印度東部地區熱潛力的定量

神奇的瑪利亞 發佈 2023-06-04T23:11:23.986104+00:00

文丨神奇的瑪利亞編輯丨神奇的瑪利亞前言機載磁力測量涉及使用安裝在飛機上的磁力計從空氣中測量地磁場地球的磁場。目的是檢測與勘測區域下方岩石磁化差異相關的地磁場微小變化。航空磁測已廣泛應用於礦產勘探,並作為支持地質填圖項目的輔助工具。

文丨神奇的瑪利亞

編輯丨神奇的瑪利亞

前言


機載磁力測量涉及使用安裝在飛機上的磁力計從空氣中測量地磁場地球的磁場。目的是檢測與勘測區域下方岩石磁化差異相關的地磁場微小變化

航空磁測已廣泛應用於礦產勘探,並作為支持地質填圖項目的輔助工具。就覆蓋範圍、解析度和成本而言,這是一種非常有效的地球物理勘探技術,特別是在難以或限制地面進入的地區。

紐西蘭陶波火山帶的航空磁力勘測始於60多年前的1950年代初期的區域勘測之後,在1984年至2006年間進行了各種更詳細的調查,這些調查提供的數據集彼此高度一致。正如預期的那樣,數據集的解析度取決於航線間距和地面以上的測量高度。

但是所有的數據集都揭示了磁異常的相同特徵。這種一致性清楚地表明,航磁測量是一種可靠的地球物理方法。在世界範圍內的地熱勘探區,航空磁學數據通常已經可以從之前由尋找淺層熱液金礦床的礦產勘探公司或政府機構進行的一些調查中獲得。

Hochstein和Soengkono表明,對紐西蘭陶波火山帶許多地熱系統的機載磁異常進行仔細解釋和三維定量建模,可以提供有關高儲層滲透率和活動上流區域的可能位置的信息地熱系統。他們還引用了一些例子,表明這也可能適用於紐西蘭以外其他地方火山環境中的地熱系統。

使用航空磁測數據來研究高溫地熱系統的興趣發展非常緩慢。這種緩慢發展的一個可能原因是地熱調查中的磁數據解釋被認為是困難的,並且磁數據的3D定量建模可能是一項複雜且有問題的任務。不同地理緯度的地磁傾角變化導致具有相同地質構造和岩性但位於不同地理區域的區域呈現不同的磁異常格局。

與導致重力異常的標量參數岩石密度不同,岩石磁化強度是一個矢量。正因為如此,磁異常的模式比同一地區的重力異常更複雜,更難解釋。隨著用戶友好的地球物理處理包的開發,自2000年代中期以來,這些包已經可以在線訪問,現在可以降低磁異常的複雜性。

地磁場

正常地磁場乙可以通過地球中心虛擬磁偶極子的效應來接近,與地球自轉軸成小角度。在地球表面,傾角由這種偶極子引起的正常地磁場的變化範圍從磁北極和南極到磁赤道的。由於北極和南磁極和地理的位置不同,所以也有水平赤緯在磁北羅盤指針顯示的地球磁場的水平方向和地理北之間。

在南半球如紐西蘭、澳大利亞和非洲為負。由於地球中心的虛擬偶極子只是准靜態的它繞地球自轉軸緩慢進動,正常地磁場的長期變化很小

的研究再製造地球周圍不同年代岩石的磁化強度不是由現代地磁場引起的永久磁化強度表明,地球中心的假想偶極子的方向在過去曾多次翻轉,當時N'和S'的位置互換。最後一次地磁反轉發生在大約0.7Myr之前。

日變化

在磁測過程中測得的總地磁場包含與岩石磁化的局部變化相關的小磁場,這是航空磁測的目標和來自固體地球外部的時變外部分量。隨時間變化的外場包括與電離層電流相關的約24小時的小的晝夜變化,以及稱為磁暴的較大的瞬態和不穩定干擾太陽黑子活動。時變外部場的影響必須根據測量的機載磁數據進行校正。

如果在進行測量時避免了磁暴,那麼影響被測地磁場的唯一重要時變場將是導致日變化的場。在地球表面附近,引起晝夜變化的磁場在75公里半徑範圍內具有幾乎恆定的強度和方向。因此,對於磁力勘測,監測勘測區域內或附近基站的日變化就足夠了。承包進行勘測的機載磁測公司提供的數據將針對這種晝夜變化進行校正。

紐西蘭陶波火山帶的磁異常

陶波火山帶是紐西蘭北島中部第四紀火山和地熱活動區。紐西蘭幾乎所有的高溫地熱系統都位於該地帶。如介紹中所述,在1950年代初期對TVZ進行了區域航空磁力測量,隨後在1984年至2006年間進行了更詳細的測量。

TVZ的地磁場傾角約為-62.5˚。由於這種高傾角,磁異常與地質特徵之間的關係比在低磁傾角的地區更容易識別。沃森-蒙羅70多年前就認識到明顯的磁異常通常與TVZ中的地熱儲層相關的現象。

在使用20世紀50年代初期區域調查數據繪製的區域地圖中,部分地熱場與磁異常的關係並不明顯,由於飛行範圍大,幾乎看不到行間距的調查。1960年代紐西蘭使用磁力勘探作為勘探工具的興趣有所下降,當時發現電法在描繪導電儲層岩石的橫向範圍方面更為有效。

