CN115267934A - 一种用于浅层地热勘查的方法及其孔内自动抽气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地热勘查领域，具体公开一种用于浅层地热勘查的方法，步骤如下：步骤1、在选定区域钻孔并测温记录；步骤2、采集和储存上述步骤1中选定区钻孔内的气体样品；步骤3、对上述步骤2.1中采集的选定区钻孔内的土壤进行采样和预处理；步骤4、对上述步骤2中选定区采集和储存的气体样品和步骤3中采样和预处理后的土壤样品进行土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析；步骤5：将上述步骤4中的土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析结果分别绘制地球化学图谱，投影到同一地质底图上，圈出不同指标的复合晕，筛选出地热愿景区块，完成浅层地热勘查。本发明的方法大大提高了浅层地热勘查可靠性、效率和准确性。
Description
技术领域
本发明属于地热勘查领域，具体涉及一种用于浅层地热勘查的方法。
背景技术
目前浅层勘查手段主要有地温测量(直接测量)、化探采样(包括土壤中B、Hg、AS等元素)分析等，这两种方法是通过直接测量浅部地层温度和采样分析某些地化元素含量来推断地温异常、热源和构造分布连通等情况。除方法本身的局限外，这两种方法不属于同类型方法手段，实际应用时还不能相互验证和有效配合。其它方法有浅层钻探，存在费用大、耗时长、效率低(相对地质方法)的问题；地球物理测量属于间接探测方法。
上述各种浅层地热勘查方法在现阶段勘查实践中一般是每一种方法单独使用，分别解释，特别是在采样、测试、应用环节是互相独立的，存在相互不配合、没有系统化、规范化的采样分析规范、结果解释无法对应等问题。因此，亟需设计一种浅层地热勘查方法以提高效率，加快时间，也可提高浅层勘查的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于浅层地热勘查的方法，该方法大大提高了浅层地热勘查可靠性、效率和准确性。
实现本发明目的的技术方案如下：一种用于浅层地热勘查的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、在地热勘查选定区域钻孔，并进行测温和记录，所述的步骤1包括以下步骤：
步骤1.1、在地热勘查选定区域钻孔；
步骤1.2、对地热勘查选定区域钻孔进行测温和记录；
步骤2、采集和储存上述步骤1中地热勘查选定区钻孔内的气体样品，所述的步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、采集上述步骤1中地热勘查选定区钻孔内的气体样品；
步骤2.2、储存上述步骤2.1中采集的钻孔内气体；
步骤3、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔内的土壤进行采样和预处理，所述的步骤3包括以下步骤：
步骤3.1、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔内的土壤进行采样；
步骤3.2、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔内的土壤进行预处理；
步骤4、对上述步骤2中地热勘查选定区采集和储存的气体样品和步骤3中采样和预处理后的土壤样品进行土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析；
步骤5：将上述步骤4中的土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析结果分别绘制地球化学图谱，投影到同一地质底图上，圈出不同指标的复合晕，筛选出地热愿景区块，完成浅层地热勘查。
