AMT方法在鳌山卫花岗岩地区深部地热构造勘探中的应用

作为我国最近规划的中国蓝谷海洋高科技开发区,对能源结构有着较高要求.目前,地热资源的直接利用是最经济最方便的绿色能源途径.鳌山卫研究区,是中国蓝谷的核心区之一,根据地质资料和温泉露头情况推测,该研究区内有可观的地热资源潜力.为探测鳌山卫花岗岩地区的深部地热构造,搜集已有的地质地球物理资料,在该区布设了10条AMT测线.通过资料采集、预处理、反演,得到了研究区地下2000 m以浅的电性结构的空间展布形态.勘探结果显示,研究区发育一条走向为N30°E的断裂构造F1,深度约1500 m;同时确定了构造低阻异常中心位置,为下一步钻孔布设提供依据.本次花岗岩区AMT探测,克服了城市人文干扰和高压输电线引起的各种电磁干扰,为类似地区深部地热构造探测工作提供了实践经验,是一次成功的深部地热构造探测.     

羌塘盆地及周边地带地球物理场与油气深部构造背景初探

本文对已有的地球物理场资料、地壳与上地幔结构的概略展布以及青藏的高原的大地构造格局进行了综合分析。结果表明：该区沉积层巨厚，重力场表现为负异常，地壳底部与上地幔顶部相对周边造山带上隆，低速异常分布，地幔对流向生此向下聚集，这些要素提出：羌塘盆地具有构成新油气田的深部构造背景和地球物理场特征，基于这些初步认识，文中最后提出了对该盆地进行深化研究的建议。     

合肥盆地和郯庐断裂带南段深部地球物理特征研究

根据重、磁、电、震资料联合反演和综合解释,研究了合肥盆地和郯庐断裂带南段深部结构特征和构造样式. 合肥盆地呈现深部印支面以下为逆冲断层、以上为张性正断层的构造样式,盆地构造反转发生在晚侏罗世,早白垩世是裂陷盆地形成的主要时期,早白垩世晚期合肥盆地发生构造反转,发育冲逆、冲推覆构造. 郯庐断裂带南段表现为“上正下逆”的构造变形样式和正花状构造特征,并经历了复杂的挤压走滑-引张正断层变形过程.     

南海北部陆架西区盆地地质、地球物理场特征及其深部结构

分析了南海北部陆架西区盆地的地质、地球物理场特征，计算了研究海域重、磁资料的1阶小波细节、4阶小波逼近变换。根据分析与计算可知，研究区的布格重力异常以北西低的负值，东南高的正值为特征。在东部及东南部异常等值线走向为北东；西部异常等值线以北西走向为特征；西北地区异常以北东东、北东走向的局部等值线圈闭为特征。磁场的展布十分复杂，按磁异常的变化程度可分为三个变化区，即磁异常平静区、剧变区及缓变区。磁异常的平静区位于研究区的西部，即莺歌海盆地所在位置，这一带磁异常等值线极为稀疏，异常值为负背景异常。剧变区位于海南岛，该地区的磁异常变化极为剧烈，异常特征以局部小圈闭为特征，等值线分布密集。磁异常的平缓区位于平静区及剧变区之外的其它地区。琼东南盆地、北部湾盆地的磁异常具有此特征。根据重、磁场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果、同时参考穿越南海地学断面的结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算，计算表明南海陆架盆地区域地壳结构较为复杂，研究区的地壳厚度在22－33km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、拉伸陆壳、过渡壳的性质，同时存在有上地幔隆起区及凹陷区。磁性底界面厚度在17－24km之间变化，其中在莺歌海盆地较深，在海南岛地区磁性界面较浅。     

鄂尔多斯盆地西缘构造带北段深部电性结构

在横跨鄂尔多斯盆地西缘构造带北段的查甘池—银川—五湖洞约200 km长的东西向剖面上,进行了67个测点的大地电磁探测.使用“远参考道”和Robust技术处理数据.分析了各测点视电阻率、阻抗相位、二维偏离度、电性主轴方位角、磁实感应矢量等参数,采用NLCG二维反演方法对TE和TM两种模式的数据进行了二维反演.得到的二维电性结构表明,沿剖面查汗断裂带、贺兰山东缘断裂带和黄河断裂带是明显较大型电性边界,为超壳断裂带,而三关口断裂带深部延深不大.沿剖面阿拉善地块、贺兰山褶皱带、银川断陷盆地和鄂尔多斯地块具有明显不同的深部电性结构特征.阿拉善地块内部除浅表电阻率较低外,以下到深度约50 km都表现为高电阻特性.贺兰山褶皱带电性结构复杂,电阻率高低相间.银川盆地具有上宽下窄最深达约8 km低阻层,具有断陷盆地特征.鄂尔多斯地块具有低-高-低的深部电性结构特征,成层性较明显.     

