寇伟寇通郑州地象科技有限公司
上个月应邀帮朋友参加了长春市南关区某温泉井项目招标工作，发现国内地热资源开发项目存在一些共性的问题，结合我们以往地热勘探工作中的经验和研究成果，提出对这些问题的个人见解以为借鉴。
一、甲方对地热资源构成与开发缺乏基本的认识
通常见到有关文章都会说形成地热资源的三个基本条件是热源、热储层、盖层，让人误以为三者缺一不可，凡具备这三个条件的区域就可以形成地热田、地热带，区域内到处都可以开发地热，而不具备这三个条件的区域就没有地热资源。其实这是一个误导性很强的错误概念。
地核就是热源，地热无处不在。地核本身就是一个由地壳和地幔层包裹着的“大火球”，地球内部的温度高达约7000摄氏度，而在80至100公里的深度处，温度会降至650~1200摄氏度。地热能通过各种方式向地球表面传播热量至人们可以采集到的地壳上层，就形成了人类可以开发利用的地热资源，它是一种与地球同在、取之不尽用之不竭的热能源。由于地壳基底构造及断裂活动影响，形成一系列次级断陷盆地和断块隆起，盆地下陷和断块隆起缩短了地表与热源的距离，地温梯度相对就高些；而没有地质异常、相距热源稍远的地区，地温梯度相对低些，但地热能无处不在。
断裂构造是形成热储的必要条件。目前人类主要是以水为媒开发利用地热能的，而地下的热水都是地表水沿裂缝渗透到深部受热形成的，基本上不存在远古留存圈闭在地壳内的地热水资源。地壳岩体受构造应力作用发生变形，一旦超过其可承受强度就会使岩体的连续性和完整性遭到破坏，进而产生各种大大小小的裂缝，这些裂缝在地质学中表征为张性断裂构造，构造内较为松软的填充介质间形成的含水裂隙，构成了地表水下行的渗透通道，地下无论深浅的含水层都是通过这些裂缝向下渗透汇集而成的。任何区域都存在张性断裂构造，除了地质图上标出的断裂带之外，山区的谷沟都会存在张性断裂构造，盆地、平原也存在着隐伏的张性断裂构造。
构造内存在足够的赋水空间是形成热储的充分条件。一般而言，裂缝张开得越大、断裂破碎带越宽、破碎岩程度越大，透水量和蓄水量就会越大；断裂的深度越深、热水循环量越大，打出地热水的温度就越高；断裂带延伸的距离越长、断裂构造内的蓄水量就越大、地表水下渗供给源越充沛，地热水的出水量就越有保障。同时，不同地层岩性的孔隙度和裂隙发育程度决定了构造内赋水空间（蓄水量）的大小，溶洞、孔隙发育的灰岩、白云岩及沙层的容水空间大、流动性好，粗砂岩、中粗砂岩和砂砾岩的结构较松散、孔隙度较高，这些地层在断裂构造内容易吸收地表下渗水并在同层渗透形成构成孔隙型层状热储；其它岩性地层的赋水性较差或很差，即使是在断裂构造内形成的容水空间也很小，热储容量较小。
是否存在盖层对于地热水温影响不大。
地球内部相当于一个“大火炉”，盛满裂隙水的张性断裂构造离热源越近、构造内的水温就会越高。断裂规模、构造性质、地温梯度等都直接影响着地热水的温度。断裂规模越大，地热异常区域越大；断裂越深，地热水温度越高；断裂越长且赋水性越好，地热水保有量就越大。地表水沿构造内裂隙向下渗透，在深部围岩地温的作用下逐渐增温形成地热水，当温度升至与围岩温度相同时地热水温变化趋于平衡形成等温带，在等温带之上随着围岩地温逐渐降低，地热水温随之递减。因粘土、沙土、泥岩、板岩等介质的导热系数小、密度低、扩散率小，在接近地表的浅层可以构成地热盖层，减少地温能向地表的扩散速度。然而，在地质构造条件相同的情况下，影响地热水温的关键因素不在于是否存在盖层，而是取决于凿井孔位是否处在断裂构造内的含水层多的中心位置、是否能取到深层较高温度的地热水。若是井孔深层地热水温较高，没有盖层防止散热也能源源不断地抽取出较高温度的地热水；若只是抽取到浅中层地下水、井孔深层没有含水层，即使有盖层抽取出的地热水温也不会高。
