五子棋棋开花谱

土木工程视角下综合物探方法在安图县海沟地热勘查中的应用研究

来源: www.khyfdv.tw 作者:vicky 发?#38469;?#38388;:2019-10-22 论文?#36136;?1025字
论文编号: sb2019092118560527928 论文语言:中文 论文类型:硕?#21208;?#19994;论文
本文是一篇土木工程论文,文章首先通过热红外、航磁的遥感资料,初步确定勘查区内地热赋存的可靠性及地质特征。其次使用视电阻率联合剖面法、音频大地电磁测深综合地球物理方法,获取
本文是一篇土木工程论文,文章首先通过热红外、航磁的遥感资料,初步确定勘查区内地热赋存的可靠性及地质特征。其次使用视电阻率联合剖面法、音频大地电磁测深综合地球物理方法,获取由?#25345;?#28145;的地质构造特征,并根据区内水系展布特征,确定导水通道和储水空间,最后用钻探加以验证。

第 1 章  绪论

1.1  选题背景及研究意义
地热又称地热能、地热田或地热资源,是来自地球内部熔融?#21307;?#21450;放射性核裂变所产生的一种能量资源。地热的应用范围?#27973;?#24191;?#28023;?#21487;以用于发电、供暖、旅游、饮用、养?#22330;?#21307;?#39057;?#22810;个领域。地热产出后管理方便、开发成本低、利用效率高、可再生性好、对环境的破坏及污染程度低,是?#27973;?#22909;的天然绿色能源。作为一?#27835;?#27745;染或污染小的绿色环保新型能源,地热在全球范围内普遍受到高度重视,各国?#21512;?#23637;开理论研究及应用开发。
我国的温泉分布范围?#27973;?#24191;,并且对地热的理论研究与应用开发也比较早。现在,地热产业已经具有了一定的规模,地热资源的开发和利用,不仅提高了人们的生活水平,同时也促进了经济的发展。现在,人们越来越注重提升生活的水平和质量,也越来越重视保护环?#24120;?#22240;?#30805;?#22320;热资源的需求?#19981;?#19981;断增加。
长白山坐落于我国吉?#36136;?#20013;朝边?#24120;?#20316;为一座著名的活火山,?#24459;?#20195;以来活动仍旧?#27973;?#30340;频繁。地壳的浅部有一层厚度约为 20km 的酸性花岗岩层,其内部含有的放射性物质所生成的热量是?#27973;?#24040;大的,因此长白山周边地下地热资源极其丰富。
长白山地区也是我国?#27973;?#33879;名的旅游景区之一,具有集地质、生态和人文环境于一体的特色,地质环境相对来?#21040;?#20026;脆弱。当地取暖能源结构仍旧依靠传统的薪柴和煤炭资源,对生态环境的可?#20013;?#31185;学发展及环境保护有较大的影响。目前,当地对地热资源的开发和利用仅局限于以温泉洗浴等为代表的旅?#38382;?#19994;初级阶段,而且开发利用区域也停留在长白?#25945;?#27744;附近的已知地热温泉区附近,对长白?#25945;?#27744;外围地区及深部盲区缺少系统的调查与评价,对地热资源的复杂分布特征尚未有系统性的研究。
在过去,人们主要开发和利用浅层地热,随着这部分地热的广泛开采和使用,开始进行对深部地热的开发和开采,勘查深度变得越来越深,勘探成本也变得越来越高,风险也就越来越大。因此,要避免勘探风险,就要?#34892;?#22320;加强前期的勘查工作,做到有的放矢。应用地球物理技术方法种类?#27973;?#20016;富,各种技术方法可以解决不同的地质问题,研究它们各自的特点和?#35270;?#24615;并做到合理地运用,可以显著提高勘查的效果。
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1.2  国内外研究现状
1.2.1  地质勘查
地球表面存在许多的自然地热现象,包括温泉、火山喷发等,于是人们开始对地球深部的温度场进行研究。
16 世纪至 17 世?#20572;?#19968;些矿井挖掘到了地下数百米,学者们利用这些矿井对地层内的温度进行研究。1740 年,在矿山地区,
De Gensanne 首次使用温度计测量了地层的温度,在进行了一系列地研究之后,认识到了随着地层深度的增?#28216;?#24230;?#19981;?#22686;加这一规律。
20 世纪初,在大量地研究之后,对于地壳内部热量产生的原因和温度场的分布规律,人们提出了比较系统性的理论。地壳的浅部存在着一层?#27973;?#21402;的花岗?#36965;?#33457;岗岩内的放射性物质比较丰富,其在在衰变过程中会产生大量的热,这是地壳浅部热量的主要来源。
1968 年,Lubimova 把 U238、U235、Th232?#30830;?#23556;性物质衰变所产生的热量作为其提出的地热模型热量来源的一部分。直到今天,人们提出的大部分地热模型也都考虑放射性物质的影响。
1988 年 Stacey and Loper 对地球内部热量的来源和所占比例进行了计算,计算结果?#36171;?#26469;自地壳部分(平均厚度区间 0~35km)的热量约为 8×1012W,来自地幔部分(平均厚度区间 35km~2900km)的热量约为 32.3×1012W,来自地心部分(平均厚度区间 2900km~6370km)的热量约为 1.7×1012W。由计算结果可知,虽然地壳的厚度占?#30830;浅?#23567;,但是其产生的热?#31354;急热捶浅?#30340;大,约占总热量的四?#31181;?#19968;,因此也说明地壳部分单位体积的供热率是?#27973;?#39640;的,可见放射性物质产生的热量是地壳部分热量的最主要来源,开发和利用的大部分热能均要考虑放射性。
我国的大部分地区均有地热资源的分布,根据史料记载可知,我国在很久以前就对出露于天然地表的温泉进行了利用,在长时间进行温泉洗浴的过程中,人们发现其不仅可以养颜、?#21487;?#20581;体,还可以改善和治愈皮肤病、关节病,因此确立了温泉的保健和医药价值。
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第 2 章  研究区概况

