童召军

摘 要： 本文介绍了干热岩的概念及特征，着重讲述了确立干热岩潜力靶区的工作思路、技术路线、评价方法等。意在为今后干热岩靶区选择提供可行的方向，并希望在此工作设计的指导下优选出干热岩资源丰富的潜力靶区。

关键词： 干热岩；潜力靶区；技术路线；评价方法

引言：干热岩是一种没有水或蒸汽的、温度较高、埋深较浅、有开发经济价值的热岩体。随着化石能源的不断消耗，以及越来越重的污染问题，清洁、高效的干热岩逐渐受到世人的关注，摸清干热岩资源储量、完善干热岩的评价体系、建立一套干热岩的勘查开发方案是我辈地质工作者当仁不让的责任。

一、指导思想

以地层学、地质构造学、地热学等相关科学理论为基础，依据区域内的地质、地质钻探、物探、地震及涉及到区内地热的相关地质成果报告等资料作为支撑，采用物化探技术、遥感解译技术、地热地质调查技术、岩矿测试等手段，进而形成对工作区干热岩勘查评价的方法，圈定干热岩潜力靶区。

二、技术手段及工作方法

拟采用的主要技术手段包括资料搜集、干热岩地热地质调查、遥感地质解译、地球物理勘查、地球化学方法等，现分述如下。

1、资料收集

充分收集工作区内已有地质、地热温泉、煤田、矿山勘查等成果及地震、重力、航磁、大地电磁测深等地球物理勘探资料，从大的地质背景分析确定干热岩可能存在的区域。

2、干热岩地热资源调查研究

干热岩体的圈定必须重视高温异常区域的地质结构和地质过程的调查研究，拟在工作区内开展干热岩地热资源调查工作，对有地热显示和具备干热岩形成条件的地区，补充调查已有地热显示点水温、水量、水质、热储类型、成井结构等；对重点区域沉积岩石类型和结构构造， 岩浆侵入类型、时代及空间分布， 火山活动的类型、时代及空间分布， 断裂构造格架和断层性质、活动性等， 地震类型、强度、震源深度等， 构造变形历史和构造应力场特征等进行详细调查研究， 建立重点区域地质构造演化过程和地质三维模型以及现今构造、岩浆、地应力、地热状态。

3、遥感解译

采用多时相的航天TM热红外及多波段遥感信息，解译工作区内的断裂构造及其分布特征，圈定干热岩地热异常区的分布范围，分析遥感地热异常区的展布特征，为寻找干热岩赋存区域提供依据。拟对工作区开展1：50万比例尺的干热岩地热地质解译；重点解译区域为断裂带和温泉出露区附近。

①解译标志建立：根据不同的图象处理方法，在对地物反射波谱特征研究的基础上，结合影像单元的色、形、纹特征，建立地热地质因子解译标志。

②解译图编制：采用RS与GIS融合成图技术，应用计算机进行人机交互式解译，在GIS软件的支持下对解译图进行分层管理，以便于对比和统计、计算。

③解译成果：根据遥感影像解译区内地貌特征、植被分布、断裂构造及其分布特征，控热及导热构造，分析地热异常区的展布特征，圈定干热岩地热异常区的分布范围。

4、地球物理勘查

为查明区内地层结构，干热岩的埋藏条件、岩浆岩的规模、产状以及断裂构造位置等，在干热岩资源调查及遥感解译的基础上，采用大地电磁测深。根据工作区地热地质条件布设合理点距、测距物探工作，以查明工作区内断裂的分布与性质、地下潜凸区边界及干热岩埋深、裂隙发育程度等。

1、测深点的布置

使用森林罗盘仪在具体的观测点上指示方向，坡角改正，用皮尺测量距离，以确定电极和磁棒布置位置，方位差小于0.2°。，点位差应小于0.5m。

2、电极的布置

本次勘探一共使用4个电极，其中每两个电极组成一个电偶极子，为了便于对比、监视电场信号，其长度等于点距，把其中与测线方向一致的电偶极子叫做X-Dipole，与测线方向垂直的电偶极子叫做Y-Dipole。为了保证Y-Dipole的方向与X_Dipole相互垂直，用森林罗盘仪现场确定方向，误差在0.5°以内，用测绳测量电偶极子的长度，误差在0.5m以内。

3、磁棒布置

磁棒离GMS-07e应大于5m，為了消除可能对磁棒的干扰，两个磁棒要埋在距离地面至少5cm的地下，用地质罗盘定方向使其相互垂直，且水平误差控制在2°以内。工作人员要尽量远离磁棒，尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。试验时两个磁棒相隔2～3 m，平行放在地面上，两个电偶极子也需平行。

5、地球化学方法

1、放射性元素采样及化学分析

放射性元素的衰变生热是地球内部驱动众多深部构造热过程的重要动力来源，也是岩石圈内热场（温度场）分布的主要控制因素。岩石中所含的天然放射性元素虽然很多，但只有铀、钍、钾3个元素因具有足够的丰度且其半衰期可与地球的年龄相比拟而被列为主要生热元素。因此，在工作区岩浆岩分布区采取岩石样品，化验其铀、钍、钾3个元素的含量，检测岩石生热率。

2、同位素样品采集与化学分析

地球内部热能可以通过断裂构造系统和流体系统相结合， 更有效地传至地壳浅部或地表。不同来源的流体具有不同的成分特征， 尤其是3H、 88Sr、34S、37Cl同位素成分特征， 所以可以通过对地热流体或气体成分及其同位素特征的研究来判别流体的来源和深度， 同时还可利用同位素地质温度计来评价深部热储温度。

6、建立干热岩靶区地质模型

在对沂沭断裂带以东地区地热地质条件进行充分分析研究的基础上，选定构造区域的岩石、地层、岩浆活动、断裂构造格架和断裂活动、构造应力场，建立干热岩赋存区地质模型，为干热岩选区研究提供依据。

7、干热岩地热资源潜力计算

1、计算原则

地质开发实践证明，岩石在横向、纵向上都有一定的连续性，即岩石在一定尺度的空间上是连续分布的，这为干热岩地热资源量计算提供了现实基础和理论依据。

2、计算方法

体积法又称热储法或储存热量法。该评价方法将热储层岩体以及孔隙介质中赋存的地热流体作为整体，计算相当于当地基准温度 （当地平均气温） 而言，整个热储体积所蕴含的全部热能量。体积法公式如下：

Q =ρCPV（Ti -T0）=ρCP Sh（Ti -T0） 。

式中， Q ：干热岩资源储量； ρ ：岩石密度；CP ：岩石比热容；S：热储层或岩体面积；h：热储层或岩体厚度； Ti ：所计算深度的岩体温度；T0：基准温度（地表温度）。

当工作区未有超过2000m钻孔时，深度岩体的温度 Ti 就只能用间接的方法推算出来。在稳态热流状态下的深部温度可用下式推算：

式中： T0为地表温度， q0为地表热流值， A0为地表生热率， Zi和 Ki分别为各层段的厚度和热导率， A'和 Z'分别为底部生热率和计算点地层的总厚度。

一般情况下， 为了简单计算， 常用下式进行计算：

式中： K-热导率； z-深度。

三、结束语

在先进的指导思想指导下，再配以合理、优化的工作方法和技术手段，定能科学的选出干热岩潜力靶区，估算干热岩资源储量、建立干热岩的评价体系，此体系将为以后干热岩靶区的选择起到示范作用。

参考文献

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