电法在深部地热勘查中的应用研究

【摘要】：地热资源是集热、矿、水三位一体的综合资源,随着我国城市化步伐加快,资源的保证程度日趋严峻,重要的资源可采储量下降,能源结构不合理的问题已经开始制约我国的经济发展步伐,而地热作为一种新型绿色能源备受人们的青睐。目前我国已开发的地热田有4000余处,而且正以每年10%的速度增长,地热资源利用总能量已位居世界前列。虽然地热资源勘查的发展十分迅速,但其勘探方法和解释手段并没有获得实质性的提高,传统的物探勘查方法和解释技术还应用于不同的地热田勘查中,因此如何提高地热田的勘查效果是当前需要解决的重要问题。 电法勘探是以不同岩、矿石间的电性差异为基础,通过观测和研究天然电磁场和人工电磁场的空间与时间分布规律进行地质勘查和找矿的一种物探方法,在地热勘查中电法勘探是一种比较简捷的方法,应用十分广泛。应用电法勘探可以探测与地下热水有成因关系的断裂构造位置,圈定地下热水分布范围,确定覆盖层厚度、热源的位置以及隐伏基岩岩性等。 本文简单介绍了勘查地热的几种地球物理方法,并以电法为重点,在不同的地热区内分别使用可控源音频大地电磁测深法,激发极化法以及电阻率测深法寻找地热资源,探讨了三种方法寻找地热的机理并对其探测成果进行了综合分析。 可控源音频大地电磁测深数据进行反演得到的电阻率分布不仅能够探测地层埋深和断裂构造的空间分布情况,而且在一定条件下可以推断深部地热田的温度。根据前苏联科学家Г.А.切列缅斯基上世纪70年代对岩层电阻率和温度关系进行的大量试验,作者在使用电法对深部地热勘查的同时也研究了地下温度和电阻率之间的关系,探讨了在规模较小的地热田内(考虑测井资料的情况下)利用可控源音频大地电磁测深反演电阻率预测地热田深部温度这一方法技术,并进而探讨了该方法的实际应用效果。 主要完成工作有: 1.简单阐述了地热田的成因和分类,地温场的成因以及它的垂向分布,介绍了与含水构造相关的断裂带和深大断裂; 2.分别使用激发极化法,电阻率测深法和可控源音频大地电磁测深法在不同地区寻找地热分别以实例进行了分析。 3.建立简单地质模型,研究温度和电阻率之间的关系,分析温度变化对岩石电阻率的影响; 4.在已知地热田上进行电阻率测深方法技术试验,研究岩石电阻率和岩石温度系数对温度计算结果的影响,结合实际勘查结果,探讨用电阻率参数推断深部地热田温度的可行性。 不同的地质条件对应着不同的勘探方法,单一的物探方法往往会存在多解性。通过对不同地热田使用不同的地球物理方法的有效性进行分析,认为使用综合物探方法,解释工作中与其他物探成果进行多参数综合分析,同时结合地质特征进行解释推断,会使成果更加可靠。 【关键词】：电阻率 可控源音频大地电磁测深 地热田 温度推断
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P314;P631.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 国内外研究现状9-12
• 1.2 选题背景12-13
• 1.3 研究内容及研究意义13-14
• 第2章 地热田与地温场14-20
• 2.1 地热田成因14-15
• 2.2 地温场15-18
• 2.2.1 地温垂向分布17
• 2.2.2 地下水对流传递热量与地层温度的变化17-18
• 2.3 断裂带与深大断裂18-20
• 第3章 电法在地热勘查中的应用20-42
• 3.1 地热与地球物理方法20-27
• 3.1.1 可控源音频大地电磁测深法基本原理21-24
• 3.1.2 激发极化法基本原理24-27
• 3.2 电法在地热勘查中的应用实例27-42
• 3.2.1 可控源音频大地电磁测深法应用实例27-38
• 3.2.2 激发极化法应用实例38-42
• 第4章 岩层电阻率与深部地热温度关系的研究42-57
• 4.1 岩层电阻率和温度的关系42-44
• 4.2 电阻率推断深部地热温度的前提条件44-45
• 4.3 方法在实验区的验证45-57
• 4.3.1 华北实验区45-51
• 4.3.2 东北实验区51-57
• 4.3.2.1 工区地质和地球物理特征52-53
• 4.3.2.2 电性断层推断和地质解释53
• 4.3.2.3 温度推断53-57
• 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 攻读学位期间取得学术成果62

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