由此可知，开发地热资源的关键就是找到张性断裂构造，在赋水性好的构造中心位置凿井，尽可能抽取地下深层热水。
二、甲方开发地热资源项目存在的问题
1、对于勘查区地热资源的研究方向有误
大多数投资地热井的甲方不懂地质和物探，大都会先看一些介绍性的文章、了解开发地热资源的基本情况，也有比较用心的甲方会请本地地质单位的专家进行咨询和指导。目前国内从事地质工作的有地矿、煤田勘探、有色勘探、核工业勘探等单位，因工作性质造成专业较为单一，真正对地热地质构造情况熟悉的不多。他们一般是从地层、岩性入手，重点研究勘查区地下地层序列分布及其深度，套用热源、储热层、盖层三要素模式评价勘查区地热资源概况，看是否存在赋水性较好的热储层及其所在深度，设定目标为打到这个含水地层取地热水。这种研究地热地质来评价地热资源的套路存在着一个方向性的错误，就是坚信书本上画的热储层为同一岩性形成的平面状含水层，其中的地热水是靠同层流动补给的，只有碰到这一含水层就肯定会打成地热井。其实，在勘查区做地热地质研究，最关键的是要找张性断裂构造，只有存在一定规模的断裂构造，地表水才能沿构造内裂隙向深部渗透形成热储的补给源，在构造内才会沿断裂带形成具有一定流动性的含水通道；其次才是研究地层岩性序列，从不同地层的深度及其赋水性来评价构造内热储规模及可能达到的出水量。勘查区内若没有断裂构造，就难以成功开发地热资源。
2、对于勘查区地质构造认知不足
国内地矿类学科一直是地质专业与物探专业分开设置，学地质的不了解物探方法，学物探的对地质学之甚少。在国内的几大系统地质勘探单位内部，都分设有地质、水文、物探、钻探等部门，术有专攻、分工明确，但协同意识较差。按照我个人做地热项目的学习和工作经验来讲，要做好物探定井工作就必须懂地质。勘查区内有没有可被开发的地热资源，关键是要看是否存在形成地热资源的地质构造。在开发地热资源之前，就可以通过了解勘查区域的地形地貌、地质条件及相关论文资料，先在地质图上查看附近有没有红线标明的断裂带，再利用谷歌地球通过标明高程并连线查明是否可能存在隐伏断裂带，基本上就可以判断出是否存在张性断裂及其走向；然后查看地质图了解勘查区及周边的地层岩性信息，对于勘查区从地表向下岩层岩性序列及层厚、赋水性有个基本的概念；最后再通过网络查找有关勘查区所在地区水文地质、地热资源及开发的资料和论文，初步掌握勘查区水文、地温、地下水系及属性、已打井情况等信息。对以上信息进行综合分析，就可以判定勘查区内开发地热资源的可行性了，并且还可以初步确定勘探靶区范围及初步勘探线路，预判打地热井可能实现的、及最少的出水量和水温，供甲方参考决定是否投资开发地热资源。
3、制定开发地热井预期达到的目标存在一定的盲目性
甲方开发地热资源目的是要热水，愿望肯定是温度越高越好、出水量越大越好。然而现实却是绝大部分凿井结果并非能够如愿，而且大部分地热井凿井结果为干眼或出水量很小，有热没水就只有报废。当然，有水但不够热也是达不到利用地热的目的，虽然国家规定水温达到25oC以上就算是地热资源，但是若是用于洗浴时温度低于37oC的话人体就感觉到不舒服，地热水温度只有在40oC以上时才能直接使用，否则还要加热才能使用。很多号称温泉的地热井实际上深部没有遇到含水层，都是利用浅层冷水经过加热后水温才达到40oC以上的。且不说凹陷盆地或断裂隆起地热异常地区，正常地区地下2000米含水层的水温都在50oC左右，关键是要真正能抽取到1500米之下深层的地热水。很多地热井都说打井深度在2000米之下，可是出水温度却不到30oC，实际上是在1000米之下根本没有遇到含水层，抽取的只是浅中层的温水。甲方制定开发地热井预期达到的目标时，要在初步判断勘查区内存在断裂构造前提下，根据断裂构造的规模大小、不同深度地层岩性及其赋水性，预判构造内裂隙发育情况及深部热储规模，才能估测出水量的大小；再根据热源分析及周边地区地温梯度情况，结合固井深度来估测出水温度。比如说在长春市南关区勘查区范围内，大约在800--1000米就会遇到侵入岩，如果打不到断裂构造内再向下凿井都不可能有水。根据附近地热井情况，这一地区普遍是缺水不缺热，只要是1000--1500米深度段有含水层，出水温度就会在40oC以上，但是出水量基本上都不高。甲方把地热井预期达到的目标定为“出水量不小于300立方/天、温度不低于26度”，属于要水量不要温度的不符合实际的目标。
