台湾海峡和福建省干热岩地热资源勘查研究

庄庆祥 郑霜高 姜兆钧 庄公勋

（1 福建省祥和地热开发有限公司院士专家工作站 福建漳州 363000 2 福建省能源研究会 福建福州 350001 3 漳州市老科技工作者协会 福建漳州 363000）

1 科学创新干热岩地热地质勘查方法的重要性

干热岩地热地质勘查是深部地热地质系统工程的先行官，即基础工程。实事求是地说，我国“十二五”和“十三五”干热岩科研成果甚微的问题就出在干热岩地热地质勘查环节上。因为掌握我国干热岩地热地质勘查的话语权长期落在那些传统守旧“权威”者的手中，他们始终坚持采用传统的浅层地热水勘查方法，极力排斥深地系统工程勘查方法。众所周知，干热岩是指地下3 km～10 km 深度目前人类能开采钻探到的深度，这就决定了干热岩深孔勘探手段的成本非常高昂，风险巨大，其成本是浅层地热水浅孔勘探的数千倍甚至近万倍之多。因为干热岩地热资源埋藏深、地表热显示一般较差，看不到、模不着、风险巨大，因此采用传统意义上的浅层地热水钻探勘查方法与手段是绝对行不通的。

作者积50 年地质、水文地质、工程地质、钻探工程、地震地质实践与理论研究经验，采用逆向思维创新工作方法，摸索出通过调查研究区深部高温岩体派生的八大地质响应在研究区地表或浅部的行为与轨迹，将深部高温岩体派生的八大地质响应划分为基础地质响应类型［1］：成山、成盆地形地貌与地质灾害地质响应；成岩、成矿地质响应；地应力地质响应；火山与岩浆活动地质响应和核心骨干地质响应类型：新构造断裂活动异常地质响应；壳、幔结构与构造异常地球物理场与地球化学场异常地质响应；地震活动异常地质响应；地热异常地质响应。通过深部高温岩体派生八大地质响应深入全面系统的调研取证，将之变成看得到、摸得着的客观事实，全面深入、科学精准地总结研究区深部高温岩体地质响应强度变化规律与分布特征。按照高温岩体地质响应强度差别：剧烈、强烈、较强烈、欠强烈四级分类，将剧烈和强烈地质响应区域划分为重点工作区；将较强烈地质响应区域划分为一般工作区；将欠强烈的地质响应区域划分为简单工作区。进而在重点工作区和一般工作区提高干热岩地热地质勘查精度，确定若干重点工作靶区和次重点工作靶区；对各个重点工作靶区和次重点工作靶区开展高精度、大例尺干热岩地热地质详查，从中筛选1～2个面积1 km2～5 km2勘探区，开展综合物探与若干浅孔（孔深200 m～500 m）孔内系统测温，从中遴选出较佳的2～3 个孔作为先导孔，分别施工1 500 m～2 000 m，进行孔内系统测温，以地温梯度最高的那个先导孔孔位作为研究区第一口干热岩地热地质普查深孔。以上工作程序可以将研究区干热岩地热地质勘查与综合开发利用的风险程度降到最低，可大大节约干热岩地热资源勘查开发综合利用的投入成本。

2 研究区干热岩地热地质勘查建议

建议福建省及台湾海峡干热岩地热地质勘查应当以研究区深部高温岩体派生的八大地质响应强度变化特征和分布规律为干热岩地热地质普查的主要内容，核心是查明研究区深部热物质上涌、运移、调整、分异、变异、交换等活动程度。依据深部高温岩体派生的综合八大地质响应剧烈、强烈、较强烈、欠强烈四大标准，将达到剧烈与强烈标准的工作区划分为重点工作区；将较强烈的工作区划分为一般工作；将欠强烈的工作区划分为简单工作区。合理布置工作量，突出重点工作区，照顾一般工作区，重点工作区要达到1∶5 万精度要求；一般工作区要达到1∶10 万精度要求；简单工作区要达到1∶20 万的精度要求。要有两条平行横贯整个研究区的干热岩地质构造、地球物理与地球化学综合性勘查剖面线，建议这两条综合性勘查剖面分别是NW 向的基隆-马祖-福州-南平、NW 向的高雄-漳州-华安-永安地质、地球物理与地球化学综合勘查剖面线。对本次初步拟定的台湾海峡沉降带和闽台梯级过渡带两个重点工作区和闽西南坳陷区一般工作区，开展精细的干热岩地热地质普查后，再依据所调查到的深部高温体派生的八大地质响应强度与分布规律，开展综合性评比排队，从中遴选出若干重点工作靶区和次重点工作靶区后，对遴选出的重点工作靶区、次重点工作靶区开展1∶2.5 万干热岩地热地质详查，各自从中精选出1～2 个面积1 km2～5 km2重点靶区，在开展1∶5 000 综合地球物探后，施工若干测温浅孔（孔深200 m～500 m）。通过排队比较，从每个重点靶区中优选出一个最佳浅孔孔位（地温梯度最大的）作为先导孔，孔深1 500 m～2 000 m；对全部先导孔进行排队遴选，将遴选出地温梯度最高、热流值最大的那个先导孔作为干热岩深孔（4 000 m～8 000 m）孔位，其中：台湾海峡沉降带深孔孔深6 000 m～8 000 m；闽台梯级过渡带深孔孔深5 000 m 左右；闽西南坳陷区深孔孔深4 000 m左右。

综上所述，干热岩地热地质勘查方法采用创新型深地系统勘查方法，由点及面、由浅入深、由表及里、稳扎稳打、循序渐进、脚踏实地、一步一个脚印的干热岩地热地质普查科学勘探方法。通过多领域、多学科、多技术互相渗透、交叉、碰撞、融合、集成总结与创新发现后，它可以让看不到、摸不着的地下深部高温热源、热储、热通、热盖等关键的本质地质体，通过深部高温岩体派生的八大地质响应行为与轨迹的高精度的观测、高分辨率信息的取得，即准确地“抚模”深部高温热源、热储、热通、热盖等动态的“脉抟”，使之变成展现在我们面前客观存在的鲜活事实，做到越过地平线去捕捉、抚摸深部热物质上涌、运移、调整、分异、变异、交换活动的深层过程；以达到对研究区狭义干热岩必要条件与充分条件等关键地质问题的认识与逼近预测；将投资风险、投入成本降到最低，效益最大化，克服我国长期以来存在着的干热岩地热地质勘查瓶颈。