基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测.pdf

第 卷第期 年月 吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版)J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y(E a r t hS c i e n c eE d i t i o n)V o l N o J u l y 闫佰忠,李瑶,秦光雄,等基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测吉林大学学报(地球科学版),():d o i:/j c n k i j j u e s e Y a nB a i z h o n g,L iY a o,Q i nG u a n g x i o n g,e t a l P r e d i c t i o no fD r y H o tR o c kT a r g e t sw i t hM u l t i v a r i a t e I n f o r m a t i o n i nG u i d eB a s i nB a s e do nR e m o t eS e n s i n gT e c h n o l o g y J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y(E a r t hS c i e n c eE d i t i o n),():d o i:/j c n k i j j u e s e 基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测闫佰忠,李瑶,秦光雄,于开宁,吴云霞,王亚楠河北地质大学水资源与环境学院/河北省高校生态环境地质应用技术研发中心,石家庄 河北省水资源可持续利用与开发重点实验室,石家庄 河北省水资源可持续利用与产业结构优化协同创新中心,石家庄 青海省环境地质勘查局,西宁 青海省环境地质重点实验室,西宁 中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京 摘要:为 探 明贵 德盆 地 干热 岩资 源位 置及 分 布范 围,首 先 利 用L a n d s a tT I R S(t h e r m a l i n f r a r e ds e n s o r)热红外数据,通过单窗算法和劈窗算法对贵德盆地地表温度进行遥感识别,确定了高温异常区位置;然后基于干热岩形成条件构建了包括地层、岩体、断裂、环形构造、线性构造、水热蚀变异常、地表温度异常、温泉、地热钻探、区域重力异常、区域航磁异常、电磁勘探信息等 个因子的多元信息干热岩靶区预测模型,并对贵德盆地干热岩靶区进行了预测.研究结果表明:)贵德盆地干热岩以新近系、三叠系和第四系为保热盖层,大型北西向晚三叠世中酸性隐伏花岗岩为储热岩体,北北西向瓦里贡山深大断裂及花岗岩体为导热通道,下地幔软流圈供热和壳内部分熔融层供热为主要热源,岩石放射性产热为叠加热源;)盆地内隐伏岩体预测区、地表温度异常区、水热蚀变异常区均具有沿北西南东方向分布的特点,且分布位置相互印证;)经过模型确定贵德盆地内存在一个沿北西南东方向分布的大型干热岩带,面积约 k m.关键词:贵德盆地;遥感识别;干热岩靶区;预测模型d o i:/j c n k i j j u e s e 中图分类号:P 文献标志码:A收稿日期:作者简介:闫佰忠(),男,副教授,博士,主要从事水文地质、地热资源等方面的研究,E m a i l:j l u y b z c o m通信作者:秦光雄(),男,工程师,主要从事水文地质、地热资源等方面的研究,E m a i l:q q c o m基金项目:青海省应用基础研究计划项目(Z J );国家自然科学基金项目();河北省自然科学基金项目(D );河北省高等学校科学技术研究项目(B J K );河北地质大学学生科技基金项目(KAY )S u p p o r t e db yt h eA p p l i e dB a s i cR e s e a r c hP r o j e c to fQ i n g h a iP r o v i n c e(Z J ),t h eN a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a(),t h