所述的步骤1.1中用大锤将钢钎垂直敲入地层深处钻孔。
所述的步骤1.2中测温的步骤如下：将数显温度计金属细杆插入钻孔的孔底，读取温度，并依次测量3次，保证这3次测值之间误差优于±0.1℃，记录三次测值，取平均值为温度测量值。
所述的步骤2.1中的采集钻孔内气体样品的步骤如下：打开橡胶管Ⅰ、橡胶管Ⅱ上的所有夹子，打开蠕动泵抽气，钻孔内气体样品在蠕动泵作用下，经过抽气管、孔口填塞物、橡胶管Ⅰ、玻璃管、橡胶管Ⅱ进入采气袋内，当采气袋充满膨胀，夹上橡胶管Ⅰ、橡胶管Ⅱ上的所有夹子，停止蠕动泵，将连接有橡胶管Ⅱ的采气袋从玻璃管上取出，采气袋中的采集的气体样品即为钻孔内的气体。
所述的步骤2.1中在采集样品前如果硅胶的树脂应显示蓝色，如变色用烘箱在105℃下烘烤至蓝色。
所述的步骤2.2中用广口棕色瓶对采集的钻孔内气体储存。
所述的步骤3.1的土壤进行样品采集采用洛阳铲将钻孔内的土壤样提出后装入双层塑料袋中，土壤采样取样量不小于500g。
所述的步骤3.2中的土壤样品进行预处理包括土壤化探元素分析预处理、土壤pH测量预处理。
所述的步骤3.2中的土壤化探元素分析预处理为将土壤样品磨碎后过20～100目筛，取100g土壤样品装入塑料样品袋。
所述的步骤3.2中的土壤pH测量预处理采用电位法，将土壤样品阴干研磨后过20目筛，取20g装入土壤样品装入塑料样品袋避光密封。
所述的步骤4中的土壤样品分析包括土壤化探元素分析、土壤pH值分析和CO2气体浓度分析。
所述的步骤4中的土壤化探元素分析采用ICP-MS法分析测量方法，土壤pH值分析采用电位法测量方法；CO2浓度气体分析采用不分光红外线法或气相色谱法测量方法，或采用CO2测试管或试纸测量。
所述的步骤5.1中的绘制地球化学图谱的具体步骤如下：地温测量结果以平均值加3倍标准偏差为异常下限，采样克里金插值法绘制等值线图；土壤pH值以一定值为阶步，绘制等值线图；每个土壤化探元素分别以平均值加若干倍标准偏差为异常下限值，绘制不同元素的等值线图；以测量点所在区大气CO2浓度为本底值，以该值加上若干标准偏差为异常下限值，绘制气体中CO2浓度等值线图。
所述的步骤5.2中的地质底图为地质图、水文地质图或地热地质图。
一种用于浅层地热勘查的孔内自动抽气装置，该装置包括抽气管、橡胶管Ⅰ、夹子、玻璃管、蠕动泵、橡胶管Ⅱ和采气袋，所述的管抽气管的底部插在钻孔内，抽气管的顶部一侧出口图与玻璃管的一端通过橡胶管Ⅰ连接，所述的橡胶管Ⅰ中间设有夹子，所述的玻璃管的另一端与采气袋的开口通过橡胶管Ⅱ连接，所述的橡胶管Ⅱ的两端分别夹有夹子，所述的橡胶管Ⅱ的中间与蠕动泵连接。
所述的孔内自动抽气装置还进一步包括孔口填塞物，孔口填塞物位于气管与钻孔之间。
所述的孔内自动抽气装置还进一步包括硅胶，硅胶位于抽气管出口内。
所述的孔内自动抽气装置还进一步包括棉花和滤网，棉花和滤网位于蠕动泵的出口与橡胶管Ⅱ之间。
本发明的有益技术效果在于：
(1)本发明建立一种用于浅层地热勘查的多方法集成的技术方法标准，可作为查找地温异常点(带)的有效手段，具有较高的可靠性；
(2)本发明建立一种用于浅层地热勘查的多方法集成方法标准，具有规范化、程序化、高效费比的特点，有利于不同地区、地质、地貌、气候等条件下测量结果的横向对比，具有广泛适应性；
(3)本发明建立一种用于浅层地热勘查的多方法集成方法标准，大大提高了以往单一方法具有多解性和可靠程度不高的不足，显著提高地热勘查效率和准确性。
本发明已在国外某地热田做了有益的尝试，取得较单一方法更快速、有效、可靠的勘查手段。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于浅层地热勘查的方法的流程图；
图2为本发明所提供的孔内自动抽气装置的示意图；
图3为本发明所提供的一个地热田实际勘查实例划出的地热远景区分布示意图。