2.1  自然地理概况
2.1.1  地理位置
勘查区地理坐标为东经 128°03′45″,北纬 42°42′45″。位于安图县城西南 225°方向,?#26412;?75 公里;地处安图县两江镇北西 6 公里、永庆乡西 12 公里,距离长白山池北区35 公里、长白?#25945;?#27744;景区55公里;紧邻在建龙蒲高速(2020年通车)两江镇出口,距离在建敦白高铁(2021 年通车)永庆乡站 12 公里,两江镇有公路与 201 国道相连,交通便利,地理位置优越。见勘查区交通位置图2.1。

2.1.2  地理气候
勘查区处在长白山?#36739;的?#20025;岭南侧,山岭起伏不大,区内地势最高点 806.9m最低点 550m,属剥蚀低山地?#30149;?#36739;大的河流有?#27426;?#27827;、古洞河,两河在四岔子附近汇合,至两江镇汇入二道松花江。
本区气候类型属于山地型半湿润季风气候,季风明显,夏季湿润而多雨,冬季漫长而寒冷。区内年平均气温 2.2℃,1 ?#36335;?#23506;冷,最低可达-35℃;7、8 ?#36335;?#27668;温最高,可达 31℃。雨季一般多为 7 ?#36335;?#21644; 8 ?#36335;藎?#24180;降雨量达 1100mm。冰?#31216;?#20026; 11 ?#24459;?#26092;至翌年4?#24459;?#26092;,最大冻土层深度 2.8m,平均在 1.5m 以上。
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2.2  经济概况
勘查区位于吉林海沟黄金矿业有限责任公司,公司始建于 1976 年,是中国黄金集团有限公司的控股公司,日处理矿石量 600t 左右。矿山具?#34892;?#26087;?#25945;?#29983;产系?#24120;?#38598;采矿、选矿、冶炼于一体,生产工艺齐全,年产黄金 400kg 左右。
海沟金矿现有 66kV 总降压变电所?#22303;?#20010;小发电站,可以满足矿区内矿山工业用电需要。矿区距?#27426;?#27827;约 2km,水量和水质均能满足生产、生活用水需要。农林产业基本保障了区内的生产生活所需,经济农作物主要以玉米、大豆为主,林区为以柞、?#30149;?#26726;树为主的次生林区。海沟金矿多年来不断改善生活居住条件,注重企业文化建设,不断丰富现代文明和传统文化?#33258;蹋?#26159;花园式黄金矿山。
2018 年按照城市化建设的标?#32426;?#25104;“三供一企”的全面改造,依法依规全面完成了“三供一企”基础设施的海沟社区职能、职工医院、邮局的整体?#24179;弧?#24314;立了真正意义上的归地方(两江镇)所属的社区服务中心。
2017 年该区发现地热异常后,随着勘查工作的?#24179;?#22320;热资源的后续开发必将成为该区发展服务业、拉动地方经济的新亮点,地热项目的后续实施也必将对矿山社会化服务及拉动长白山地区旅游业,提升绿色矿山?#20013;?#26381;务年限,促进矿山转型发展具有重要意义。
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第 3 章  地球物理特征 .................................... 19
3.1  航磁 ............................................ 19
3.1.1  构造特征 ................................... 19
3.1.2  居里深度特征 ............................... 21
第 4 章  综合地球物理方法 ................................ 27
4.1  联合剖面法 ...................................... 27
4.1.1  工作原理与方法 ............................. 27
4.1.2  数据采集、处理与解译 ....................... 28
第 5 章  结论及建议 .............................. 44
5.1  结论 ............................................ 44
5.2  建议 ............................................ 45