eN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fH e b e iP r o v i n c e(D ),t h eS c i e n t i f i cR e s e a r c hP r o j e c t so f t h eH i g h e rU n i v e r s i t yi nH e b e iP r o v i n c e(B J K )a n dt h eS t u d e n tS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yP r o j e c to fH e b e iG E O U n i v e r s i t y(KAY )P r e d i c t i o no fD r y H o tR o c kT a r g e t sw i t hM u l t i v a r i a t e I n f o r m a t i o ni nG u i d eB a s i nB a s e do nR e m o t eS e n s i n gT e c h n o l o g yY a nB a i z h o n g,L iY a o,Q i nG u a n g x i o n g,Y uK a i n i n g,WuY u n x i a,W a n gY a n a nS c h o o l o fW a t e rR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t,H e b e iG E OU n i v e r s i t y/H e b e iC e n t e r f o rE c o l o g i c a la n dE n v i r o n m e n t a lG e o l o g yR e s e a r c h,S h i j i a z h u a n g ,C h i n aH e b e iP r o v i n c eK e yL a b o r a t o r yo fS u s t a i n e dU t i l i z a t i o n&D e v e l o pm e n t o fW a t e rR e s o u r c e s,S h i j i a z h u a n g ,C h i n aH e b e iP r o v i n c eC o l l a b o r a t i v eI n n o v a t i o nC e n t e r f o rS u s t a i n a b l eU t i l i z a t i o no fW a t e rR e s o u r c e sa n dO p t i m i z a t i o no fI n d u s t r i a lS t r u c t u r e,S h i j i a z h u a n g ,C h i n aQ i n g h a iB u r e a uo fE n v i r o n m e n t a lG e o l o g yE x p l o r a t i o n,X i n i n g ,C h i n aQ i n g h a iP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fE n v i r o n m e n t a lG e o l o g y,X i n i n g ,C h i n aS c h o o l o fW a t e rR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t,C h i n aU n i v e r s i t yo fG e o s c i e n c e s(B e i j i n g),B e i j i n g ,C h i n aA b s t r a c t:U s i n gL a n d s a t T I R St h e r m a l i n f r a r e dd a t a,t h es u r f a c e t e m p e r a t u r eo fG u i d eb a s i nw a si d e n t i f i e db yr e m o t es e n s i n gt h r o u g hs i n g l ew i n d o wa l g o r i t