4、物探方法盲目追求高大上、忽视了精准度和成功率
受国内勘探单位影响，甲方为规避风险而盲目追求多而全、高大上。目前国内地热勘探方法中备受推崇的是V8、GDP32等综合物探仪，其多种方法中最常用的是CSAMT可控源和AMT音频大地电磁法。一是因为可以纵向分层的频率域深部勘探方法中除了地震勘探法之外就是大地电磁法了，而且大地电磁对于水异常的反映明显；二是这些设备都是花二三百万元进口的先进设备，只有大的地质勘探单位才配备得起，具有明显的竞争优势。对于物探方法并不了解的甲方，只能通过看物探设备的先进性、勘探单位的资质、地质专家的意见，来选择物探方法和施工队伍，这也无可厚非，但是很容易忽视物探方法的精准度和成功率。在物探报告中，往往会写到物探结果存在一定的多解性、不确定因素，需要使用多种物探方法配合勘探，建议在某个点上打一个钻探孔进行验证。其实，所谓的多解性就是说探测结果不准确；使用多种方法综合勘探也是因为不相信一种仪器的准确性、想通过多种方法来提高勘探结果的一致性；打一个勘探孔验证更是无稽之谈，打地热井与钻探找矿不同，一个钻探孔要几百万元，没有水怎么办？因此，选择物探方法进行深部地热资源勘探应该看其是否能够满足以下基本条件：一是有效探测深度至少要达到2000米，而且采集数据要准确可靠；二是属于可对地下剖切分层的频率域方法，而且纵深分辨率不能超过10米/层；三是组成线剖面的探测点间距不能超过10米，点间距过大就看不清或漏掉含水构造。若是不能满足以上三个条件，即使是昂贵的进口设备、国际的先进技术，最多只能作为前期勘探或辅助勘探手段，不能用于精准勘探定地热井。
三、地热资源物探方法及勘探中存在的问题
物探是地球物理勘探的简称，在开发地热资源中起着非常重要的作用。地热井的出水温度要达到40度以上，一般要打深度2000米左右的井。仅仅靠地面地质勘查和参考其它区域的资料肯定是不行的，必须像医院做CT检查一样、使用物探方法对大地剖切层析，看清楚地下构造和水的分布，才能有目标的定井、确保成功抽取深部热水。
目前常用的地球物理勘探方法有电法、重力、磁法、电磁法、地震勘探、遥感、雷达等方法。不同的物探方法解决的地质问题是不相同的，直流电法和地质雷达所达深度有限，不适合深层勘探；重力和磁法勘探是根据重力和磁力测值的变化来观察地下地层起伏变化及发现较大断裂构造，只能用来粗略评价区域性地质构造。地震勘探是一种深度大、精度高的物探方法，通过分频扫描分析可以进行细密分层观察断裂构造，但是对于水的异常反应不够敏感，且勘探成本过高、耗时过长，一般多用于石油勘探、很少用于地热勘探业务。目前在地热资源勘探定井实践中应用较多、效果较好的是可控源CSAMT、音频大地电磁AMT和地象科技研发的MT-VCT大地电磁成像深层探测仪等大地电磁物探法。
