利用大地电磁探测方法在宁南弧形构造带内蒙古乱井—甘肃大沟段进行了中上地壳电性结构特征研究,通过二维反演获得了研究区的电性结构模型,模型清楚揭示出了该区典型的电性结构特征:(1)中上地壳电性结构整体表现为"碎块状"的构造特征,其中走廊构造带总体表现为相对低阻,北祁连碰撞造山带总体表现为相对高阻;(2)海原地震震源区的震源断裂所反映的低阻带构造样式既不像走滑断裂那样陡峭,也不像逆冲断裂那样平缓,而是兼具走滑与逆冲断裂带的双重特征;(3)研究区壳内低阻层呈现不连续分布,总体表现为南深北浅的构造样式,一般都终止于高阻地块边缘或与逆冲推覆构造的滑脱面相交汇处;(4)清水河裂褶带内发育的高阻地块可能为晚古生代或早中生代发育在元古宙基底上的古隆起,为该区燕山期构造运动提供了深部大地电磁资料证据。     

中国东北地区岩石圈结构的地震学特征与对矿产资源的动力控制作用

利用东北地区1°×1°深至400km的三维Vp(km/s)值数据,选择互相垂直的2条有代表性的剖面,初步建立研究区构造圈、均匀层基本结构模型;利用8套沿不同经纬线的剖面Vp值分布,勾绘出研究区深至过渡层的结构模型谱;进一步综合得到研究区三维岩石圈结构模型。东北地区的B″层可能由3部分组成,即下部的低速带,中上部的中速、低速相间互层带和上部的增速带,B″层底界面是区分B″与B'″层的稳定的标志,上部的增速带速度与B'下部速度值接近,按照传统认识,那里是岩石圈底界面的位置,东北地区B″层顶界面形态可能存在不连续或剧烈变化的部位。B″层上中部的宽广的分布边界形态及其变化,可能反映软流圈对周围地球物质的同化熔蚀作用;软流圈物质上涌为固体矿产提供物源,也对油气矿产形成起加速作用。岩石圈结构是壳幔物质相互作用的动态平衡结果,它包含软流圈层对上覆地球物质的影响,并对油气、固体矿产存在一种动力控制作用。     

中国东北新生代火山活动与地热资源

本文论述了中国东北新生代火山活动的时—空分布规律和温泉及热流高值区的空间分布特征,揭示了热流高值区和温泉分布区与新生代火山活动、裂谷运动和断裂活动的内在联系,特别强调了活动断裂对温泉和地热高异常区形成的控制作用。提出新生代火山活动区、裂谷盆地、断裂强烈活动区和大地震发生区,以及活化的古板块缝合带等地区,是最有利的地热资源勘探靶区。     

基于地下电性结构探讨中国东北活动火山形成机制

东北地区是我国现代火山活动最强烈的地区之一,也是许多学者十分关注的地区。本文回顾了前人提出的关于该地区火山成因的研究成果;通过分析在东北活动火山区大地电磁观测研究的地壳上地幔结构和采用大地电磁网观测研究的地幔1000km以上的电性结构成果,发现长白山天池火山区存在地壳岩浆囊,其它活动火山没有发现地壳岩浆囊,但都存在通往地幔的岩浆通道;东北地区在80～120km左右和200～250km可能存在与地幔岩浆囊相关的地幔高温流体。基于电性结构的研究成果,作者提出了一种东北地区可能的活动火山成因假说。认为东北火山的成因可能与西太平洋板块俯冲到中国东北地区的地幔过渡带后产生脱水有密切关系。这种水以矿物组分或流体方式向上运移,在地幔200-250km和80～120km左右聚集,80～120km的聚集区可能是火山喷发的物质来源。     