青海省贵德盆地内首次发现新近系火山活动

贵德盆地位于青海东北部、黄河上游松巴峡以西和龙羊峡以东,北以青海南山和拉脊山为界、南依巴吉山,西靠瓦里贡山,东至扎马杂日山,四周为断裂所围限,被认为属新生代断陷盆地。     

大兴安岭与两侧盆地结合地带深部电性结构与岩石圈尺度构造关系

横跨大兴安岭与海拉尔盆地和松辽盆地结合地带的大地电磁测深剖面揭示了盆山构造的深部电性结构.剖面西起海拉尔盆地东缘,向东延伸穿过大兴安岭中部,一直到达松辽盆地西缘.本文对剖面测点的二维偏离度、构造走向等进行了计算和分析,采用非线性共轭梯度(NLCG)二维反演方法对TM模式的数据进行了反演,获得了该剖面的地壳、上地幔电性结构模型,划分出三个典型构造单元:海拉尔盆地、大兴安岭和松辽盆地.研究结果表明,海拉尔盆地东缘和松辽盆地西缘浅部都呈低阻特征,但松辽盆地西缘深部电性结构比较复杂,而大兴安岭整体呈高阻特征.海拉尔盆地东缘可能属于兴安块体,松辽盆地西缘与大兴安岭接触关系复杂.海拉尔盆地东缘岩石圈厚度约为110 km,大兴安岭岩石圈厚度约为110~150 km.大兴安岭上地壳基本呈高阻特征,可能为多次叠置的岩浆岩,代表大兴安岭经历了多期次岩浆作用;中下地壳横向存在较大范围低阻体,可能反映了大兴安岭地壳内部非刚性的特点;残存在岩石圈地幔的高阻异常,说明其下地壳可能发生过拆沉作用.大兴安岭与松辽盆地结合带存在一个岩石圈尺度的西倾低阻带,向下延伸到岩石圈底部,可能是早期松嫩地块向兴安地块俯冲并以软碰撞形式拼合的构造遗迹.     

花岗岩地区深部地热构造电磁法探测研究——以福建龙海地区为例

为探查福建龙海花岗岩区深部地热构造,试验音频大地电磁法(AMT)在此类地区的应用效果,在该区域布设了数条AMT测线.经过一系列的数据处理及反演,得到研究区的各条测线的电阻率深度剖面图及电阻率分布平面切片图.该测区AMT研究成果反映了地下2 km深度范围内的地质构造分布基本情况,指示了可能的深部地热构造位置,为深部构造探测提供了良好的地球物理基础资料.结果表明,音频大地电磁法在探测花岗岩地区深部地热构造方面是有效的.     

鄂尔多斯盆地地质地球物理场特征与地壳结构

根据鄂尔多斯盆地的地质、地球物理场资料,分析了该盆地地质、地球特征场特征,反演计算了地壳深部结构,提供了该盆地油气远景区。     

被动式超低频电磁法在深部地热资源勘察中的应用——以JR-119井及JR-168井为例

分析了深部地热资源勘察中的地球物理电磁法应用现状,阐明了被动式超低频电磁法在深部地热资源勘察中的可用性和优势;重点论述了被动式超低频电磁法在深部地热资源勘察中的探测机理.利用北京大学研制的BD-6型被动式超低频电磁探测仪在京热119井和168井附近布点探测,在探测过程中利用硬件滤波和水平旋转探头方向的方法消除了工频50Hz的部分谐波干扰,同时探测曲线的重复性也非常好,得到了相应井位的超低频电磁探测数据.在对深部热水储层和盖层岩性界面进行地质解释后,得到热储层赋存深度的绝对误差为23-50 m,盖层岩性界面的相对误差小于6.3%.探测结果表明借助被动式超低频电磁探测仪,可以较准确地获得深部岩溶裂隙地热水的分布信息.     

