隐伏温泉地气场及勘查方法研究

In this research, a set of hot spring water model is planned to be employed for a simulation study on a basic law- - how various elements in hot spring water at different temperatures transfer with geogas flow in form of nano-particles. Based on the experiments, three typical hot spring reservoir with different geological environment possiblely in Guangdong, Sichuan, Hubei and Hunan province are chosen as the research object areas. Accumulation and dynamic geogas sampling methods are employed for multi-profile survey. The information of geogas field can be obtained by several modern analysis technique with high sensitivity including INAA and ICP-MS. Combined with the geogas survey data of four concealed structure obtained in previous works, several mathematical methods such as trace element tracking and fuzzy pattern recognition are used to study the element composition and its distribution law, specially the hydrophilic and hydrophobic components, of geogas field above hot spring reservoir. The aim is to extract the effective indicator elements and its indexes in geogas field, and to explore the spatial relative rules between the hot spring reservoir and its geogas field, which can provide theoretical basis for retrieving the location of hot spring reservoir through geogas field information. . Based on above work, the problem of detection technique about weak information extraction of geogas above hot spring reservoir and inversion of anomaly field data are studied too. We attempt to initially construct an effective geogas survey method to explore concealed hot spring, and apply it to one or two hot spring exploration area.

本项目拟采用温泉水模型，模拟研究不同温度下温泉水中不同元素以纳米形式随地气流迁移的基本规律。在实验基础上，选择广东、四川、湖南或湖北3个不同地质环境下的典型温泉水储集区为地气场研究对象，以多剖面布设方式，同时利用积累式和动态地气采样，配合中子活化和等离子质谱等现代高灵敏度分析技术，获取地气场信息。结合前期工作中积累的4个隐伏构造的地气探测资料，采用微量元素示踪，模糊模式识别等数学方法，研究温泉水储集区上方地气场中元素（特别是亲水与憎水组份）的组成、分布规律，提取地气场中温泉的有效指示元素及其指标，探索其与温泉水储集区的空间关联规律，为利用地气场信息反演温泉水储集区位置提供理论依据。.在前述工作基础上，研究温泉水储集区地气弱信息提取的探测技术问题，异常场资料反演问题，初步构建有效的地气测量勘查隐伏温泉方法，并在1～2个温泉勘查区开展勘查应用。

项目首次开展了地气测量勘查隐伏温泉的机理、方法技术及应用示范研究。. 选择江西武宁县汤里、广东韶关市重阳镇暖水村、广东南雄市仓石三个已知温泉为研究区，通过大比例尺剖面测量，系统采集了温泉上方及其相邻区域的地气信息；以采集的汤里、仓石及四川巴塘县德达乡305道班三处温泉水样及对比水样，构建并完成了8组温泉地气模型的地气迁移模拟实验，并与铅锌矿地气模型的实验结果进行了对比。依据已知温泉研究区地气测量资料、温泉地气迁移模型实验资料，系统研究了温泉水储集区上方地气场中元素的组成、分布规律，提取地气场中温泉的有效指示元素，探索其与温泉水储集区的空间关联规律，为利用地气场信息反演温泉水储集区位置提供理论依据。. 在前述工作基础上，研究了温泉水储集区地气弱信息提取的探测技术问题，异常场资料反演问题，初步构建了有效的地气测量勘查隐伏温泉方法，并选择四川省巴塘县德达乡305道班区域，开展了温泉勘查应用示范研究工作。. 项目研究取得以下认识与成果：. 1）温泉模型中Co、Cr、Cu、Eu、Sc、W、Y等元素的迁出比显著大于铅锌矿模型，说明这些元素的迁移性极强，使得其在温泉中的迁出率与隐伏矿体相当，能够在温泉上方形成有指示作用的地气异常。. 2）地气异常中的主要元素与被探测温泉水中的主要元素在组成上是基本一致的，这些元素的地气异常分布与温泉储集层在空间上具有关联性。因此，利用地气测量来勘查隐伏温泉是可能的。. 3）可以用于温泉勘查的地气指示元素主要有： Cu、Pb、Zn、Co、Cd、Sc、Li、Y等。不同地区温泉略有差异。. 4）采用串联捕集器、预浓缩地气样品、然后再采用ICP-MS分析的样品采集与分析程序，可以检测出温泉迁移来的弱地气信息，可靠捕获温泉地气异常。.本项目的开展，将地气探测技术从固体矿产勘查成功拓展到新的应用领域，为探测隐伏温泉提供了一种新的思路与新的技术支撑。