图中：1—抽气管；2—孔口填塞物；3—钻孔；4—硅胶；5—橡胶管Ⅰ；6—夹子；7—玻璃管；8—蠕动泵；9—棉花和滤网；10—橡胶管Ⅱ；11—采气袋。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明按照一定网度或间距，在选定区域首先钻成1m深的钻孔，在同一孔内同时开展地温测量、土壤样和气体样品采集，样品预处理，将样品分析结果、温度测量值等分别绘制地球化学图解，投影到同一地质底图上，圈出不同指标的复合晕，综合分析它们代表的地质意义，给出与地热勘查有关的指标信息。
如图1和图2所示，本发明提供的一种用于浅层地热勘查的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、在地热勘查选定区域钻1m钻孔3，并进行测温和记录，所述步骤1包括以下步骤：
步骤1.1、在地热勘查选定区域钻1m钻孔3
用12磅大锤将钢钎垂直敲入地层1m深处钻1m钻孔3，随后迅速拔出钢钎，注意拔出钢钎应避免发生塌孔和异物调入孔内的事件。
步骤1.2、对地热勘查选定区域钻孔3进行测温和记录
快速将数显温度计金属细杆插入1m钻孔3的孔底，以数显温度计金属细杆刚好接触孔底部土层为好。快速读取温度，并依次测量3次，保证这3次测值之间误差优于±0.1℃，记录三次测值，取平均值为本点温度测量值；
在记录本中记录点号、坐标位置、温度数值、地埋特征、岩石类型等内容，异常点还要记录复测或重测结果。
步骤2、采集和储存上述步骤1中地热勘查选定区钻孔3内的气体样品，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、采集上述步骤1中地热勘查选定区钻孔3内的气体样品
如图2所示，本发明所提供的一种孔内自动抽气装置，该装置包括抽气管1、孔口填塞物2、硅胶4、橡胶管Ⅰ5、夹子6、玻璃管7、蠕动泵8、棉花和滤网9、橡胶管Ⅱ10和采气袋11。第四系土壤中的钻孔3，孔深1m，孔径以刚好可插入抽气前端底部为准；抽气管1，一端连接1m长管，一端可连接抽气橡胶管，抽气前端为铁质，也可是PVC材质，保证抽气畅通和不漏气、易携带为准；孔口填塞物2，野外用枯枝落叶充填抽气端与孔口压实即可；硅胶4为干燥用球型硅胶颗粒，干燥时为蓝色，含水变为粉色；橡胶管Ⅰ5、橡胶管Ⅱ10，为医用或实验室常用的连接用管；夹子6，为日常常用水管夹；玻璃管7，实验室用连接部件，蠕动泵8，为商用小型抽气泵，锂电或干电池驱动，易携带，耐用为准；棉花和滤网9，实验室常用物品，置于蠕动泵8进气端之前，防止异物和水进入泵体；采气袋11，标准状态下为铝箔复合膜，野外低精度测量时，可用一般橡胶、塑料、玻璃容器代替，以不漏气，洁净干燥为准。
试验前，先准备1个容积为0.5～1L的塑料铝箔复合膜气体采气袋11，采气袋11前端通过夹子6与接橡胶管Ⅱ10的一端固定连接。
抽气管1的底部插在钻孔3内，钻孔3顶部与气管1之间填有孔口填塞物2。抽气管1的顶部一侧出口与橡胶管Ⅰ5的一端连接，抽气管1出口内塞有硅胶4，橡胶管Ⅰ5中间夹有一个夹子6；橡胶管Ⅰ5的另一端与玻璃管7的一端连接；玻璃管7的另一端与橡胶管Ⅱ10的一端连接，橡胶管Ⅱ10的两端分别夹有一个夹子6；橡胶管Ⅱ10的另一端与采气袋11的一端连接。橡胶管Ⅱ10的中间与蠕动泵8连接，蠕动泵8的出口与橡胶管Ⅱ10之间设有棉花和滤网9。注意整个装置的连接处密闭状态。。
所述的步骤2.1的地热勘查选定区钻孔内气体样品采集步骤如下：装打开橡胶管Ⅰ5、橡胶管Ⅱ10上的所有夹子6，打开蠕动泵8抽气，钻孔3内气体样品在蠕动泵8作用下，经过抽气管1、孔口填塞物2、橡胶管Ⅰ5、玻璃管7、橡胶管Ⅱ10进入采气袋11内，当采气袋11充满膨胀到大于80％体积后，夹上橡胶管Ⅰ5、橡胶管Ⅱ10上的所有夹子6，停止蠕动泵8，将连接有橡胶管Ⅱ10的采气袋11从玻璃管7上取出，采气袋11中的采集的气体样品即为钻孔3内的气体。按照上述步骤2.1的地热勘查选定区钻孔内气体样品采集步骤，打开所有夹子6，蠕动泵8在现场抽取1m钻孔3深处的气体，冲洗采气袋113次，每次1～5min，采气袋11内抽取0.5～1L气体样品，密封采气袋11袋口后带回实验室或现场直接测量。
