《日本温泉探查技术介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《日本温泉探查技术介绍（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、日本的温泉探查技术 孙建生* 陈飞勇* * 日本建设技术研究所（Weichat ：dahoufu ：wxid_mmgxdbpyacaq21 ） 1. 引言 我国是世界上最早利用温泉的国家之一， 唐杨贵妃喜爱的著名的骊山温泉华清 池风流千古。在欧洲，温泉作为医疗行为被利用，在日本作为观光，娱乐利用。 随着我国旅游热的兴起，温泉热也随之慢慢形成，温泉除了余暇休养，治疗外， 还有地热利用，保护环境的一面，温泉开发和利用引起各方面的关注。 以前说的温泉，是自然涌出的泉水，叫自喷泉。由于数量，泉水有限，就开始 通过钻井来开发寻找温泉。 2. 温泉的形成 如图-1所示，温泉的形成分为火山性温泉和非火山性温
2、泉。非火山性温泉又 分为深层地下水型和化石海水型。火山性和化石海水型较特殊，以下主要介绍深 层地下水型的开发。 雨水进入地下成为地下水，进入岩层，以缓慢的速度沿着岩隙在复杂地渗透， 流动，在通过被岩浆烘热的岩隙时加热，同时岩石中的无机成分溶于水中，形成 含有矿物质的温泉，在有水压的情况下，通过断层等裂隙，涌出地面，形成温泉， 人们享受着几百，几千年前进入地层的泉水。 自然涌出的温泉不能够满足要求，人们就自然想到打钻孔来寻找温泉。 大家都知道，如图-2所示，由于地球内部的高温岩浆存在，在地下一般深100m 就会有3-5度升温，叫做地下增温率或者地温变化率。随着钻探技术的进步，在 北京，东京，大阪
3、等大城市中钻孔到1000-1800m 就可以找到温泉，广州美林湖 温泉大酒店钻深2808m 获得温泉。都是利用了这个增温率概念。一般来说，钻孔 到深度1500m 时就可以获得45度以上高温的温泉。 但是并不是所有地方都可以打到温泉，其条件是必须有丰富地下水储存。在平 图-1 温泉的成因和分类 原上，由于有几年万年，上亿年的堆积层，所以地下水源比较丰富。但是在山间， 就不一定可以保证一定通过钻孔来获得温泉，在广州北部，某旅游开发区，钻井 深至1070m 也没有能找出温泉来。温泉的形成，需要地下有一个能够储留地下水 的地层，或者叫温泉母岩。 温泉是由地下通过断层涌出来的，但大多由于水压，裂隙封闭等
4、关系，不能形 成自涌。因此，更多的温泉是如图-3所示，巧妙地利用断层，只钻浅孔而获得高 水温的温泉。 3. 温泉探查 从图-1，图-2知道，温泉的形成需要地下水，储水 层（温泉母岩） ，断层这三个条件。所以，温泉的探查 也就需要探查具备地下水，储水层，断层这三个条件 的地点。其中最主要的是找到断层。 如图-3 所示，找到断层，可以通过钻浅孔来获得深 部地层的高温泉水。 温泉的探查，一般按照如下步骤进行。 1）地质地表调查 如图-4 所示，观察岩石露头，地层和岩脉的特征， 有没有断层，破碎带，通过检验地表水中旳离子来判 断有没有涌水.记录下来作为基础资料。 2）自然放射能探查 断层，破碎带等比周
5、围的岩石松疏，地下的放射线 容易通过，所以通过如图-5 所示，用放射能感知器巡 查地表面，测量透射力最强的射线，岩石中含有的 19 号元素钾，溶于地下水移动的 81 号元素铊就可以 间接地为判断断层是否存在提供依据。图-6为放射能 测试结果的例子，根据放射能的变化来判断断层的有无。 渗透 取水位置 地球内部的热 断 层 图-3 断层和温泉 3）电气探查 电气探查是利用不同地层比电阻不同的原理啊来探知地下的岩层变化。探查 深度大概 300m 左右，主要用于探查浅层地质，断层构造。 其探查方法如图-7 所示，将电极按一定的间隔移动测量。通过电流流动测量 电位差，高密度测量地层的比电阻。 图-4 地
6、质地表勘查 图-5 自然放射能探查结果 图-6 电气法测量示意和结果例 4)电磁探查 主要用于探知深部的地质底层，探查深 度可达到 2,000m ， 主要方法有 CSAMT 法、 MT 法、TDEM 法、VLF 法等。图-7 为可 控源音频大地电磁法(CSAMT) 的探查概 要。在调查区域 45km 处发射各种频率的电磁波，测量区域内的电场和磁场， 计算一定深度的比电阻。对其进行解析推测大约 2000m 深层地下结构。 4广东某项目温泉探查例 1) 首先对探查范围附近的地形进行踏查，从岩石露头观察岩种，裂隙的走向，破 碎带的有无，小溪的走向，溪水的温度变化和离子的有无等等。在此基础上，如 图-
7、9 所示，布置了自然放射能，电磁，电气（比阻抗）探查点。 图-8a) CSAMT 法探查示意图 图-8b) CSAMT 法探查结果例 2）自然放射能探测结果 如图-10所示，在探查范围 内，合计设置了 137 个测点， 间距为 50m 。 根据各测点的探 测值等来制作放射能强度线 图。 颜色深的地方表示自然放 射能强度高。 根据此判断探测区域中心 部位偏北的区域存在显著的 高强度带， 表明可能有断裂带 通过。 3)电气探查结果 按 10m 间隔设置了 2条测 线。其中 H-1 测线长 400m ，H-2 测线长 600m 。根据测得的电阻的平面分布找出 低比电阻区域，确认破裂带的规模大小、发达
8、程度，确认浅层的堆积构造。 图-9 探测点布置图 图-10 自然放射能探测结果 4)电磁探查结果 电磁探查采用了 可 控 源 音频大 地电 磁 法(CSAMT) ，共设置了 33 个测点， 测点间距为 100m 。 根据探测结果分析得出： a) 对象地区的冲积层的下方有中古 生代的石灰岩和砂质页岩等岩层，更 深处有花岗存在。 b) 在各断面图中， 低比电阻部分向深 处延伸为断层破裂带。 c) 该断层破裂带和周边的裂缝发达 区域溶存浓度高，有温度高的地下水 （= 温泉）流动，由此可认为地层整体 而言比电阻值在降低。 5 ）最终钻探结果 对以上探查结果进行综合分析，再 经过浅井测温，最后决定出钻井位置， 钻井的结果，最终井深 216.45m ，孔径 220mm ，孔内最高温度为 49.7 ，出 水量为 1100m /d 。 图-12比电阻二次元探测深度方向断面图 5. 结语 本文简介了非火山型温泉的形成，探查方法和实际的探查例子。地球内部有岩 浆，所以温泉到处都存在，平原，山间，其结合部都有存在温泉的可能。随着技 术的进步，温泉离我们的生活越来越近了。 图-11电气( 比电阻) 二次元探测解析断面图（H1H2 ）