AMT音频大地电磁法仪（1--1000Hz）和MT大地电磁法仪（0.0005--320Hz）是在进口V8、GDP-32、GMS-07e多功能电法仪中常用于地热资源勘探定井的物探方法。AMT（MT)属于天然场源频率域电磁法，具有无需发射人工场源、设备轻便等特点，在地表采集天然电磁场由高到低的频率响应序列，可以较粗地获取地下分层岩性信息，探测深度可达2000米（AMT）或3000米（MT），可用以查明区域地层结构、断裂构造的产状、推断控制地热储层及构造。根据国家制定的大地电磁测深法技术规程要求，布设探测点不能在山顶上和山沟里、要远离电磁干扰源（离开厂矿电站2公里以上、高压线500米以上、公路200米以上）；在沙漠、戈壁、岩石露头区、非均匀体旁布极勘探时，应在电极四周浇水降低接地电阻；电极应埋入土中20--30厘米、磁棒水平埋入土中30厘米；四个电极对称接收距离最少50米。之所以对使用AMT（MT)法物探仪提出种种条件和限制，主要还是源于其本身存在着明显的性能缺陷：（1）体积勘探的性质决定了AMT的分辨率不高，四个电极两两之间距离最少100米，采集到的信息里包含了四个电极覆盖面积地下各层岩性的综合信息，若是点间距小于100米，采集信息就会产生相应程度的重合；（2）按照国外大地电磁法原理，在天上的电磁场源以均匀平面电磁波垂直于地面向下传输，因其受到电阻率横向和垂向不均匀性的影响而逐渐衰减，纵向分辨能力将会随着深度的增加而迅速减弱，因此在地表接收到通过二次场反射上来的大地电磁场信号更弱、真实成分更少；（3）为了解决天然场源微弱信号性质，AMT采用增加在每个测点上的观测时间、加大叠加次数来提高一致性，因受地表电磁场干扰的影响并没有起到应有的效果，反而低频的观测误差更大；（4）由于AMT勘探设备的抗干扰能力差，受遍布城乡的电力线路电磁干扰严重，导致很多地方不能勘探、或探测数据一致性差，反演过程中只能靠经验人为修正，导致分析结果存在较大的不确定性和多解性，严重影响了地热资源勘探定井的效果。
CSAMT可控源音频大地电磁法是为了克服天然场源信号微弱、容易被地表电磁干扰信号淹没的缺陷而发明的人工场源物探方法。CSAMT法的优点是发射频率和强度可控、利用改变频率进行不同深度的电测深，每次发射32-45个频率（深度层）、布置3-10个探测点的电磁测深接收任务，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。CSAMT原理是通过发射极MN向地下发射的大电流形成的电磁波，会形成一个以收发距r为直径大圆在接收端附近于水平的平面波，来替代天然场源电磁波向大地深部传播，这样就可以按照AMT原理和方法进行反演解释了。其与AMT相比，CSAMT接收的大地电磁信号要强、不易被电磁干扰信号淹没，接收端只用MN两个电极、体积效应影响小，另外实际勘探深度也大一些。不足之处是：受人工场源发射技术和功率限制，使用CSAMT法时收发距应为勘探深度的3-5倍，最大勘探深度最多3000米，而且中间还不能有高阻阻断，单次发射和接收需要相隔十几公里的多个操作者配合，费时、费工、效率低。另外，从发射到接收十几公里长的扇形范围内若是有严重的电磁噪声干扰时，勘探效果就会不好、可信度较低，现实中很难克服或规避。
综合考察AMT和CSAMT法在地热勘探中的应用问题主要为：（1）电磁干扰，目前城市乡村电网密布，距离500米的限制就把很多可能存在断裂构造的区域排除在外了；（2）地形限制，目前需要开发地热资源的大部分都在山区，这两种方法受地形限制影响很难施工，尤其是在山谷内根本不可能横切断裂布线勘探；（3）可信度低，仪器本身抗干扰能力差，加之环境干扰、施工困难等问题，导致采集数据可信度差，只能拿多解性来搪塞；（4）分辨率差，纵向分层和横向点间距大约都是50米，用于地热资源勘探可以通过判断高低值找出较大断裂构造，但构造内是否有多少个含水层及其深度位置、赋水性好或差却根本不出来，只能蒙着在构造内定井。
图一AMT和CSAMT地热资源勘探定井成果图示例