第 4 章  综合地球物理方法

4.1  联合剖面法
4.1.1  工作原理与方法

视电阻率联合剖面法具?#34892;?#24687;丰富,分辨能力强,异常特征明显,有利于突出低阻异常等优点,故在水文地质和工程地质中经常用于探测和研究含水断裂破碎带及岩溶发育等情况。
视电阻率联合剖面法实际上是由两个三极装置组合而成,将 A,M,N,B 以一定间距排列于测线上,C(∞)极置于远处(垂直测线时 OC≥5AO,顺测线时 OC≥10AO),分别观测 AMNC 和 BMNC 的结果,并等距向同一方向同时移动观测,获取联合资料数据的一种方法。

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第 5 章  结论及建议

5.1  结论
本次地热勘查主要应用的地球物理方法有激电测深、联合剖面、音频大地电磁测深。在勘查工作进行之前,对搜集到相关的物探遥感资料,包括热红外、航磁,分别进行了处理、?#27835;觥?#35299;译。综合地球物理方法通过不同手段可获得对构造的展布、埋深、产状、富水性等多角度的认识,是寻找此类型地热的?#34892;?#25163;段。
1.航磁异常是地下一定深度内岩性和构造在地表的综合反?#24120;?#22312;确定接触带、断裂带、破碎带和基底构造等方面效果不错,可大致确定构造展布于地面的线性特征和位置(具体位置不够精确),能?#34892;?#24110;助圈定勘查重点区。若浅地表含磁性脉岩被构造切割,其反?#31243;?#24449;明?#28020;?#33322;磁资料显示,在本次勘查区的中部,
磁异常为梯度较陡的极值曲线。
2.使用热红外反演温度图主要用来寻?#19994;?#28201;带,低温带可显示地表的富水特征。热红外结果显示勘查区中部出?#27835;?#24230;极低值,在低温带上使用了激电测深对构造的富水性进行了验证,激电测深结果显示地表 5m 范围内富水性良好。
3.联剖在寻找浅地层低阻构造上分辨率高,定位准确。使用联剖对勘查区中部航磁负极值点 H4-1、H4-2、H4-3进行验证,确定其为构造 P2、P3、P4,证明该三条构造于浅地层向地下有?#30001;歟?#39564;证了深部构造的存在。
4.音频大地电磁测深分辨率高,探测深度较深,能准确判明层位的深度及展布形态;能够准确确定构造的位置、产状,确定热储地层及其空间分布情况。本次音频大地电磁测深结果直观地展示了 P2、P3、P4 构造的地断面特征,显示为P3 构造下潜深度最大,于电性接触带布设钻探后发?#33267;?#35268;模较大的条带状储水层。钻孔结果显示深部含水层集中于深度 985.6m~1152m(未闭合)区间,与 YP4号线 1200m 测深点视电阻?#26159;?#32447;图所展示的负梯度值区间 1057m~1275m 位置基本拟合,因此推断在相似的深部(深度大于 1000m)巨厚基岩中,当音频大地电磁测深在深部的两个采样点间的视电阻率梯度值小于-20Ω、深厚比小于 7.0 时,低阻反映效果较明显,存在含水层的可能性也是较大的。
参考文献(略)


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