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浅议地热资源常用勘探方法及功效
2019-05-03 | 阅:  转:  |  分享 
  
浅议地热资源常用探方法及功效)Geometrics公司联合研制生产的一种混合源频率域电磁测深系统,其主动发射的人工信号源(500HZ以上)的探测深度很浅基本上用不上,被动源电磁法的探测原理和方法与MT法完全一样。由于磁电传感器频谱范围的限制,普通EH4的测量频段10Hz-100KHz,探测深度约在10-850米;配置增强低频磁探头后,EH4低频段可延伸至0.1Hz,理论探测深度可达1200米。EH-4的优缺点与MT法基本相同,只是实际可用分层的频点更少,从0-1000Hz频段实际采集数据的Z文件中仅有22个频点,意味着其对应的地下深度约50米一层,纵向的分辨率低。

简评:配置低频磁探头的EH-4电导率成像仪的理论探测深度为1200米,实际有效探测深度不足1000米,且不论因其不足受到的限制和影响,仅论其可探测深度就不能满足地热资源勘探的需求。



5、VCT大地电磁成像深层构造探测仪(MT-VCT)

VCT大地电磁场成像探测仪是近几年由郑州地象科技有限公司研发并具有理论创新的大地电磁物探方法,与MT同属于天然场源的大地电磁法物探仪,但是在理论、架构、应用上都有很大的差异:VCT的有效场源是来自于地球内部的导电流体和静磁场的相互作用产生的动态电磁场;由于地磁场源相对稳定、向地面辐射的电磁波所穿过的介质层固定不变,所以VCT采集的是各个频率的衰减程度基本相同、只有小幅值瞬时变化的动态地磁场信号,与气候、时间、地域无关,一致性高;所采取的是大地电磁场形成电磁波垂直传播到地表后剩余能量的序列数值,表征了不同地层介质对于电磁波的吸收和衰减特性,而不是介质电阻率;电磁波的电场和磁场在交替传播过程中所携带的地层信息均可用以独立表征各地层介质的电磁特性;符合镜像法的唯一性定理要求,每个频率的测值与地下相应波长深度层的电磁波能量值互为镜像关系。

基于对于大地电磁法的新认知,VCT仅采用一个高性能感应式磁感应器(探头)来垂直于地表采集大地电磁场辐射到地表上的电磁波剩余能量值,在水泥地、岩石上、山林、田间、冻土上都可以施工操作。按照镜像理论每一个频率点都对应着一个固定的波长(深度层),不随介质的电磁特性差异而改变,建立了深度达6000米、吻合度较高的频率(波长)与深度的固定对应关系表。目前VCT用于地热资源勘探使用的是VCT-4000M深层构造探测仪,一个探测点的采集数据时间只要56秒钟,探测速度非常快。每个探测点的探测深度为4000米,显示地层介质信息的层间隔:0—2000米深度内隔5米/层,2000—3000米深度内隔10米/层,3000—4000米深度内隔15米/层。

简评:经过不断探索和积累地热资源勘探经验,实践证明VCT用于地热勘探的速度快、探测密度大、测深分辨率高、自动形成剖面多、观察深层含水构造清晰,完全可以独立承担地热资源勘探定井任务,定井结果与实际凿孔记录吻合度高,成功率高。



6、重力测量法(重力仪)和磁力测量法(磁法勘探)

椭圆球状的地球在不断地自转中会引起地球表面上重力值的变化,由于各种地质原因地壳密度不均匀会引起重力的变化。不同种类的岩石有不同的密度值,同种类岩石在不同的地质条件下也会有不同的密度值。重力测量法就是以地壳中不同岩、矿石间之密度差异为基础,通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造和寻找矿产的一种物探方法。

自然界的岩石矿物具有不同的磁性,受地磁场的磁化后会产生不同的磁性体磁场。不同介质的磁性体磁场与地磁场相叠加会产生不同的变化。磁力测量法就是利用磁力仪观测由岩石的磁性差异引起磁场变化的一种物探方法,亦称为磁法勘探。

简评:重力测量仪和磁力仪主要用于资源勘探、基础地质调查、工程地质调查等领域。在地热勘查中的应用,仅限于作为前期物探手段来了解盆地基底起伏形态、盖层厚度变化以及古近系火山岩分布特征、断裂构造划分等,为进一步开展地热勘查提供了基础性资料。

7、大功率瞬变电磁法(TEM)

TEM系统通过发射阶跃状方波脉冲在地下激发二次涡旋电流向地下深处移动并向外扩散,激发出的随时间变化的感应电流形成的磁场,再由接收部分的磁探头形成电磁测深的接收信号被采集到。由此可知,瞬变电磁法是通过研究瞬时变化的电磁场在地球导体中的传播规律来探测地下电性分布的,即研究在方波下降断电后大地二次场随时间的衰减特征以达到解决地质问题的目的。大功率瞬变电磁测深法仪的发射功率要远大于一般瞬变电磁仪,基本上都在100千瓦之上。由于其勘探深度和精确度主要取决于场源强度、仪器灵敏度及抗干扰能力、地电断面性质、岩层电阻率、工业干扰电平等多种因素,若是发射功率不够、收发距太远,就会影响有效勘探深度和准确度。

简评:大功率瞬变电磁法在地热资源勘探中用其探测大范围的目标体时,由于信号强度和地电结构变化,分辨率会降低很多,实际探测深度也很难达到2000米。加之大功率瞬变电磁测深法仪的价值远高于普通瞬变电磁法仪,勘探成本较高,不利于一般地热资源勘探推广使用。



由于目前国内物探单位拥有的各种物探设备各有所长,但都不能完全满足地热资源勘探的要求。通过综合物探方法可以避免采用单一方法在深度广度精度方面的不足,多方面勘探获得地质构造条件、地热赋存范围、地下水补给关系及空间位置等信息。因此,为了更好地查明地热资源的地质条件、热储特征和地热资源储量,一般都采用综合物探方法进行地热资源勘探工作。



参考文献:

【1】寇伟寇通,MT大地电磁法仪与VCT大地电磁成像仪的区别,《工程技术》,2017-12

【2】花蕾,CSAMT与MT在寻找地热资源中的应用,《吉林大学》,2012























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(本文系195932原创)