MT-VCT大地电磁深部构造成像仪也属于大地电磁法仪，但与国外的大地电磁理论体系和架构设计上均有较大差异。MT-VCT大地电磁法的场源是地壳之下辐射到地表上的电磁波、采样数据反映的是地下各层介质对电磁波的衰减特性、探测深度由镜像原理的波长所决定，按照这一理论所设计的探测仪器仅用一个探头采集地下电磁波的磁分量数值，通过各种措施屏蔽地表之上的电磁干扰以保证采集地下信息的可靠性，由镜像原理形成的频率与深度一一对应关系表，有效探测深度可达一万米。用于定地热井勘探的MT-VCT成像仪的勘探深度为4000米，2000米之上可以实现纵深5米/层、横向5米/点间距的高分辨率剖面图，通过大数据堆砌成图清晰展现地下V形含水断裂构造、含水层深度位置和规模等情况，选择最佳位置定井。
图二MT-VCT大地电磁镜像测深探测仪成像剖面图V形断裂构造图例
四、甲方招标开发地热资源项目应注意的问题
1、在正式投标前应先分别与投标单位进行研讨
地热勘探和钻探项目与产品招标大不相同，更多靠的是知识、技术和经验。即使是物探设备和钻井设备相同，但操作人员的技术水平和经验也可能差别很大，比如说使用V8综合物探设备中的CSAMT或AMT方法进行勘探，探测同一个剖面的操作人员不同、所采集到的数据就会不同；对同一个剖面数据文件进行分析，因软件分析人员对于地质构造的认识不同、取舍数据思路不同，所绘制出的等值曲线剖面图也会不同，所有这些需要通过座谈才能了解清楚。更重要的是要通过研讨了解投标单位对勘查区地热地质及断裂构造的认识、对于勘查区开展物探的设想和初步设计，若是对于勘查区地质构造缺乏有一定的认识和有目的勘探设想，就不可能真正找到断裂构造定地热井。我们曾经对某省二水所定地热井进行重新勘探定井，地质图显示有一条北西向断裂带，只是到水库边结束，而勘查区正是在水库的另一边，从卫星地图上查找低高程连线，可以看到有一条与地质图上标示完全吻合的北西向断裂带，而在勘查区内还有方向一致的低高程隐伏断裂带继续向东南方向延伸。在此地只要垂直于断裂走向设计初步勘探线路就完全可以找到断裂构造，可是查看他们使用V8可控源方法勘探的9条线路，只有一条北北西向线路沾了一点边，其它线路都远离隐伏断裂带，这就说明他们对于勘查区地质构造知之甚少，盲目勘探，工作没少做，却都没有做到点子上。而我们使用MT-VCT沿东西向公路初探的第一条线就找到了断裂构造的中心位置。
2、尽可能将物探与钻井施工分开招标
即使是在国内的几大系统地质勘探单位内部，物探与钻探都是分开设置的相对独立的单位。那些规模较大的私营钻探公司大部分也买不起二三百万元的V8类的物探设备，更别提稍小一些的公司了。若是地热井招标要求投标单位即能做好物探、又能打好井，符合条件的单位少之又少。建议甲方最好是将地热资源勘探与地热井钻井施工分开招标，先选择具备地热勘探技术和经验的物探公司进行地热勘探定井，根据选定井位的地质条件和建议凿井深度，再有目的的进行招标选择钻井施工单位。若是甲方需要物探与钻井施工放在一起招标，则应该允许以钻井单位为主、物探单位外协。我们地象科技公司在哈尔滨市先锋路做的百强地热井勘探项目，就是由黑龙江省地质科学研究所水工环院承接的地热井勘探钻井项目，虽然地质所自己有物探公司和V8设备，他们还是把勘探业务交给了我们。由于哈尔滨市主城区内2000米之上全部是白垩系上统和中统地层，泥岩过厚、只有泥质砂岩且层薄，赋水性很差，在绕城高速以内打过十几眼地热井都没有成功，而且勘探区域只有300x300米范围、区内设有两条埋地高压电缆。水工环院感觉成井希望不大，但甲方坚持要打，我们使用MT-VCT勘探找到断裂构造后定井，结果成井后出水量达到10立方米/小时、井口出水温度53ｏC。
3、通过监理把控好勘探施工细节