Low enthalpy geothermal energy resources in Denmark

The deep oil exploration drillings in Denmark have shown that especially the Danish Embayment contains low enthalpy geothermal resources associated with warm aquifers. The most promising reservoirs have been found in highly permeable Upper Triassic sand and sandstone beds, which cover at least 5000 km² at depths of 2000–3000 m and at temperatures of 60–100°C. The porosity of the main reservoir is of 15–25%, and the permeability is presumed to be approximately 1 darcy (10^–12 m²) or higher. A layer thickness of 30–60 m has been observed on a number of localities. Also the Middle Jurassic and the Lower Triassic contain reservoirs of interest. A major geothermal exploration work is planned with seismic investigations, drillings to depths of 2000–4000 m and probably establishment of pilot district heating plants.     

MT测深结果对松辽盆地西缘可能存在前陆盆地的认识

前陆盆地是一种较为特殊的沉积盆地,是位于造山带前沿和相邻克拉通之间的沉积盆地,是在板块会聚或碰撞条件下,靠近克拉通(或大陆)一侧形成的盆地.我们通过MT测深结果分析,直观地看到了松辽盆地西缘存在着前陆盆地的电性异常特征.本文通过MT测深结果,结合构造动力学环境、地质构造现象分析,认为松辽盆地西缘可能存在前陆盆地(松辽西前陆盆地).这个前陆盆地的存在,可以合理地解释大杨树盆地与其东部松辽盆地主体深度上的重大差异;可以解释利用传统的断陷盆地无法解释的松辽盆地中“凹中隆”的问题;无疑会对目前的研究理论注入新的内涵,从而更有助于指导松辽盆地及其外围的油气勘探与开发.     

地热资源探测方法研究进展

地热资源将成为未来一种重要的生态型资源，具有巨大的市场潜力，地热资源的研究与利用历史比较悠久，其探测方法与技术也处于不断的革新过程中，本文总结了地热资源探测的方法与技术及其进展情况，并探讨了利用3S技术和计算机技术的融合在地热资源探测中的应用情况及发展前景。     

共和盆地干热岩地热资源的成因机制:来自岩石放射性生热率的约束

共和盆地位于青藏高原东北缘,是我国重要的干热岩地热资源赋存区之一.成因机制研究是干热岩地热资源研究中最为基础与核心的工作之一,也是干热岩地热资源潜力精细评价和合理开发利用的重要依据.本文基于98块采自共和—贵德盆地岩石样品的放射性生热率数据,分析了盆地主要岩性岩石的放射性生热率分布特征,讨论了共和盆地干热岩地热资源的成因机制,并初步建立了干热岩地热资源的成因模式.研究表明,共和盆地恰卜恰地热区沉积岩（以泥岩和粉砂质泥岩为主）放射性生热率为1.21~2.02 μW·m^-3,平均值为1.67±0.29 μW·m^-3;以花岗岩和花岗岩闪长岩等为主的基底岩石的放射性生热率介于1.17~5.81 μW·m^-3之间,平均值为3.20±1.07 μW·m^-3.贵德盆地扎仓寺地热区沉积岩（以砂岩和泥质砂岩为主）放射性生热率为1.83~2.40 μW·m^-3,平均值为2.13±0.23 μW·m^-3;基底花岗质岩石的放射性生热率介于0.92~6.49 μW·m^-3之间,平均值为2.81±1.40 μW·m^-3.测试数据显示共和—贵德盆地基底花岗岩不存在高放射性生热率异常.但是,新生代以来印度—欧亚板块持续性陆-陆碰撞作用造成的壳内放射性生热元素富集层增厚,导致了花岗岩放射性生热率的热贡献量同步增大（30.3~40.5 mW·m^-2）,因此,花岗岩放射性生热可为共和盆地干热岩地热资源提供稳定的壳内热源基础.基于放射性生热率数据和热流配分研究,结合研究区已有地质-地球物理研究资料,本文认为壳内部分熔融层作为附加热源为共和盆地干热岩地热资源提供了重要的附加热流贡献.在此基础上,本文初步构建了共和盆地干热岩地热资源成因模式：加厚地壳花岗岩放射性生热与壳内部分熔融层供热.