抽气前连接在抽气管1前端内的硅胶4树脂应显示蓝色，如变色可用烘箱在105℃下烘烤至蓝色备用；连接蠕动泵8的滤网和棉花9应保持干燥。
蠕动泵8进气速度为0.1～1L/min，采样时间1～10min，气体直接抽入采气袋11中并封闭端口。步骤2.2、储存上述步骤2.1中采集的钻孔3内气体
将采气袋11放入广口棕色瓶中进行钻孔内气体储存，密封后低温保存，运回实验室分析。
注意，含CO2气体样品应在7天内完成分析测试，或采用直接测量法测量。
步骤3、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔3内的土壤进行采样和预处理，所述步骤3包括以下步骤：
步骤3.1、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔3内的土壤进行样品采集
用洛阳铲将钻孔3内的土壤样提出后装入双层塑料袋中，注意将碎石、植物根系等杂物挑出，根据分析项目要求确定取样量，土壤采样取样量一般不小于500g。
步骤3.2、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔3内的土壤样品进行预处理
野外采集的钻孔3内的土样带回室内，根据不同测试要求处理。预处理包括土壤化探元素分析预处理、土壤pH测量预处理。土壤化探元素分析预处理中的土壤熱释Hg测试分析预处理是在室外将土壤样品直接装入20g塑料小瓶中带回室内分析；土壤化探元素分析预处理B、Be、Hg等元素可将土壤样品磨碎后过20～100目筛相当于0.85mm～0.15mm孔径，取大约100g土壤样品装入塑料样品袋中送实验室分析。土壤pH测量预处理采用电位法，将土壤样品阴干研磨后过20目筛，取大约20g土壤样品装入塑料样品袋避光密封后带回室内测试。
步骤4、对上述步骤2中地热勘查选定区采集和储存的气体样品和步骤3中采样和预处理后的土壤样品进行土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析
钻孔3内温度为现场测量并记录结果，其它项为室内分析测试。
待步骤2～步骤3结束后，将上述步骤2中采集和储存的气体样品和步骤3中采样和预处理后的土壤样品带回实验室进行分析测试。
土壤样品分析包括土壤化探元素分析、土壤pH值分析和CO2气体浓度分析。
土壤化探元素分析采用ICP-MS法分析测量方法,分析土壤化探元素B、Be、Hg、AS。土壤汞分析可采用熱释汞法测定方法。
土壤pH值分析采用电位法测量方法。土壤B分析、土壤Be、土壤AS分析采用土壤地球化学测量规程，DZ/T 0145-2017进行分析测试。
气体中CO2浓度分析可采用不分光非分散红外线法或气相色谱法测量方法，或采用现场直接测量法方法专用CO2测试管或试纸。
气体温度测量时，同一点两次测量相对误差小于±10％。由于孔3内测温是在室外实时进行的，当发现异常点时，均对异常点处重复步骤1.2的操作，直到获得达到要求的数据。其它分析测试均为实验室分析测试，对异常结果不做重测，需对异常原因进行分析，并对异常结果进行筛选。
步骤5：将上述步骤4中的土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析结果分别绘制地球化学图谱，投影到同一地质底图上，圈出不同指标的复合晕，筛选出地热愿景区块，完成浅层地热勘查
步骤5.1：将上述步骤4中的土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析结果分别绘制地球化学图谱，具体步骤如下：