为随时掌握施工动态，甲方最好是找一个懂得物探和钻井的人员做技术监理，以保证工程质量。在勘探过程中：（1）要保证是按照设计要求垂直于预先分析的断裂走向进行初步勘探，线路设计尽可能长一些，以掌握构造内外地层及含水裂隙变化情况；（2）要确认乙方按照承诺规范施工，确保采集数据真实可靠、分析时数据不被随意删改；（3）在勘探剖面图显示确实存在断裂构造的基础上，应并行加测一两条线，以验证分析出的断裂构造的真实性；（4）应在确认断裂构造内含水层分布及深度后，有把握地确定井孔位及凿井深度。根据能源局颁布的“可控源声频大地电磁法勘探技术规程”要求，供电电极（A，B）间距一般要求1--8公里，且地质条件尽量一致、中间不能有高阻阻断，收发距应为探测深度的三倍以上；测点应远离强干扰源，建议离工厂、变电所等2公里以上，离电台、通信基站等1公里以上，离高压电力线等500米以上；布置接收装置时，电极埋入土中深度应不小于30厘米，接地电阻不大于2千欧，水平放置的磁棒与MN电极方向垂直且误差应小于1度。CSAMT规程的这些要求在野外施工操作时很难保证做到，只是要把控好不能相差太多、不偷工减料就好。
五、对长春市南关区开发地热资源的初步认知
针对长春市南关区某温泉井项目，我们做了一些前期资料收集分析工作，对长春市南关区开发地热资源有一些初步的认知，仅供参考。
1、区域地质背景
中国东部自白垩纪开始经过一个新的构造--岩浆发展阶段形成了盆山（岭）体系。长春市自西北向东南形成四大构造单元——松嫩盆地、大黑山条垒带、伊舒地堑、将军岭褶皱带。勘查区所在的长春市南关区地质构造属于新华夏系第二隆起带的沉降带过渡地带、松辽盆地东南缘，伊舒地堑呈北东向在东南部通过。地质年代分泥盆纪、二迭纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪、第四纪。而勘查区恰恰地处伊舒地堑和长春市区之间，位于两大构造单元伊舒地堑和松辽盆地的交接部位。勘查区内及周边有几个重要的构造带，如南北向的伊通河断裂、北西向的净月—东大桥断裂、北东向的净月—新立城断裂等，这些较大的构造和一些较小的次级断裂为在勘查区寻找张性含水断裂地热构造提供了基础。真正对本次勘探定井产生直接影响的应该是勘查区西侧南北向的伊通河断裂。
2、地层岩性
勘查区在地质结构上属第四系堆积物，除有部分基岩裸露外，大部地区均被第四系地层所覆盖，与基岩呈不整合接触。因缺乏勘查区内地质勘探钻孔资料，只能根据国家地质图库资料从东部丘陵山区出露地层自上而下来推测勘查区地层岩性，另外可以通过周边已打地热井了解地层厚度及到达侵入岩的深度等情况。地质图显示，地四系下伏地层为白垩系下统地层，勘查区东约2公里处开始为白垩系下统泉头组K1q，岩性以紫色砂岩、泥岩为主，夹灰白色含砾砂岩、细砂岩；向东4.4--5.9公里段为白垩系下统沙河子组K1s地层，岩性为灰白色砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩夹薄煤；再向东即为大面积的燕山期花岗岩地层。勘查区白垩系地层厚度没有确切的资料，只能参考周边地热井情况进行判断：在勘查区北西约10公里的南湖宾馆地热井，大约1000米见花岗岩；在勘查区西22公里某地热井，在1786米见花岗岩；据业内朋友介绍，在南关区有几个地热井都是在1000米之上见花岗岩。由此可以推断，在勘查区的侵入岩顶面深度应该在800--1000米之间。
3、断裂构造分析
地热资源勘探的目的就是寻找地下深部含水构造、在最佳位置凿井深层取水。只要断裂足够大、含水层足够深，围岩地温足够热、地热水温就会明显高出同深度地温值。所以，能否抽取出足够热度的水，关键是要找到深层含水的张性断裂构造、在构造中心多层V形聚水区位置凿井取到地下深层热水。勘查区地处伊舒地堑和松辽盆地两大构造单元的交接部位，虽然在国家地质资料库中查到的地质图中没有标出伊通河断裂带，但在多个研究资料中都提到了伊通河断裂；从地形来看，在勘查区南部伊通河上游、两山之间的新立城水库，直接与伊舒地堑相连，可知沿伊通河应该存在一条伊舒地堑的次级断裂。