我国东北低山区不同坡位积雪特性研究

为研究坡位对积雪性质的影响,利用Snow Fork雪特性分析仪等采集积雪物理性质（积雪深度、密度、液态水含量）数据,分析了不同坡位积雪特性的变化趋势、差异及成因。结果表明：坡位的差异可显著影响积雪,特别是积雪表层的特性,积雪表层温度与积雪反辐射强度呈显著正相关关系;阴、阳坡各坡位积雪液态水含量变化趋势一致,但阳坡液态水含量最大值出现在上坡位,阴坡则是中坡位最大;阴、阳坡各坡位在液态水含量增加的影响下雪密度也在逐渐增大,并且随着积雪深度的增加雪密度逐渐减小;试验区融雪期阳坡积雪液态水含量最先对环境变化做出响应,进而影响雪密度,深度随之响应;阴坡则是液态水含量首先响应,积雪深度次之,密度最后响应。研究结果将为融雪径流形成、融雪侵蚀防治以及季节性积雪区生态系统评估提供理论依据。     

中国深层地热能开采的地质条件评价

深层地热能是指深度大于3 000 m的地热能。我国深层地热能资源丰富,但是开采条件怎么样呢?本文基于地热地质学原理,结合岩石力学等相关学科的理论,提出一种对深层地热能开采条件进行评价的指标体系,对各单一指标采用专家打分的方法赋值,继而采用模糊数学定量计算和评估深层地热能资源开发的难易程度。该方法考虑了深层地热能开发利用中的增强地热系统(EGS)的环境安全问题,即传统的“刚性造储”可能带来的诱发地震等不利于地热能行业健康发展的因素,倡导“柔性造储”和广义EGS理念,强调储层属性和地物理场的整合,针对我国地热能分布与构造活动关系密切、地壳总体上活动性强、地应力高、地震频发等构造型地热特点,是对以往评价方法的补充和拓展。该方法充分利用了专家知识,发挥了模糊数学综合评估作用,给出的量化结果易于对比和使用,可以更好地支持决策。本文基于新的评估方法,利用现有的深部地热研究及勘探成果,评估了中国大陆地区九个区域深层地热能开发的难易程度,评价区包括西藏南北地堑系、云南西部火山型地热区、青海东部共和盆地以及东北、华北等。从本文的结果可以看出,我国深层地热能开采的地质条件复杂,开采难度较大。     

中国东北地壳结构的地震层析成像

中国东北地区自晚古生代晚期以来,受古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋、太平洋构造域的叠加作用,壳幔结构极为复杂。本文收集中国东北地区国家地震台网接收的100 980个P波和91 030个S波到时数据,采用地震走时层析成像方法获得了该地区地壳P波和S波速度结构,进而获得了泊松比结构,用以探讨复杂的地壳结构。成像结果显示：中国东北地区地壳地震波速度结构呈明显的横向不均匀性,不同构造单元和构造单元内部都存在不同程度的不均匀性。松辽盆地整体上浅层地壳以低速异常为主,尤其是S波速度,但部分区域分辨率较低,中下地壳存在较大范围高速异常,推测与太平洋俯冲、后撤导致的岩石圈拆沉和热物质上涌等动力学过程有关;北部的大兴安岭重力梯级带和长白山一线主要表现为低速异常,表明具有大范围的岩浆作用,广泛岩浆作用为固体矿产资源的形成提供热源或物源;长白山、五大连池等近代活动的火山下方部分地壳区域均表现了较强低地震波速度和高泊松比异常结构特征,表明仍存在活动的可能。     

中国典型干热岩潜力区的地热深井部署

我国干热岩开发研究领域起步晚,在深部地质、地热、水文地质、钻探、地球物理等多方面存在难题。高温深井钻探的难度大、投资高和风险大,布井是高温地热资源开发需解决的首要问题。科学布井可以降低钻探难度、风险和投资。干热岩试验靶区遴选结果显示:羊八井、腾冲、漳州等为我国典型干热岩开发潜力区。但我国干热岩地热深井钻探超前于基础理论研究,钻探存在盲目性、低效性和不确定性。本文对上述3个典型干热岩潜力区的地热深井布署条件做了分析,其结果具有重要理论价值和实践价值,可促进我国干热岩开发研究。     