h m a n ds p l i tw i n d o wa l g o r i t h m,a n dt h el o c a t i o no fh i g ht e m p e r a t u r ea n o m a l ya r e aw a sd e t e r m i n e d B a s e do nt h e f o r m a t i o nc o n d i t i o n so f d r yh o tr o c k,am u l t i i n f o r m a t i o nd r yh o tr o c kt a r g e tp r e d i c t i o nm o d e l i n c l u d i n g f a c t o r s,i n c l u d i n gs t r a t a,r o c k m a s s,f a u l t s,a n n u l a rs t r u c t u r e,l i n e a rs t r u c t u r e,h y d r o t h e r m a la l t e r a t i o n a n o m a l y,s u r f a c et e m p e r a t u r ea n o m a l y,h o t s p r i n g,g e o t h e r m a l d r i l l i n g,r e g i o n a l g r a v i t ya n o m a l y,r e g i o n a l a e r o m a g n e t i ca n o m a l y,a n de l e c t r o m a g n e t i ce x p l o r a t i o n i n f o r m a t i o n,w a sc o n s t r u c t e d,a n dt h ed r yh o t r o c kt a r g e t i nG u i d eb a s i nw a sp r e d i c t e d T h er e s u l t ss h o wt h a t:)T h eN e o g e n e,T r i a s s i ca n dQ u a t e r n a r ys t r a t aa r et h eh e a tp r e s e r v a t i o nc o v e r so f t h ed r yh o tr o c k s i nG u i d eb a s i n,t h el a r g eNWt r e n d i n gL a t eT r i a s s i ci n t e r m e d i a t e a c i dc o n c e a l e dg r a n i t e i s t h eh e a t s t o r a g e r o c km a s s,t h eNNWt r e n d i n gW a l i g o n gM o u n t a i nd e e pf a u l t a n dg r a n i t eb o d ya r et h eh e a tc o n d u c t i o nc h a n n e l s,t h el o w e rm a n t l ea s t h e n o s p h e r eh e a t i n ga n dt h ep a r t i a l l ym o l t e n l a y e rh e a t i n ga r e t h em a i nh e a t s o u r c e s,a n d t h e r o c kr a d i o a c t i v eh e a t g e n e r a t i o ni st h es u p e r p o s i t i o nh e a ts o u r c e )T h ec o n c e a l e dr o c k m a s sp r e d i c t i o na r e a,s u r f a c et e m p e r a t u r ea n o m a l ya r e aa n dh y d r o t h e r m a la l t e r a t i o na n o m a l ya r e ai nt h eb a s i na l lh a v et h ec h a r a c t e r i s t