重力勘探在地熱勘探中的應用

《重力勘探在地熱勘探中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、重力勘探在地熱勘探中的應用學院：地球物理與空間信息學院班級：064082-27姓名：李煜學號：200810034380引言地熱能的開發(fā)是全球經(jīng)濟．能源．環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。隨著地熱開發(fā)浪潮的日趨高漲，地熱旅游業(yè)的持續(xù)升溫，綠色能源的深入開發(fā)利用，深層地熱開發(fā)利用成為地熱開發(fā)的主流。物探技術是深部礦產(chǎn)勘探的主要技術。近年來，物探技術飛速發(fā)展，新興技術不斷涌現(xiàn)，為深部地熱勘探提供了技術前提。地熱能是一種在開采利用時間上可人為控制的可再生資源，在現(xiàn)代種植業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、浴療、供暖、旅游、皮革、釀造、干燥、發(fā)電等方面的應用價值和經(jīng)濟價值已逐步被人們理解和產(chǎn)生興趣，地熱能

2、的開發(fā)是全球經(jīng)濟一能源一環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分(賓德智，2000；閻敦實，2000)。目前，國外的地熱資源開發(fā)與應用技術發(fā)展迅速，日本、美國和意大利等國家的熱儲溫度已接近或超過300℃，并有專門的機構研究地熱的開發(fā)和利用(周篁，2001)。我國的地熱資源儲量豐富，占全球熱能活力的7．9％，發(fā)展前景廣闊，但目前的開采量僅為可開采量的5．82％，開發(fā)我國的地熱資源任重而道遠(王秉忱，2001)。最近，隨著大多數(shù)城市的缺水危機日趨嚴重、淺層地下水的限量開采以及旅游休閑熱的持續(xù)增溫，一股新的地熱浪潮逐步席卷全國，在這股浪潮中，深層地熱勘探已成為主角，這為地熱勘探的發(fā)展帶來了

3、機遇，同時對地熱勘探技術提出了更高的要求。本文主要介紹重力勘探在城市地熱勘探中的應用。1方法與原理重力勘探表明,隨著地質年代的變老,地層、巖石密度有逐漸增大的普遍規(guī)律。布格重力異常正值與負值相間分布,基巖面起伏較大,其分布具有一定的規(guī)律:在凸起區(qū)表現(xiàn)為正異常,在凹陷區(qū)則表現(xiàn)為負異常,并與兩坳一隆的構造格局相一致。在重力異常密集線性帶,一般都反映出斷裂的位置。重力勘探工程布置考慮到測區(qū)的地質構造和地形地物布置了三條精測剖面，其中一條剖面向西加長延升至測區(qū)外圍曾做過直流電測深的地方，點距50m、100m不等。重力觀測使用加拿大SCINTREX公司產(chǎn)CG-3M型全自動微加重力儀

4、，為了克服城市區(qū)及其附近車輛、人員等人文活動帶來的振動對觀測數(shù)據(jù)質量的影響，采集使用1秒鐘采樣1分鐘60個樣值平均的形式記錄，每個測點多次重復觀測。城市區(qū)交通便利，基點只選一個，設在便于到達而且人文干擾較少相對穩(wěn)定的地點，省去了布設基點網(wǎng)的工作。重力數(shù)據(jù)的處理分預處理和目標處理兩步進行，預處理包括基點改正、正常場!緯度&改正、布格改正。由于測區(qū)地形平坦且沒有足夠大比例的地形圖，沒進行專門的地形改正工作。預處理后得到重力布格異常，接著進行更深一步的處理—解釋目標處理。解釋目標處理包括以下幾個方面：異常場的水平及垂向各階導數(shù)的求取、趨勢分析、頻率域的局部場與區(qū)域場的分離、區(qū)域

5、場場源體深度的提取和結合直流電測深的基巖頂界面的反演解釋。作為尋找新生界地層全覆蓋的基巖中凹中凸構造的目標處理，最為重要的是場源體深度的提取和基巖頂界面的反演，其它的處理只是一些輔助手段。1.1場分離及場源體深度的提取勘探得到的位場是由局部場和基巖頂界面起伏引起的區(qū)域場兩部分疊加合成的，一般地，區(qū)域場功率譜具有aExp（-2wH）的形式，而局部場具有bExp（-2wh）的形式。假設區(qū)域場與局部場是不相關的，根據(jù)最佳濾波器的設計原則有提取區(qū)域場的濾波響應為：其中k=b/a。上面的介紹說明場分離的關鍵是參數(shù)k、H、h的求取，其中參數(shù)H也稱為區(qū)域場的視深度，稱為基巖頂界面的平均

6、深度，它通過得到的功率譜低頻段的曲線擬合得到。1.2基巖頂界面的反演界面的反演使用迭代技術并選用Gernard提出的方法，先選擇一個參考平面Zo區(qū)域場(視深度H)，界面相對參考面的偏差Zd與重力場的關系用下式表示:式中g是重力異常場，Vzz是重力異常場的一階垂向導數(shù)。ZD向上為正ZO向下為負。用重力觀測值及其一階垂向導數(shù)代入上式可得初值界面:求取初值界面的重力異常，用它去減原始重力異常得到剩余值，將它代入(2)式求下一次的偏差ZD和界面深度。重復上面的步驟，判斷上下兩次的修正偏差是否滿足精度要求，若滿足要求輸出界面值。為了判斷反演界面是否正確，將它與已知的直流電測深解釋界

7、面比較，兩種方法得到的界面一致說明反演終止。如果重力反演的界面相差較大，改變初始密度差δ再進行迭代反演。反演的界面模糊了界面的尖銳變化，對斷層的判斷解釋不是最好的方法，借助重力異常場的水平、垂向導數(shù)和場的下延進行輔助解釋得到了滿意的效果。1.3重力影像技術重力勘探技術是一項較為成熟的勘探技術廣泛應用于資源勘探、基礎地質調查、工程地質調查等領域。近年的理論研究和實踐表明，重力資料在解譯斷裂構造巾可發(fā)揮很大的作用，對于3000米探度上30米斷距的斷層．利用50微伽精度的重力資料完全可以解澤出來．顯然，對于埋藏深度較小的斷層，高精度