火山岩的熱液退磁

熱液蝕變通常會導致最初具有磁性的儲層岩石「去磁化」。水熱退磁原因消極的磁化對比度。岩石學研究表明,在這些儲層中,原生磁鐵礦已被幾乎非磁性礦物所取代。在紐西蘭,地熱研究所的一些岩石學研究表明,在以液體為主的系統中,磁鐵礦似乎是熱蝕變過程中第一個被取代的礦物。

這也適用於菲律賓和印度尼西亞的許多液體主導系統PRLBrowne教授,個人通訊,1994年。熱液退磁似乎也發生在一些TVZ地熱系統邊緣附近的圓頂暴露流紋岩中。似乎在淺水蒸氣區形成的酸性凝析油會導致形成地形高點的火山岩退磁。

當磁黃鐵礦沉積時,熱液活動也會在較小規模上產生「再磁化」,在紐西蘭的一些地熱儲層中,磁黃鐵礦作為次生礦物出現。人們對這種熱液、磁性微量礦物的形成知之甚少,這種礦物通常存在於含有機質的岩石附近。

磁穩定性範圍受到其低居里溫度的限制。Browne和Ellis的一項研究表明,在TVZ的Ohaaki地熱田,大約三分之一的井中存在少量磁黃鐵礦。在另外兩個TVZ地熱田Wairakei和Waiotapu地熱田的一些井中也發現了磁黃鐵礦;它通常局限於貧瘠的裂縫中,而不是分散的。

1990年代地熱研究所奧克蘭大學的學生對Ohaaki地熱田11口井的岩心進行的一些研究表明,這種蝕變礦物如果存在的磁效應很小。

Ohaaki油田一口井的兩個岩心在約800米和1100米深度處顯示出顯著的磁化強度,不含磁鐵礦,但含有一些磁黃鐵礦。但總的來說,磁黃鐵礦沉積引起的儲層岩石「再磁化」似乎很小,可以忽略不計。

反磁化火山岩

反磁化火山岩是具有指向與現今地球磁場方向相反的方向。這些火山岩具有與當今地磁場相反的熱剩磁,因為它們在地磁反轉時沉積並冷卻至低於磁鐵礦居里點的溫度。由於地球磁場的最後一次反轉發生在大約0.7Myrs之前,一些更老的第四紀火山岩將被反向。

在TVZ中逆轉的力量米_總是大於感應磁化強度我。這種現象在其他地方的所有其他第四紀火山帶中可能也是如此。結果,總磁化強度,為影響氣載磁異常的岩石參數,第四紀火山岩反磁化方向與乙反磁化岩石有消極的磁化反差,與水熱退磁引起的磁化反差類型相同。

總力磁異常模式

為了了解不同地理位置的地熱系統引起的磁異常模式,使用3D定量磁模型計算了簡化模型地熱系統包含地下熱液退磁岩石、山丘和山谷的總力磁異常基於Barnett方程編寫的代碼。計算是針對位於不同地理位置的地熱系統進行的。

伊真地熱田

地熱田位於印度尼西亞爪哇島東部,地磁傾角約為-35調查是在離地面約1公里的飛行高度進行的,沿著東西飛行線,間隔約0.75-1公里。Ijen地熱田由第四紀安山質火山岩構成,在該地周圍形成陡峭的地形。

地區的地形和地熱場的地表熱表現位置,該地熱場由附近的蝕變岩石和北部Blawan附近的一組溫泉組成。

「原始」機載磁數據提供,這些數據是通過減少測量地磁場的IGRF變化而獲得的。機載磁數據及其一階趨勢。地區的總力磁異常。相關的雙極異常變得清晰可見。不太清楚地顯示了伊真山上的雙極異常。

山脊東北部也觀察到正異常。地熱場區域上空存在寬磁低壓。該磁低壓的東北部可能是肯登海嶺東北部雙極磁異常的負值部分。由於該區域的磁傾角適中,值可能會廣泛分布在致病源上。如果不進行RTP轉換,對該圖的直接解釋可能會產生誤導。

簡化到極點轉換後Ijen地熱區的總力異常。將位於其致病源上方。中最有趣的磁RTP異常是似乎與Telagawaru西部蝕變岩石露頭相關的磁低。解釋了這種磁低代表熱液退磁的岩石。這導致了Ijen地熱系統的推斷模型,該系統包括布拉萬地區的地熱上低帶和隱蔽的熱水流向布拉萬附近的溫泉。

KendengRidge西北方向的磁低可能代表反磁化的第四紀火山岩。反磁化岩石也可能是南部邊緣附近三個磁低點的來源。表明這些山脈是由正常磁化的岩石形成的。洋脊東北部的磁高已經在移動到完全位於山脊西南的新位置。這個磁高可能代表下面的地下熔岩體

總結

航磁數據在調查第四紀火山岩所含的高溫地熱儲層方面非常有用,特別是在難以從地面進入的地區。礦產勘探公司或政府機構之前進行的一些調查可能已經提供了地熱目標區域的數據。

為了進行新的航空磁力測量,許多地球物理勘探公司都在宣傳他們的服務並可以在網際網路上聯繫,其中一些公司幾乎可以在世界任何地方進行測量。即使需要進行新的調查,航空磁測仍應是勘探和調查第四紀火山環境中高溫地熱資源的一種經濟有效的方法。

反磁化岩石的出現會使地熱儲層航磁數據的解釋變得更加困難。反向磁化的岩石在航空磁圖中與熱液退磁的岩石具有相似的效果。只有當它們出現在突出的地形中時,才能將兩者區分開來。熱液退磁的岩石不會引起特定的總磁異常,而反向磁化的岩石將在地形上表現為負的總磁力異常。在任何其他情況下,僅憑磁異常圖很難將二者區分開來。

參考文獻

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