粤东北贝岭地热田地热地质特征及水化学分析北大核心CSCD

粤东北地区拥有丰富的低温水热型地热资源。贝岭地热田位于河源深断裂北东端,具有优越的地热地质条件,地热田内施工的钻孔(ZK1~ZK5)均揭露到了热矿水,水温48.2~77.0℃。为了深入研究地热田内的水化学特征,通过运用系统的水文地球化学分析方法,得出研究区热矿水水化学类型为低矿化的HCO_(3)-Na型,SiO_(2)含量较高,可用作理疗矿泉水。研究区地下热矿水处于水岩作用的初级阶段,热矿水中的石英和玉髓溶解度已达平衡状态。使用石英温标进行热储估算,结果表明T_(石英)=116.0~150.1℃,平均地温梯度G=12.01℃/100 m,热储循环深度H=819.33~1103.26 m。本研究为今后该区的深部找热工作提供了一定的技术支撑。     

东北暴雨的研究

系统性研究东北暴雨将提高对东北灾害性天气的认识,有利于加深对中国暴雨的全面研究。对我国气象工作者在东北暴雨研究方面的工作进行了综述,并回顾了影响东北暴雨的几类主要天气系统,分别为气旋、台风、冷涡,着重回顾了在过去几十年中东北冷涡暴雨方面研究的进展。指出目前待解决的问题是：影响东北地区台风暴雨强度、分布及转向问题;东北冷涡的内部结构特征及其发生发展的物理机制、东北冷涡下中尺度对流系统的结构特征与暴雨的关系;引发东北地区强暴雨过程的水汽源地等问题。这些问题需要通过今后深入和细致的加密观测分析研究,以及利用长时间卫星遥感观测资料和雷达资料的论证才能逐渐认识清楚。     

天津滨海新区深部地热资源评价及有利勘探区圈定

天津滨海新区地热与石油资源同盆共存.为了更合理地开发油田地区地热资源,有效降低深部地热资源的开发风险,通过对油区深部东营组的地热资源热储、地温场、沉积相和流体化学等特征进行综合分析,总结了研究区东营组热储的富集规律.在此基础上利用数值模型计算了区内东营组地热资源100 a热流体开采资源量,并进行资源开采潜力评价.以开采潜力评价分区为基础,集成分析了地热资源有利勘探区应具的富油程度、规模大小、温度高低等要素的权重,对区内东营组地热资源有利勘探区进行分区.该研究对油区内深部地热资源的勘查及降低开发风险具有指导意义.     

高阳地热田及邻区地热资源形成机制

临近雄安新区的高阳地热田处于渤海湾盆地冀中坳陷,区内发育以中元古界长城系、蓟县系及下伏的太古界为主的潜山地层,其中蓟县系雾迷山组为地热田主要热储层,地热资源丰富。以岩溶热储顶面埋深3600 m线作为高阳地热田的边界,地热田主体位于高阳低凸起、蠡县斜坡内,并涵盖保定凹陷、饶阳凹陷的少量地区。高阳地热田位于区域岩溶顶板温度较高地区,其中高阳低凸起中北部及其西侧边界、蠡县斜坡与饶阳凹陷交界处为温度最高区域,可达120 ℃左右,地热田南部、中东部属蠡县斜坡区域温度低于100 ℃。潜山热储温度等值线整体呈椭圆形态,长轴为NNE向。蓟县系雾迷山组地热水在博野地区水化学类型为Cl-Na型,溶解性总固体约5 000 mg.L-1,Cl-（约2 300 mg.L-1）含量明显高于雄县、容城等其它地区,SO42-含量（123~133 mg.L-1）高于同属冀中坳陷的雄县、容城、霸州地区,但低于天津地热田和良乡地热田,表明冀中坳陷与天津、良乡地区分属不同的地热系统。高阳地热田形成的概念模式为来自西部太行山地区的大气降水作为地下水的补给水源,太行山前断裂沟通了地表水与深部基岩地层,大气降水在基岩内经衡水断裂、安国断裂、百尺断裂、出岸断裂及不整合面向东侧渤海湾盆内运移,经断层与基岩发生热对流被加热,随着水动力条件减弱,在高阳低凸起、蠡县斜坡、深泽低凸起等区域聚集形成具有勘探开发价值的高阳地热田。