i c so fd i s t r i b u t i o na l o n gt h en o r t h w e s ts o u t h e a s td i r e c t i o n,a n dt h ed i s t r i b u t i o np o s i t i o n sc o n f i r me a c ho t h e r)A c c o r d i n gt ot h em o d e l,t h e r e i sa l a r g ed r yh o t r o c kb e l td i s t r i b u t e da l o n gt h en o r t h w e s ts o u t h e a s td i r e c t i o n i ng u i d eb a s i n,w i t ha na r e ao f a b o u t k mK e yw o r d s:G u i d eb a s i n;r e m o t es e n s i n g i d e n t i f i c a t i o n;d r yh o t r o c kt a r g e t a r e a;p r e d i c t i o nm o d e l引言贵德盆地地处秦岭昆仑造山带,断裂构造发育,干热岩资源丰富.干热岩作为地热资源的一种,具有储备量巨大、清洁可再生的特点.实践表明,利用干热岩进行发电可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响,且不受季节、气候制约,是理想的战略性接替能源.在干热岩勘察过程中,首先要确定干热岩靶区位置及范围,这对于干热岩钻探施工至关重要,而地表高温异常区的识别对于干热岩靶区确定具有指导作用.因此开展地表温度识别及干热岩靶区预测工作对于贵德盆地干热岩资源开发利用具有重要意义.目前地热异常区的识别方法以遥感方法、地球物理方法和地球化学方法为主,其中遥感方法较为简便快捷,其对于大区域地热异常区的识别具有良好的适用性.该方法利用热红外遥感数据反演地表温度,提取地热引起的温度异常信息,从而实现地热异常区的识别.目前主流的反演算法有单窗算法(单波段算法)、劈窗算法(双波段算法)等方法.单窗算法反演地表温度的原理主要是利用单波段数据,基于大气廓线数据对大气的衰减和辐射进行校正,再结合地表发射率并根据辐射传输方程计算地表温度.Q i n等针对L a n d s a tTM(t h e m a t i cm a p p e r)数据对单窗算法进行简化,使其不再依赖大气廓线数据.之后J i m n e z M u o z等将单窗算法推广至L a n d s a t数据,使其具有普适性.劈窗算法利用两个热红外通道大气吸收差异来校正大气影响,解算出地表真实温度.最具代表性的种劈窗算法分别是W a n等 提出的基于视向天顶角、大气水汽含量和大气底层温度的通用劈窗算法,第期 闫佰忠,等:基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测S o b r i n o等 提出的基于大气水汽含量和地表比辐射率的劈窗算法,以及Q i n等 提出的基于大气水汽含量、地表比辐射率和视向天顶角的劈窗算法.自 世纪 年代美国科学家提出“干热岩”概念以来,全球开展了多项干热岩研究试验,但针对干热岩靶区预测的问题目前尚无统一方法,国内多位学者也结合区域地质特征对干热岩靶区预测进行了探索.蔺文静等 综合国内外干热岩开发项目,系统总结了干热岩选址的地热地质学指标,包括基底岩体分布、地表盖层条件、地热异常、应力条件以及区域稳定性等方面.郗国庆 结合遥感地质解译结果及地面磁异常资料对尉犁兴地地区地质体进行分析,得出了线性构造多为控矿构造、环形影像对应隐伏岩体的结论.朱梅湘等 对羊八井地热田钻孔岩心进行研究,划分出个蚀变矿物共生组合及蚀变分带,讨论了蚀变过程中岩石化学变化的特点,并推测了蚀变的温度和酸碱度条件.闫佰忠等 对长白山玄武岩区地表温度场进行了遥感反演,综合区域温泉、地热井分布位置及重力、航磁异常特征,采用判别分析法对地热异常区进行了识别.吴云霞等 综合遥感、航磁、钻探、水文勘查技术,在分析 种勘查地质数据特征的基础上建立了独山城地区多元信息干热岩预测模型.