臺灣海峽和福建省干熱巖地熱資源勘查研究

莊慶祥 鄭霜高 姜兆鈞 莊公勛

（1 福建省祥和地熱開發(fā)有限公司院士專家工作站 福建漳州 363000 2 福建省能源研究會 福建福州 350001 3 漳州市老科技工作者協(xié)會 福建漳州 363000）

1 科學創(chuàng)新干熱巖地熱地質勘查方法的重要性

干熱巖地熱地質勘查是深部地熱地質系統(tǒng)工程的先行官，即基礎工程。實事求是地說，我國“十二五”和“十三五”干熱巖科研成果甚微的問題就出在干熱巖地熱地質勘查環(huán)節(jié)上。因為掌握我國干熱巖地熱地質勘查的話語權長期落在那些傳統(tǒng)守舊“權威”者的手中，他們始終堅持采用傳統(tǒng)的淺層地熱水勘查方法，極力排斥深地系統(tǒng)工程勘查方法。眾所周知，干熱巖是指地下3 km～10 km 深度目前人類能開采鉆探到的深度，這就決定了干熱巖深孔勘探手段的成本非常高昂，風險巨大，其成本是淺層地熱水淺孔勘探的數千倍甚至近萬倍之多。因為干熱巖地熱資源埋藏深、地表熱顯示一般較差，看不到、模不著、風險巨大，因此采用傳統(tǒng)意義上的淺層地熱水鉆探勘查方法與手段是絕對行不通的。

作者積50 年地質、水文地質、工程地質、鉆探工程、地震地質實踐與理論研究經驗，采用逆向思維創(chuàng)新工作方法，摸索出通過調查研究區(qū)深部高溫巖體派生的八大地質響應在研究區(qū)地表或淺部的行為與軌跡，將深部高溫巖體派生的八大地質響應劃分為基礎地質響應類型［1］：成山、成盆地形地貌與地質災害地質響應；成巖、成礦地質響應；地應力地質響應；火山與巖漿活動地質響應和核心骨干地質響應類型：新構造斷裂活動異常地質響應；殼、幔結構與構造異常地球物理場與地球化學場異常地質響應；地震活動異常地質響應；地熱異常地質響應。通過深部高溫巖體派生八大地質響應深入全面系統(tǒng)的調研取證，將之變成看得到、摸得著的客觀事實，全面深入、科學精準地總結研究區(qū)深部高溫巖體地質響應強度變化規(guī)律與分布特征。按照高溫巖體地質響應強度差別：劇烈、強烈、較強烈、欠強烈四級分類，將劇烈和強烈地質響應區(qū)域劃分為重點工作區(qū)；將較強烈地質響應區(qū)域劃分為一般工作區(qū)；將欠強烈的地質響應區(qū)域劃分為簡單工作區(qū)。進而在重點工作區(qū)和一般工作區(qū)提高干熱巖地熱地質勘查精度，確定若干重點工作靶區(qū)和次重點工作靶區(qū)；對各個重點工作靶區(qū)和次重點工作靶區(qū)開展高精度、大例尺干熱巖地熱地質詳查，從中篩選1～2個面積1 km2～5 km2勘探區(qū)，開展綜合物探與若干淺孔（孔深200 m～500 m）孔內系統(tǒng)測溫，從中遴選出較佳的2～3 個孔作為先導孔，分別施工1 500 m～2 000 m，進行孔內系統(tǒng)測溫，以地溫梯度最高的那個先導孔孔位作為研究區(qū)第一口干熱巖地熱地質普查深孔。以上工作程序可以將研究區(qū)干熱巖地熱地質勘查與綜合開發(fā)利用的風險程度降到最低，可大大節(jié)約干熱巖地熱資源勘查開發(fā)綜合利用的投入成本。

2 研究區(qū)干熱巖地熱地質勘查建議

建議福建省及臺灣海峽干熱巖地熱地質勘查應當以研究區(qū)深部高溫巖體派生的八大地質響應強度變化特征和分布規(guī)律為干熱巖地熱地質普查的主要內容，核心是查明研究區(qū)深部熱物質上涌、運移、調整、分異、變異、交換等活動程度。依據深部高溫巖體派生的綜合八大地質響應劇烈、強烈、較強烈、欠強烈四大標準，將達到劇烈與強烈標準的工作區(qū)劃分為重點工作區(qū)；將較強烈的工作區(qū)劃分為一般工作；將欠強烈的工作區(qū)劃分為簡單工作區(qū)。合理布置工作量，突出重點工作區(qū)，照顧一般工作區(qū)，重點工作區(qū)要達到1∶5 萬精度要求；一般工作區(qū)要達到1∶10 萬精度要求；簡單工作區(qū)要達到1∶20 萬的精度要求。要有兩條平行橫貫整個研究區(qū)的干熱巖地質構造、地球物理與地球化學綜合性勘查剖面線，建議這兩條綜合性勘查剖面分別是NW 向的基隆-馬祖-福州-南平、NW 向的高雄-漳州-華安-永安地質、地球物理與地球化學綜合勘查剖面線。對本次初步擬定的臺灣海峽沉降帶和閩臺梯級過渡帶兩個重點工作區(qū)和閩西南坳陷區(qū)一般工作區(qū)，開展精細的干熱巖地熱地質普查后，再依據所調查到的深部高溫體派生的八大地質響應強度與分布規(guī)律，開展綜合性評比排隊，從中遴選出若干重點工作靶區(qū)和次重點工作靶區(qū)后，對遴選出的重點工作靶區(qū)、次重點工作靶區(qū)開展1∶2.5 萬干熱巖地熱地質詳查，各自從中精選出1～2 個面積1 km2～5 km2重點靶區(qū)，在開展1∶5 000 綜合地球物探后，施工若干測溫淺孔（孔深200 m～500 m）。通過排隊比較，從每個重點靶區(qū)中優(yōu)選出一個最佳淺孔孔位（地溫梯度最大的）作為先導孔，孔深1 500 m～2 000 m；對全部先導孔進行排隊遴選，將遴選出地溫梯度最高、熱流值最大的那個先導孔作為干熱巖深孔（4 000 m～8 000 m）孔位，其中：臺灣海峽沉降帶深孔孔深6 000 m～8 000 m；閩臺梯級過渡帶深孔孔深5 000 m 左右；閩西南坳陷區(qū)深孔孔深4 000 m左右。

綜上所述，干熱巖地熱地質勘查方法采用創(chuàng)新型深地系統(tǒng)勘查方法，由點及面、由淺入深、由表及里、穩(wěn)扎穩(wěn)打、循序漸進、腳踏實地、一步一個腳印的干熱巖地熱地質普查科學勘探方法。通過多領域、多學科、多技術互相滲透、交叉、碰撞、融合、集成總結與創(chuàng)新發(fā)現后，它可以讓看不到、摸不著的地下深部高溫熱源、熱儲、熱通、熱蓋等關鍵的本質地質體，通過深部高溫巖體派生的八大地質響應行為與軌跡的高精度的觀測、高分辨率信息的取得，即準確地“撫模”深部高溫熱源、熱儲、熱通、熱蓋等動態(tài)的“脈摶”，使之變成展現在我們面前客觀存在的鮮活事實，做到越過地平線去捕捉、撫摸深部熱物質上涌、運移、調整、分異、變異、交換活動的深層過程；以達到對研究區(qū)狹義干熱巖必要條件與充分條件等關鍵地質問題的認識與逼近預測；將投資風險、投入成本降到最低，效益最大化，克服我國長期以來存在著的干熱巖地熱地質勘查瓶頸。