化探知识

地热化探方法技术的进步

  地热田勘查的方法技术,除常规的土壤、岩石和水系沉积物测量外,还开发了汞量测量、水地球化学测量、地球化学温标法、放射性测量、气体测量和同位素地球化学法等非常规化探方法(朱炳球等,1992)。
 
  (一)汞量测量。
 
  地热田勘查中的汞量测量,包括土壤汞、壤中气汞、水中汞及大气汞。水汞、大气汞用得较少,所以地热勘查中的汞量测量,通常主要指土壤和壤中气汞量测量。土壤汞量测量,采集土壤样品后,用测汞仪测定汞,测汞仪可搬至野外驻地,这样就能实现测量的现场化。
 
  多年的实践表明,汞是地热勘查的最灵敏、最有效的指标(朱炳球等,1992)。土壤汞可以圈定热田范围,汞异常的浓集中心往往是热异常的中心,汞含量与热水的温度有关,通常热水温度越高,汞的含量也高,二者成正相关关系。壤中气汞是揭示热田构造的良好指标。蚀变岩石中的汞可以揭示水热蚀变带,有助于圈定热异常。水中汞可以指示高温水热活动区。
 
  (二)水地球化学方法。
 
  水地球化学方法是国外热田勘查和开发中最广泛应用的一种方法。世界各地地热区热水的大量分析测定表明,热水中含有各种组分,包括常量组分、微量和痕量元素、气体及同位素成分。使用X射线荧光光谱法和中子活化法,能检测出热水中含有50种以上的元素或组分。
 
  水化学法在热田勘查中的作用有:利用水化学指标寻找地下热水;区分热水田和蒸汽田;建立热田的水地球化学模型。
 
  (三)地球化学温标法。
 
  水热系统中某种产物的平衡浓度只和反应温度相关,依据这一原理估算地下温度的方法,称之为地热地球化学温标法。确定热储温度的方法有两种:①直接测量法;②计算法。
 
  在热田勘查中,已广泛使用地球化学温标法来估算深部热储的温度,较多的用于高温热田中;低温热田中也有应用,但用得不广泛。
 
  最常用的地球化学温标有:Si0:温标,Na-K温标,Na -K- Ca温标,Na - Li温标,每一种温标中又有多种计算公式(Fournier R 0 and Truesdell A H,1970)。通过采集热田的热水样,分析Si02、Na、K、Ca、Li等指标,然后利用上述各种地球化学温标进行热储温度的计算。
 
  (四)放射性及气体测量方法。
 
  地热水通常与断裂构造有关,受构造所控制,可用放射性方法[如a卡法、210 Po、伽马能谱(贾文懿,1987)],壤中气汞和二氧化碳等气体测量方法,来揭示热田构造。西藏羊易热田综合气体测量结果,揭示了3组构造,其中F1与地质上实测和推断的构造位置相当,F2、F3为新发现的两组隐伏断裂。
 
  (五)同位素地球化学法。
 
  地热研究中经常应用氢、氧、碳、硫的同位素来查明地下热水的来源、补给、成因及热水的年龄等问题。Craig H(1963)的研究表明,世界上绝大部分地热水不是原生岩浆水,而是地区性降水,热水中的氘值与当地雨水几乎相同,而δ18o值通常较高。
 
  在新西兰的怀拉开、布罗德兰兹、那发等地热田,利用氧、碳和氢的同位素来估算深部热储层的温度。在新西兰,有人利用地下热水中缺乏氚,认为热水年龄超过lOOa(朱炳球,1982)。美国黄石公园有个湖,湖水不断流入黄石湖中,这个湖成了一个很好的储水池。有人对湖水的放射性同位素氚进行了研究,计算与实测结果非常一致,认为水在湖中停留了10~12a(朱炳球,1982)。
 
  我国魏菊英等的研究表明,大气水同位素组成的特点是,aD和al80之间有明显的线性关系(魏菊英,1988)。沈敏之等对云南腾冲地区热泉水的氢、氧同位素进行了研究,认为这些地热水的补给来自当地的大气降水(沈敏之等,1989)。