试析地面电法在地热探测中的应用

摘要：近些年来，我国对资源能源的消耗都大大增加，一些不可持续资源已经无法满足我国经济发展的需要，需要去开发一些可持续，可循环发展的资源，因此我国便加强对地热能的开发力度。本文对地面电法在地热探测中的应用进行探讨，以供参考。

关键词：地面电法；地热探测；应用

1地面电法在地热探测中发挥的重要作用

地热能作为一种可再生资源，有其自身独特的优势和热点，与传统的资源能源相比，地热能更加实际，更加环保，更加经济实用，对于我国而言，它可以在满足国家经济发展的同时，还可以满足我国人们对地热能的需求，更可以保护环境，美化大自然。而对偏远地区的人们来讲，它可以提供源源不断的电力，提高人们的生活质量和水平，加快当地经济的发展。在国外，地热能是一种非常宝贵的资源，尤其是在火山地震带周围的国家，更加能够很好地利用这些资源为经济发展和人们的生活创造福利，还有一些欧美国家，利用地热能来发电，弥补其电力不足的难题。而且，在亚洲的许多国家，正在积极地进行地热能的开发，并投入使用到日常生活工作当中。

2地面电法在地热探测中的应用

本文以某地区地热探测为例进行研究，依据以往地层、地质、构造等资料，该地区辉有储藏地下热水的可能，为今后地热资源的开发利用，相关单位对该区域的地热资源进行勘查。

2.1地电场特征

（1）地质构造电性异常特征。本工区地层横向有层状分布特点，不同岩层具有不同的导电性，在横向上导电性相对均一。地层均匀连续时，相应的地电断面上视电阻率等值线均匀平滑，纵向有断层等构造分布时，横向上视电阻率的均匀变化规律遭到破坏，电阻率等值线在横向上表现出明显的错断，这就是本次探测的地球物理前提。本勘探区地表为剥蚀—堆积的丘陵—丘间地貌。地表土石混杂。地表地层横向变化大，要求所选择方法能够很好地克服静态偏移的影响，应特别注意发射和接收部分的地表接地条件，以及大深度探测对观测数据的影响。由于本区这种电场强度的差异，在本区进行电法勘测，是具备其地球物理前提条件的。

（2）地下热水的电性异常特征。岩石和水的电阻率均与温度有密切的关系，当水的温度高或岩石孔隙、裂隙中充填有热水时，它们的电阻率将会明显降低，温度越高，视电阻率越低；水的矿化度不同，电阻率也不同，矿化度越高，电阻率越低，地下热水的矿化度往往比普通水要高，这就造成了普通水和地下热水不同的电阻率差异。经以往对地深井热水和普通冷水分别进行了不同温度时的电阻率测试，其结果基本符合上述情况，随着温度的升高，电阻率明显下降，在相同温度时，两种水的电阻率也有一定差异。在相同岩性的岩体中，由于深部的热传导或断层影响，同样可产生低阻异常，所以在本区采用可控源音频大地电磁测深法和视电阻率测深法圈定低阻地热异常范围，是具备较好的地球物理前提条件的，能够取得预期的地质效果。

2.2地面电法在地热探测中的应用特点

（1）地面电法技术速度较快、效率非常高。应用地面电法的地热探测技术相对于之前的勘测技术，它的勘测效率是非常高的，而且速度非常快，是原来勘测技术的10倍左右，大大提高了勘测人员的工作效率和地热勘测的整个效益。（2）轻巧简洁，携带方便。地面电法因为它是通过地面物质的电磁场来接收信号的，并不需要许多非常庞大的机器设备来做辅助，所以它的制作非常的方便，并易于携带，而且使用起来也非常的方便。（3）抗干扰能力较强。针对之前的地面电法的缺陷和不足，我国对这一技术进行了必要的改进，增加了许多抗干扰的因素和设备来防止在接收物质信号的同时受到其他设备的干扰，使得技术可以很快地投入使用。（4）准确度高，精准度好。地面电法由于采用了最新的先进技术，其分辨率非常的高，可以精确测量物质所在的具体位置和勘测范围，可以有效地节省很多不必要的措施。

2.3野外工作方法

（1）可控源音频大地电磁法。可控源音频大地电磁法（简称CSAMT）是在音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工场源频率测深法，它用地面偶极子或水平线圈作为人工信号源产生可控的电磁信号，通过接收不同频率的电磁信号达到测深的目的。

在CSAMT方法勘探中，往往研究的是均匀半空间点电源或磁偶极子在地面上产生的场，这是因为构造电磁法勘探是在地面上进行观测的。由场论可知，偶极天线产生的电磁波实际上是向四面八方辐射的，就波的传播途径可分为天波、地面波和地层波。电磁波在地下的波长远小于空气中的波长，这样一来沿地表传播的地面波（用S0表示）和直接在地中传播的地层波（用s1表示）在某一时刻t时，由于波程差，就会在地面附近形成近于水平的波阵面，造成一个几乎是垂直向下传播的S波，即近似的水平极化平面波。S0波、s1波和S*波在传播过程中均与地下地质体发生作用，并把作用结果反映到地面观测点。根据交流电的趋肤效应，频率不同其穿透深度不同，频率高时电磁场分布于浅层，频率低时电磁场分布在较深范围内，所以改变发射频率，可以研究不同深度上的地质情况。

（2）直流垂向电测深法。采用垂向四极对称视电阻率测深法，使用的仪器是JJ-3A型积分式激发电位仪。装置形式是梯度装置，即测量电极距选择在AB/30≤MN≤AB/3，最大测量电极距（MN/2）max=150m，最小测量电极距（MN/2）min=3m，最大供电电极距（AB/2）max=1500m，最小供電电极距（AB/2）min=30m，供电电源为某品牌1号高能铁壳电池装入JJ-116型电池箱，串、并联供电，最大供电电压Umax=12.8V，最大供电电流Imax=2500MA。

3结语

地热开发已经成为未来能源资源开发的一个重大的发展趋势，也具有非常广阔的市场和竞争力，同时也展现出非常巨大的发展利用空间和美好前景，这种地热能开发有利于资源调整，优化能源开发结构，保证经济可持续发展，实现节能减排，保护环境的作用，这就需要我们全社会的共同努力。

参考文献：

[1]电法在地质勘察中的应用[J].宋葛玉.世界有色金属.2017（03）.

[2]随机等效介质探地雷达探测技术和参数反演[D].李静.吉林大学2014.

（作者单位：山西省煤炭地质148勘查院）

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