     

CSAMT和重力方法在狮子湖温泉深部地球物理勘查中的应用

作为一种新型开发的绿色能源,地热资源被越来越多的人所重视.开采埋藏较深的地热资源风险大,因此开发前的地质和地球物理勘查是十分必要的.采用单一的地球物理方法勘探具有很大的风险,因此采用多种方法进行综合调查可以降低单一方法的风险,取得较好的效果.本文以狮子湖温泉为例,研究了地球物理方法在温泉勘探的应用.本次勘探采用可控源音频大地电磁法(CSAMT-Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics)和微重力测量,CSAMT是针对大地电磁测深法场源的随机性和信号微弱,提出的一种采用可以控制的人工场源改进方案.仪器采用美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ.该方法由人工向地下供入音频谐变电流建立电磁场,通过仪器在地面接收从地下反馈来的信息,根据不同时代、岩性地层电性特征达到勘查目的.为此我们在测区做了两条剖面,从CSAMT反演图推断,自上而下可分为3个电阻率层,该剖面视电阻率具有很好的层理特征,反映了厚大的中新生代地层（Edn、K）覆盖.剖面西部有明显的泥盆系地层（D）存在.根据视电阻率的变化特点,可以推断这条剖面的5条断层.在剖面中部距地表400～800米深处存在一明显低阻区,推测应为含水破碎带或低阻泥岩.对数据进行二维反演,可以清楚的看到利于储水的盆地构造.CSAMT方法受静态效应影响很大.静态效应位移可能是由地形和电阻率的浅部的横向变化引起的,既是不可避免的,也是不可预测的.因此对数据进行预处理是十分必要的.减少静态效应的影响办法有以下三种：（1）、对效应进行理论计算;（2）、采用空间滤波和相位积分等处理方法;（3）、使用独立的、无静态效应的测量方法.计算静态效应理论值在理论上是简捷的,但在实际的野外条件下,由于无法预测引起静态效应的物体的几何尺寸和电性参数,因此这种方法无法得到可靠的校正值.空间滤波处理是目前广泛采用的一类方法,Bostick（1986）提出了消除MT数据中静态效应的电磁列阵剖面法（EMAP）.EMAP法由于采用连续的剖面测量,可采用窗口可变的自适应空间滤波器-汉宁窗（Hanning window）或叫余弦钟形滤波器消除静态效应.但是这种方法提供了静态效应的要求的数据密度,这就增大了大量的额外测量,提高了获得数据的代价.因此,我们做重力勘探与CSAMT相对比.微重力测量使用美国产LCR-D型重力仪.实测的微重力异常是地下由浅到深各类地质体的物性差异在地面综合叠加的效应,其中包括界面起伏、岩性不均匀、地壳与壳下物质的厚度变化等诸多地质因素在内.实测的重力异常值经过固体潮改正、零点漂移改正、布格改正、正常场改正之后,得到改正后的重力异常值.从微重力反演结果看来,自西往东重力异常逐渐减小,程台阶下降趋势,并趋于平缓,验证了CSAMT的异常结果.从而弥补了CSAMT法的不足.通过这两种方法,我们大致查明了新生代红层盆地的产出形态.该红层盆地西侧边缘位于青山小学一带,自西往东变深;并反演计算出新生代红层与晚古生代泥盆系地层的分界面.深部地球物理勘探的方法有很多,各有各自的优缺点,我们不能从单一的一种方法得到的结论来判断地下地质构造.CSAMT法勘探深度大,但由于本身的物理特性,导致静态效应、近场效应等影响甚大.严重影响我们对地下地质目标体深度的判断,重力和CSAMT法的相互验证,很好的说明了多种地球物理方法综合测定的优势.     

川西高温水热活动区深部热结构的地球物理分析

川西高温水热活动区是地热学研究的典型地区之一,该区温泉、热泉点分布广泛,这些温泉大多沿北西-南东向的金沙江断裂、德格-乡城断裂、甘孜-理塘断裂、鲜水河三条主断裂呈条带状分布.对此高温水热活动区开展地热学分析,是研究青藏高原"东构造结"深部地球动力学过程、开发利用川西高原地热资源的重要基础,具有重要的科学研究意义和实际应用价值.本文针对实测氦同位素所发现的壳幔热结构比,依据重力、航空磁法、地震资料,采用反演莫霍面、居里面深度等方法,对川西高温水热活动区的深部热结构进行了分析.同时对中高温热泉密集出露的巴塘、理塘以及康定水热活动区的典型壳幔热流构与深部背景场进行了对比研究.结果表明,地表氦同位素热流估算的深部热流结构与地球物理异常结果保持较好的对应关系.川西地区热流结构中地壳、地幔的热贡献比较接近：巴塘地区平均Qc/Q=51.38%、理塘地区平均Qc/Q=54.39%、康定地区平均Qc/Q=42.42%.川西地区表现出了"温壳温幔"型的深部热结构,但温地壳背景下形成较高地表热流的原因有待进一步研究.     