4、利用低高程法确定勘探靶区范围
通过在谷歌地球上查找相对低高程点的方法，在勘查区附近找出并标定高程的相对最低点、将这些低高程点相连，就可以发现可能存在的隐伏断裂带。由图二标出的低高程连线图可以看出，在勘查区沿伊通河存在明显的南北向隐伏断裂带。西侧低高程连线与现有河道基本一致，东侧低高程连线则基本上是在南北直线方向连通，分析应为古河道遗留下痕迹所致，推测其与南北向伊通河断裂带较为吻合。另外，通过详细搜索没有发现北东向明显低高程连线岔出的次级隐伏断裂，说明在勘查区应以南北向断裂为主确定勘探靶区、设计勘探线路。在勘查区中线偏西侧有一条贯穿南北的220KV高压线，应以高压线西100米为界向西600米、穿过伊通河东侧低高程连线圈定为勘探靶区。为避开前八里堡村，将勘探靶区分为南北两块，待初步勘探找出隐伏断裂构造中心位置及查明赋水性后再确定进一步详细勘探靶区范围。
图三勘查区低高程标示隐伏断裂走向图
5、勘探线路设计
进入勘查区后先利用MT-VCT大地电磁成像深层构造探测仪在勘查区进行3条贯穿东西的初步勘探，通过长距离面积性初步勘探：（1）了解断裂构造存在的确切位置，且与勘查分析结果是否一致；（2）观察一下是否存在次级断裂及其走向；（3）整体性考察勘查区地层岩性的赋水性情况，找出勘查区侵入岩层顶面深度位置及其变化。根据勘查区现场情况，设计3条沿东西向马路初探线路，每条线路的勘探长度约2公里，点间距10米，计约600个探测点。目的是通过垂直于南北向伊通河断裂带进行勘探，初步确定断裂带V形构造中心位置及构造内赋水情况。
根据大面积初步勘探分析，找出断裂构造、确定其中心位置及走向，就可以框定详细勘查探测靶区范围了。详细勘探依然要垂直于断裂设计成东西向线路、点间距均设定为5米，以便于形成高分辨率剖面图进行分析。可根据靶区大小先并行探测3--4条线路，确定断裂构造内赋水性好、深部含水层明显的位置后，再在该线两侧30米左右并行探测2条线路，进而选择较佳位置定井。
5、对勘查区钻探地热井结果的估测
长春市区域位于松辽盆地中东部近边缘地带，盆地下陷和地壳断块隆起的双重作用，导致距离热源更近。燕山期侵入岩顶面距地表仅一千米左右，决定了勘查区开发地热资源具有缺水不缺热的特性，只要能取到超过一千米含水层的地热水，水温一定会超过40oC。所以，在勘查区钻探温泉地热井的关键是要找到断裂构造、取深部热水。
张性断裂构造其实就是由于地壳活动造成地表开裂形成较宽的裂缝、经过逐渐填充累积基本填平后形成的。其特点是：构造内中深部地层晚于两侧围岩、赋水性较好；构造内裂隙发育较好，且各深度层含水裂隙基本上呈V字型向构造中心汇聚、在V形底部形成含水层；断裂越大、裂缝越宽、地表水沿裂隙向下渗透就越深，深部破碎越严重、裂隙发育越好、蓄水空间就越大。因此，在勘查区找到断裂构造中心位置定井，所遇到的V形裂隙聚水层就多、两侧花岗岩所夹白垩系地层下陷就越深，深部地热水储量相对就大一些。
假定固井止水深度为600米、凿井深度2000米，对于勘查区内在不同位置定井、钻探地热井可能出现的估测结果：（1）在伊通河断裂构造中心、中深部可穿过多个含水层的位置凿井，预计出水温度35oC左右、出水量在10方/小时以上；若是在断裂构造内但离V形构造中心较远凿井，预计出水温度30oC左右、出水量约为5方/小时以上；若是没有在断裂构造内凿井，预计出水温度低于30oC、出水量不足5方/小时。实际的固井止水深度和取水深度段应根据凿井后的测井结果而定，若是深部含水情况较好的话，建议是保温度、适当牺牲出水量，将取水深度段降至800米以下，确保出水温度高于40oC，出水量在10方/小时左右即可。
郑州地象科技有限公司寇伟