为探明贵德盆地干热岩资源位置及分布范围,本文首先利用热红外遥感技术通过单窗算法及劈窗算法对研究区地表温度进行遥感识别,确定高温异常区后,针对贵德盆地地质背景、遥感信息及地球物理勘探成果,综合地层、岩体、断裂、环形构造、线性构造、水热蚀变异常、地表温度异常、温泉、地热钻探、区域重力异常、区域航磁异常、电磁勘探信息 个因子构建干热岩靶区预测模型,充分分析贵德盆地干热岩形成条件,进而对干热岩靶区进行预测,以期为干热岩靶区预测提供新的思路.研究区地质背景贵德盆地位于青海省东部海南藏族自治州的贵德县境内,介于 E E,N N之间,面积约 k m(图).盆地地层主要反映了中生代新生代的沉积建造特征,具有良好的保温效果,主要地层为新近系,约占据脚注修编.图贵德盆地地质图F i g G e o l o g i c a lm a po fG u i d eb a s i n中华人民共和国地质矿产图J X X X V(共和幅)西宁:地质部青海省地质局区域地质测量队,中华人民共和国矿产图J X X X V I(西宁幅)西宁:地质部青海省地质局区域地质测量队,中华人民共和国地质图I V(贵南幅)西宁:青海省地质局第一区域地质测量队,中华人民共和国矿产图I V I(过马营幅)西宁:青海省地质局第一区域地质测量队,吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版)第 卷总面积的/,其次为三叠系和沿河谷分布的第四系.盆地与周缘山岭结合部出露北西南东方向展布的印支期中酸性花岗岩,埋藏较深(k m),出露面积较小,岩性以花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩为主,侵入于晚三叠世,构造环境属陆内叠覆造山过程中下地壳物质部分熔融.盆地新构造活动强烈,周缘隆起带断裂构造发育,以西侧北北西向瓦里贡山断裂带为主.该断裂带主要由多隆沟断裂、曲乃亥断裂、克柔西断裂、克柔断裂、拉西瓦西断裂、拉西瓦断裂和昨那热光断裂组成(图).地质调查 显示,该断裂带断裂规模较大,下切深度较深,其中曲乃亥断裂下切深度最大可至 k m.各断裂活动较强,绝大多数断裂自早更新世以来处于活动状态,属于挽近时期活动的岩石圈断裂.断裂带上热异常分布明显,尤其是曲乃亥、扎仓寺和新街乡处温泉群的出现,说明该断裂带是区内主要的控热、导热断裂.研究方法及数据处理数据来源及处理方法本次研究基于L a n d s a t系列卫星搭载的TM和T I R S传感器数据进行研究.L a n d s a t卫星搭载的TM传感器具有个波段,可以支持提取地质界线信息、确定地热活动、区分地质岩层、鉴别岩石中的水热蚀变等功能.L a n d s a t卫星搭载具有个波段的T I R S热红外传感器,同时支持单窗算法和劈窗算法进行地表温度反演.针对不同的遥感信息数据,采用不同方法进行处理,详见表.解译环形构造、线性构造及提取水热蚀变时,遵循先确定植被发育程度的原则,选择受人类活动干扰较少、反演精度较高的遥感数据.通过对研究区历史TM遥感数据、波段彩色融合图像分析可知,数据可用于遥感地质信息解译.遥感影像上,环形构造为由色调、色彩及各种地形、地物等几何形态构成的环形或似环形影像,主要对应环状山脊、侵入岩体的露头或隐伏边界以及水系等;线性构造为遥感影像上的线形影像,常作为断裂构造的解译标志.本文采用 的TM、遥感彩色融合图像,利用目视解译和计算机解译相结合的方法对研究区地质信息进行解译.水热蚀变是在高温地热区内原始岩体与热水或Tl中、下三叠统隆务组;Te上三叠统鄂拉山组;T上三叠统侵入岩;Nl上新统临夏组.据脚注.图瓦里贡山构造带主要断裂展布示意图F i g S c h e m a t i cd i a g r a mo f t h em a i nf r a c t u r e s p r e a d i n g i nV a l i g o n gM o u n t a i nt e c t o n i cb e l t索有贤,谢瑞兆罗汉堂幅J C贵德县幅J D阿什贡幅J C群科尔幅J D万区域地质调查报告:矿产部分西宁:青海省区调综合地质大队,第期 闫佰忠,等:基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测蒸汽发生的一系列复杂水岩反应,蚀变后岩石地表氧化物含大量OH(包含HO)、C O等离子基团或离子,会影响其在可见光及近红外的光谱特征;因此可用遥感影像处理方法增强某种离子或基团信息,以获取研究区水热蚀变异常情况,指示地下热源位置.目前蚀变信息提取方法有主成分分析法、波段比值法和逻辑运算法等,其中主成分分析法对原始影像数据大气校正的要求不高,且具有效果明显、易于操作等优点,因此本次工作采用主成分分析法,通过TM、彩色融合图像提取水热蚀变.