超临界地热资源的地球物理分析——以鲜水河高温水热系统为例

鲜水河高温水热系统位于川西地热区, 是我国重要的水热型地热资源区和高温地热发电工程建设选区, 其深层超临界地热资源可以大幅提高热-功转换效率和地热发电能力, 具有极大的应用价值.超临界地热资源是地热学的全新研究方向, 研究深层超临界地热资源促进地热学拓宽研究领域, 具有重要的科学意义.本文利用地球物理资料、地热地质资料, 对鲜水河高温水热系统超临界水热流体构造条件、有利赋存部位、热结构与热状态开展计算分析.结果表明: 鲜水河断裂带浅源小震群与深层超压热流体层相关, 热泉群串珠状负重力异常圈闭之下超厚沉积地层是赋存深层超临界地热流体储层的有利构造部位; 康定中谷—二道桥—榆林宫热水区的水源补给、热源补给、水热循环通道等地热地质条件优良, 其下方存在酸性岩浆活动, 是形成高温水热系统浅层热储、深层超临界热液区的重要热源条件.我们认为: 鲜水河断裂带是深部热流体上升至浅表产生强烈水热活动的通道, 沿此通道, 在160~250 ℃温度区间, 是鲜水河水热系统地热储层的赋存区域; 在350~400 ℃温度区间, 是深层超临界流体(H2O、CO2)的赋存区域; 随温泉水大量溢出的高浓度CO2地热气体, 伴随出现pH值略小于7的弱酸性热水, 其下方是形成深层超临界地热资源的有利区域.     

Assessment of surface water resources and evapotranspiration in the Haihe River basin of China using SWAT model

Quantitative assessment of surface water resources (SWRs) and evapotranspiration (ET) is essential and significant for reasonably planning and managing water resources in the Haihe River basin which is facing severe water shortage. In this study, a distributed hydrological model of the Haihe River basin was constructed using the Soil and Water Assessment Tool, well considering the reservoirs and agricultural management practices for reasonable simulation. The crop parameters were independently calibrated with the observed crop data at six experimental stations. Then, sensitivity ranks of hydrological parameters were analysed, which suggested the important parameters used for calibration. The model was successfully calibrated using the monthly observed data of discharge in around 1970–1991 and actual ET (ET_a) in 2002–2004 for the mountainous area and Haihe plain, respectively. Meanwhile, good agreements between the simulated and statistical crop yields in 1985–2005 further verified the model's appropriateness. Finally, the calibrated model was used to assess SWRs and ET_a in time and space during 1961–2005. Results showed that the average annual natural SWRs and the ET_a were about 17.5 billion cubic metre and 542 mm, respectively, both with a slight downward trend. The spatial distributions of both SWRs and ET_a were significantly impacted by variations of precipitation and land use. Moreover, the reservoir in operation was the main factor for the noticeable decline of actual SWRs. In the Haihe plain, the ET_a with irrigation was increased by 46% compared with that under rainfed conditions. In addition, this study identified the regions with potential to improve the irrigation effects on water use. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

第二深度空间矿产资源探查理念与电磁法找矿实践

我国第一深度空间(0~500 m)矿产资源量已不能满足国家战略需求, 基于我国深部矿产资源形成的空间和条件的优越性及复杂性, 提出了第二深度空间(500~2000 m)探查大型与超大型矿产资源的科学理念.本文通过两个电磁探测实例, 论证这一理念的正确性.首先, 分析了近源电磁探测和基于飞行平台的电磁探测新方法, 以及噪声去除、反演成像和综合解释等精细数据处理技术.利用近年来新发展的短偏移距瞬变电磁法, 在河北围场铜多金属矿区进行了示范探测, 圈定6处深部矿化异常, 全部得到钻孔验证; 采用可控源音频大地电磁法, 在山东省胶东金矿区精细刻画出深部构造, 并圈定了有利赋矿部位, 揭示了焦家、马塘、寺庄等独立分布的金矿床, 其主矿体均在第二深度找矿空间相互连接, 实际属于同一金矿床, 是世界罕见的超巨型金矿床.两个地球物理探测成果, 是第二深度空间矿产资源成矿理论和找矿实践的有效范例.

     

拉萨盆地曲水-夺底剖面大地电磁测深研究

通过对拉萨盆地曲水-夺底大地电磁测深剖面的研究,揭示了拉萨盆地深部地质构造特征.上地壳广泛分布花岗岩体,莫霍面深度大约70 km.壳内发育一个高导层,其顶界面埋深呈现南深北浅特点,厚度大约20～30 km,桑达附近存在一条深大断裂.