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地热水资源形成模式与勘查方向探究

发布时间:2019-11-27所属分类:工程师职称论文浏览:1

摘 要: 摘要:地热水资源属于一种可再生清洁能源,与其他能源相比,有着非常明显的优越性,通过对地热水资源的合理开发和利用,不仅可以推动地方经济发展,也能够更好地顺应节能减排的发展理念,实现可持续发展目标。本文结合地热水资源在我国的分布,对其形成模式

  摘要:地热水资源属于一种可再生清洁能源,与其他能源相比,有着非常明显的优越性,通过对地热水资源的合理开发和利用,不仅可以推动地方经济发展,也能够更好地顺应节能减排的发展理念,实现可持续发展目标。本文结合地热水资源在我国的分布,对其形成模式进行了分析,明确了地热水资源的勘查方向,希望能够为地热水资源的开发利用提供参考和借鉴。

  关键词:地热水资源;形成模式;勘查方向

地热水资源形成模式与勘查方向探究

  前言

  经济的快速发展带动了人们生活水平的提高,也使得社会对于能源资源的需求不断增大,能源紧缺和环境污染问题催生了可持续发展理念,也使得许多新的能源得到了开发和利用,地热能就是其中一种。地热主要来自地球内部,指封闭在地壳内,距离地表较近能够被人来开采利用的天然热能,能够被用于发电、取暖等方面。与石油、天然气等矿物能源相比,地热无论是开采还是应用都更加方便,而且不会引发污染问题,经济效益和环境效益良好。

  1.地热水资源用途及分布

  依照温度,可以将地热资源分为高温、中温和低温资源,其中地热水资源主要属于低温地热资源,温度在60- 90℃之间的热水主要用于采暖或者工业生产领域,温度在 40-60℃之间的温热水主要用于养殖、医用灌溉、土壤加温等领域;温度在25-40℃之间的温水主要用于养殖、农业灌溉和土壤加温等。地热水资源的产生和分布与主要受地壳热状态以及地球岩石圈板块演变的影响,与热动力场和构造应力场的关系最为密切。从全球地质构造的角度分析,高温地热资源带的温度通常都会超过150℃,其多数存在于地壳表层的板块边缘,包括板块碰撞带、板块开裂带等;中低温地热资源的温度小于150℃,常见于板块内部活动断裂带、断陷谷以及凹陷盆地。在我国中西部地区,绝大部分位于欧亚板块地壳沉降或者隆起区域,因此存在两种类型的中低温地热水资源,一是板内沉降盆地型,二是隆起断裂型;而在西藏南部、云南西部、四川西部等地区,因为处于印度洋与欧亚板块碰撞位置,形成了丰富的高温地热水资源。

  2.地热水资源形成模式

  结合我国中西部地区比较常见的三种地热水资源,对其形成模式进行分析和讨论。

  (1)对流型地热水资源

  对流型地热水资源是中西部地区最为重要的地热水资源形成模式,多分布在隆起山地区,地热水资源主要分布在断裂构造脉状破碎带中,盖层为断层上盘岩,地热水资源形成的基本原理,是深循环地热增温,换言之,大气降水会沿着断裂带深循环,在正常地温条件下,吸收地球内部的热量,增温形成热水。地热水资源中的水体主要来自大气降水,其形成一级分布则是受断裂构造的影响,在地热田周边存在的隆起山会导致大气降水沿着裂隙垂直渗入地下,在吸收地层内部热量后,形成地热水,对周边岩层中的各种微量元素进行熔滤,形成特殊的地热流体组分。

  (2)传导型地热水资源

  这种地热水资源形成模式主要分布在沉积盆地中,与断裂构造存在密切关联,由深循环加热形成,与对流型地热水资源存在较大的区别,多赋存在深部基底层热储中,岩层可以是灰岩岩溶孔隙,也可以是硅质砂岩。地热水资源中水体同样源自大气降水,降水会沿着盆地边缘的断裂,或者于向斜仰起端沿层间裂隙逐步汇流到地层深处,在基底层状含水热储中赋存。大气降水向下渗透期间,或者在层状热储停留的过程中,会通过热传导的方式,与周边围岩进行热量交换,最终实现热平衡。不仅如此,熔滤层状热储围岩中的各种微量元素也会在同时生成传导型地热水资源,热储层上方存在的是具备隔热性能的盖层,如巨厚红层等,地下热水温度的增加主要是依靠深循环过程中地壳正常地温梯度热量。

  (3)混合型地热水资源

  在我国很多岩溶盆地中,都发现了温泉地热,而对其进行分析,这些温泉的水量较大,温度较低,勘察风险相对较高,不过有不少研究人员提出,目前我国岩溶区域地热水勘察虽然取得了一定的成果,但是并没有能够找出正确的深部热流体热储及通道,截止到目前发现的岩溶区地热水,都是深部热储地热水上涌后,与浅部岩溶水混合后的产物。必须明确,岩溶区混合型地热水资源主要受断裂构造以及岩溶发育程度的影响,地热水资源在与浅部岩溶水混合前,赋存在旁侧断裂带脉状热储或者岩溶下部。当热水上涌,与岩溶水混合后,形成的温水会赋存在溶孔或者灰岩溶洞中,具备脉状和层状两种类型。大气降水下渗的通道包括了岩溶、断裂、裂隙等,在下渗的过程中,会对地球内热进行吸收,逐渐增温成热水,对围岩中的微量元素进行熔滤,并逐渐下渗到隔水底板或者阻水导热断层,继续增温地下水,在断裂处汇集,并于断层破裂带和其他断层交汇复合位置赋存,形成相应的对流型脉状地热水资源。少部分地热水则会沿着断裂以及裂隙上涌,在达到岩溶区域,会与岩溶水混合,实现热量交换,热水降温变成温水,赋存在溶孔和溶洞中,另外一部分则继续沿断层上升,在出露到地表后,形成温泉。

  3.地热水资源勘查方向

  在对地热水资源进行勘查时,需要对勘查方向进行明确,以保证勘查效果。一是可以在构造山地区进行地热水资源勘查。主要是找寻对流型地热水资源,因为这种地热水资源会受到断裂带的控制,沿较大较深的断裂等主控结构,呈线状间隔分布特点,多赋存在主控断裂分支断裂或者其他断裂见的交汇复合位置破碎带中,依照已经掌握的相关资料,可以实现就热找矿,在主要控热构造带沿线区域,可以结合落实低热地质测绘以及地热物探等方式,开展勘查工作;二是可以在沉降盆地区域进行地热水资源勘查。沉降盆地区域主要是对传导型地热水资源的找寻,可以将深部岩溶、砾岩孔隙等层状储热作为勘查目标,可以将深部地质结构以及物探异常作为优先勘查对象,以降低投资风险;三是可以在岩溶盆地区域进行地热水资源勘查。就目前而言,这方面的勘查缺乏深入研究,没有能够取得明显突破,从形式模式分析,应该采取有效措施,减少岩溶热储异常带的影响,在其与岩溶水混合前,将其揭露出来,提升水温。

  结语

  总而言之,我国有着非常丰富的地热水资源储备,其在许多领域都有着非常广泛的应用,需要相关部门做好地热水资源的勘查工作,为其开发利用的规模化提供良好基础,推动我国经济的可持续发展。

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