相对T I R S 波段而言,T I R S 波段位于更低的大气区域,具有更高的大气透过率,地表温度反演精度较高,因此选用T I R S 单波段数据作为单窗算法地表温度反演的数据源.选用研究区 、年两期L a n d s a t 遥感数据,分别利用单窗算法 和劈窗算法 进行地表温度反演,其中 和 的数据代表夏季数据,和 的数据代表冬季数据.地质信息解译、水热蚀变提取和地表温度反演具体信息见表.多元信息干热岩靶区预测模型干热岩的形成必须具备个必要条件:热源、导热通道、大型储热岩体和保热盖层.由研究区地质背景可知:贵德盆地下伏晚三叠世中酸性花岗岩体,地表主要出露新近系、三叠系和第四系,基底和盖层条件良好;盆地西侧北北西向瓦里贡山深大断裂起到了热通道的作用,同时具有导水和释热功能.在此基础上,综合考虑贵德盆地区域地质背景、遥感地质信息、地热地质条件及地球物理特征,本文提出了包括地层、岩体、断裂、环形构造、线性构造、水热蚀变异常、地表温度异常、温泉、地热钻探、区域重力异常、区域航磁异常和电磁勘探信息等 个因子的多元信息干热岩靶区预测模型,见图.其中:由遥感地质信息可以提取研究区环形构造和线性构造,以获得隐伏岩体规模及断裂构造分布情况;考虑研究区地热地质条件,对水热蚀变及地表温度异常进行遥感识别,同时分析温泉分布条件及地热钻探研表遥感信息数据来源及处理方法T a b l eD a t a s o u r c ea n dp r o c e s s i n gm e t h o do f r e m o t e s e n s i n gi n f o r m a t i o n遥感信息项遥感卫星传感器波段处理方法环形构造L a n d s a t TM、线性构造L a n d s a t TM、目视解译和计算机解译水热蚀变异常L a n d s a t TM、主成分分析法地表温度异常L a n d s a t T I R S、单窗算法、劈窗算法图多元信息干热岩靶区预测模型F i g M u l t i p l e i n f o r m a t i o nm o d e l o fd r y h o t r o c ka r e ap r e d i c t i o n吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版)第 卷究成果,可以佐证地下热源的存在,探明地下导热通道;根据研究区地球物理特征,由区域重力异常、区域航磁异常及电磁勘探信息可以了解研究区储热与控热控水构造,为推断研究区干热岩热源类型指明方向.结果与分析地表温度遥感将单窗算法与劈窗算法计算的地表温度结果进行对比,两个结果总体上接近,单窗算法值略低一些,受太 阳 辐 射 干 扰 较 小.同 时 对 比 年 和 年识别结果发现,年温度更高,更有利于提取 高 温 区 域 分 布 信 息.因 此 选 用 单 窗 算 法 对 年遥感数据进行地表温度异常解译,结果见图.研究区夏季 以上高温区主要在处温泉群附近,以及黄河北岸拉西瓦镇以东,整体呈北西向分布;冬季地表温度多在 以下,而 以上高温区分布与夏季趋于一致.研究区地处高原,日照时间长,太阳辐射强,夏季地表温度受太阳辐射影响较大,温度识别具有多解性.为减弱太阳辐射的影响,本文将冬季与夏季识别结果进行差值和比值处理.夏季地表温度受太阳辐射影响较强的区域,虽然夏季地表温度高,但到了冬季由于太阳辐射减弱,地表温度偏低,冬季与夏季地表温度差值及比值绝对值较大;而夏季地表温度受太阳辐射影响较弱的区域,热量来自地下热源,冬季和夏季地表温度均偏高,其差值和比值绝对值均较小.因此通过比较冬季与夏季地表温度的差值和比值,可以筛选出地热高潜力区域,结果如图所示.由图可见:冬季与夏季地表温度识别结果的差值和比值绝对值较低区域主要在处温泉群附近,这些地区均属于存在地热的高潜力区域.遥感地质信息研究区地表温度遥感识别结果表明高温异常区主要分布在处温泉群附近,因此对温泉群附近的线性构造和环形构造进行重点解译,解译结果见图.线性构造曲乃亥温泉周围主体为中型北东向舒缓波状线性构造(F),延伸远,总体走向稳定,这是压扭性构造的解译标志,推测F为北东向压扭性线性构造.两条北西向小型线性构造(F、F)较为平直,这是张性构造的解译标志,推测F和F为北西向张性线a ;b .图研究区地表温度遥感识别结果F i g R e m o t e s e n s i n gr e c o g n i t i o nr e s u l t so f s u r f a c e t e m p e r a t u r e i nt h e s t u d ya r e a第期 闫佰忠,等:基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测温度差值指 与 地表温度遥感识别结果的差值;温度比值指 与 地表温度遥感识别结果的比值.图研究区冬季与夏季地表温度遥感识别结果温度差值(a)及比值(b)F i g D i f f e r e n c e(a)a n dr a t i o(b)o fr e m o t es e n s i n gr e c o g n i t i o nr e s u l t so fs u r f a c et e m p e r a t u r e i nw i n t e ra n ds u mm e r i nt h es t u d ya r e aa ;b .图研究区地表温度遥感识别异常叠加线环构造图F i g S u r f a c e t e m p e r a t u r e r e m o t e s e n s i n gr e c o g n i t i o na n o m a l y s u p e r i m p o s e do f l i n ea n dr i n gs t r u c t u r em a p i nt h e s t u d ya r e a吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版)第 卷性构造.扎仓寺温泉东部北东向压扭性线性构造(F)及西部北东向线性构造(F)与黄河断裂交汇,紧挨温泉的东西向线性构造(F)与黄河平行,黄河为张性断裂,故推测F也为张性断裂,南侧分布两条北北西向张性线性构造(F、F).新街乡温泉西侧出露一条大型南北向压扭性线性构造(F),由山脊和沟谷构成,位置及分布特征与拉西瓦断裂相吻合,周围遍布东西向张性线性构造(F),F与F 直交,形成“丰”字形水系.研究区处温泉群均位于线性构造交汇处,线性构造在温泉的发育过程中发挥了优良的控热导水作用.环形构造区内环形构造大小不等,曲乃亥温泉西北侧H和扎仓寺温泉北侧H出露规模最大.H近椭圆形,长轴北西向,面积约 k m,环形影像清晰,由山脊构成,东南有北东向线性构造(F),内嵌两条北西向线性构造(F、F).H呈东西向较宽、南北向较窄的不规则椭圆形,面积约 k m,北部为黄河水系,由山脊和沟谷构成,四周均见线性构造.环形构造通常为鉴定地下隐伏岩体存在的标志,研究区内环形构造分布范围较广,整体沿北西南东方向延伸,与出露岩体延伸方向一致,相互印证,故此推测区内存在一个大型晚三叠世中酸性隐伏岩体带,面积约 k m,沿北西南东方向呈近矩形分布.地热地质条件贵德盆地西南部周缘长约 k m范围内,自北向南出露曲乃亥、扎仓寺和新街乡处温泉群,呈“一”字型沿北北西向瓦里贡山断裂带展布.从主泉眼最高温度看,曲乃亥温泉温度最高(,年),其次为扎仓寺温泉(,年),新街乡温泉温度最低(,年).处温泉成因均与北北西向活动断裂有关,断裂是地下热源上涌的主通道.贵德盆地 眼地热钻孔地热梯度为 /h m,钻孔揭露盆地基底由早中三叠世沉积岩及晚三叠世花岗岩组成,侏罗系古近系缺失,新近系直接侵蚀不整合其上.贵德县扎仓沟地表及眼地热钻孔(Z R、Z R)花岗岩放射性铀丰度平均值为 ,钍丰度平均值为 ,钾丰度平均值为 ,基本接近花岗岩的平均丰度值.盆地中花岗岩的平均热导率明显高于泥岩和砂岩,为 W/(mK),Z R孔内平均为 W/(mK),Z R孔内平均为 W/(mK),说明贵德盆地尤其是扎仓沟地区的花岗岩热导率较高,具有较好的导热性.研究区地表温度高温异常区主要分布在处温泉群附近,区内广泛分布环形构造和线性构造(图).在水热蚀变异常提取结果的基础上,采用“均值n倍标准差”法对数据进行解译,均值取,标准差 ,n分别为、,共设级分割值:一级异常,二级异常,三级异常.解译结果表明水热蚀变异常整体沿北西南东方向展布,在处温泉群附近都有显示,可作为地下热源存在的辅助证明(图).地球物理特征贵德地区发育重力低异常,两侧发育相对高异常,分别对应西部下切深度为 k m的瓦里贡山断裂带及东部下切深度不明的多禾茂断裂(图).盆地处于北西向延展的弱地磁场区内,东北部有近北西西向展布的高地磁场.推测贵德盆地重力低异常与弱磁场的地球物理特征(图)可能与具高温消磁面性质的居里面上隆有关,其下部可能发育有热隆构造,为小型地幔上涌区.由大地电磁测深剖面(图)可知,盆地明显受F和F断裂控制.其中:F下切深度大于 k m,为超岩石圈断裂,根据定性与定量解释结果,黑峡口和贵德测点在 与 k m深处发现上地幔高导层,电阻率分别为和m;说明该断裂已切穿莫霍面,使上地幔高热物质沿断裂上涌到下地壳.F对应拉脊山断裂,下切深度约 k m,为岩石圈断裂.另外贵德盆地下深 k m间存在壳内高导层,电阻率在m之间,为壳内熔融体.青藏高原地壳中普遍存在()k m/s的低速层,厚度沿剖面起伏变化较大,为()k m,呈现出东北部异常的构造活动和深部物质与能量的强烈交换.瓦里贡山断裂带在挽近时期处于活动的岩石圈断裂,在新构造运动的推动下,下地幔软流圈沿断裂薄弱面向地壳上涌,使地壳内部岩石发生部分熔融,由此产生的高温地热继续沿活动断裂上移,遇到地下水被加热后涌出地表.这可能就是贵德盆地干热岩的主要成因机制.第期 闫佰忠,等:基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测图研究区水热蚀变异常叠加线环构造图(,TM、)F i g H y d r o t h e r m a l a l t e r a t i o na n o m a l y s u p e r i m p o s e do f l i n e a n d r i n g s t r u c t u r em a p i n t h e s t u d y a r e a(,TM、)据脚注修编.图贵德地区剩余重力异常(a)及航磁异常(b)图F i g R e s i d u a l g r a v i t ya n o m a l y(a)a n da e r o m a g n e t i ca n o m a l y(b)m a p s i nG u i d ea r e a陈沧海,刘宏民青海东部 万区域重力调查报告西宁:青海省地球物理勘查技术研究院,费广仁青海省航磁T异常等值线图北部地区编图成果说明书:万西宁:青海省物勘院(原物勘队),吉 林 大 学 学 报(地 球 科 学 版)第 卷据脚注修编.图贵德盆地大通寺咀黑峡口大地电磁测深剖面图F i g M a g n e t o t e l l u r i c s o u n d i n gp r o f i l e f r o mD a t o n g s i z u i t oH e i x i a k o u i nG u i d eb a s i n大地电磁测深剖面同时也揭示了壳内部分熔融层的存在.张森琦等 通过区域重力和区域航磁调查、区域天然地震成像、盆地尺度天然地震背景噪声层析成像勘查,以及超高分辨率重力异常、电阻率与R a y l e i g h波 群 相 速 度 线 性 反 演 均 证 明 了 共和贵德盆地下伏发育有壳内部分 熔融层.L i n等 计算了共和盆地恰卜恰河谷、贵德盆地和扎仓沟地区的深部温度分布、放射性产热、热流和地壳热结构组成,定量分析了共和贵德盆地干热岩的成热机理,结果表明,增厚地壳中的低速层为共和贵德盆地干热岩的形成提供了最重要的地壳内恒定热源.此外,岩石放射性产热对干热岩形成的热量贡献也不可忽视.尽管盆地内铀、钍、钾种与地壳内放射性生热的元素含量并不高,但是,新生代以来印度欧亚板块持续性陆陆碰撞作用造成的壳内放射性生热元素富集层增厚,导致了花岗岩放射性生热率的热贡献量同步增大(mW/m),弥补了基底花岗岩较低的产热,对干热岩热源起到了重要补充作用.综上所述,贵德盆地干热岩热源以下地幔软流圈供热和壳内部分熔融层供热为主,岩石放射性产热为重要补充.多元信息干热岩靶区预测结果通过综合分析以上 个指标因子可知,贵德盆地干热岩以新近系、三叠系和第四系为保热盖层,大型北西向晚三叠世中酸性隐伏花岗岩为储热岩体,北北西向瓦里贡山深大断裂及花岗岩体为导热通道,下地幔软流圈供热和壳内部分熔融层供热为主要热源,岩石放射性产热为叠加热源.盆地内隐伏岩体预测区、地表温度异常区、水热蚀变异常区均具有沿北西南东方向分布的特点,且分布位置相互印证,据此预测研究区内存在一面积约 k m的沿北西南东方向呈“枪托状”分布的大型干热岩带,西 至 E,东 至 E,南 至 N,北至 N(图).青海省贵德西宁甘肃省民乐大地电磁测深成果报告西宁:地质矿产部第一物探综合大队,第期 闫佰忠,等:基于遥感技术的贵德盆地多元信息干热岩靶区预测图 研究区干热岩靶区预测图(,TM、)F i g P r e d i c t i o no fd r y h o t r o c ka r e a i nt h e s t u d ya r e a(,TM、)结论)遥感地质信息解译结果从宏观的角度展示了环形构造和线性构造的分布,分别指向研究区内可能存在的隐伏岩体和断