(1)地温测量结果以平均值加3倍标准偏差为异常下限，采样克里金插值法绘制等值线图；
(2)土壤pH值以0.02为阶步，直接绘制等值线图；
(3)每个土壤化探元素分别以平均值加3倍标准偏差为异常下限值，采样克里金插值法绘制不同元素的等值线图；
(4)以测量点所在区大气CO2浓度为本底值，以该值加上3倍标准偏差为异常下限值，采用克里金差值法，绘制气体中CO2浓度等值线图。
步骤5.2：将上述步骤5.1绘制的地球化学图谱均投影在包含测量区的不小于1:5万比例尺的地质底图上，圈出不同指标的复合晕，综合分析其代表的地质意义，给出与地热勘查有关的指标信息，筛选出地热愿景区块，完成浅层地热勘查。
地质底图为地质图、水文地质图或地热地质图。
结合测点地质、地貌、水文、气候条件，对测温结果进行分析，一般高异常点、晕叠合部位为断裂连通的地热通道，具有进一步进行深部探测的有利区段。
土壤pH主要受土壤溶液中H+控制，在这里可反映土壤中地下水的酸碱性，虽然地热水大多呈碱性，但实际应用中发现土壤pH值呈弱酸性时反映可地下热水活动或混合情况。
浅层地下气体中CO2可反映植物呼吸，也受深部来源如岩浆、地幔释气的影响，同时可反映断裂连通情况，可成为地下热源及构造发育程度的间接指示剂，需根据实际情况具体分析。
若发现不同项异常晕呈线性展布，则推断受断裂构造影响，异常晕与pH高值等值线复合时可反映构造连通和存在可能的地下热水。本发明针对地下狭小空间中的气体样品进行采集、土壤样品采集和预处理，包括孔内温度、土壤元素含量和pH值、气体中CO2含量。本发明主要涉及在浅部盖层同一点或层位，现场测量地温的同时，采集土壤样品和空气样品，样品前处理后带回实验室分别分析土壤化探元素(B、Be、Hg、AS等)、pH值、空气CO2浓度，条件许可时并还通过分析CO2和CH4中碳同位素分馏值计算深部岩浆源温度，并根据这些结果综合分析，进行地热远景区预测划分。
图3为本发明在东南亚某地热田实际勘查应用，在该热田中一个地热重点区块开展了浅层土壤B、Hg、pH值取样分析，气体CO2分析，温度测量等工作，分析测量成果投影在1:2万的地热地质图上，划分出了地热异常区块，并与地球物理测量结果相互对比，取得了满意的勘查成果，为地热开发提高可靠依据。
东南亚某国某地热田地热勘查实施例如下：
本发明提供的一种用于浅层地热勘查的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：钻孔和测温
步骤1.1：钻孔
用便携式钻机或钢钎钻孔，孔深1m，孔径约2～3cm。
步骤1.2：地温测量
采样数显温度计，测量孔底温度值，三次测温值之间误差不大于0.1℃时记录温度值，同时记录点号、坐标、地理和地质特征等。
步骤2：土样采集和孔内气体CO2浓度测定
步骤2.1：同细圆形桶状铲提拉孔内土样，采样重量约500g。
步骤2.2：孔内气体中CO2测定
现场利用如图2所示的自动抽气装置，连接玻璃管7，玻璃管7内内置CO2专用试纸，抽气至玻璃管7中试纸处直接读出浓度值(体积比)，同时测量外界大气中CO2浓度值。每点测量2次，两次之间测量误差不大于10％为准。
步骤3：土样化探元素和pH测定
测定土样中的B、Hg含量和pH值：室外采集的土样带回室内；根据B、Hg元素分析要求，将土壤阴干后磨碎，通过80目筛，取过筛样大约50g，分别称量5g样品3分，分别测定B、Hg元素含量和pH值，元素测量参照ICP-MS分析方法进行，pH测量为电极测量蒸馏水溶浸液。
步骤4：温度、CO2浓度、B、Hg含量和pH值投图分析
将测量分析结果分别作图投影到地质图中，综合分析其地质意义。
(1)除pH外的测量结果以3倍标准偏差加平均值为异常下限，克里金差值，绘制等值线图；
(2)pH值以0.02位阶步，直接绘制等值线图；
(3)所有等值线图投影于1:2万地质图中，综合分析不同测值异常点、晕复合部位，根据工作区水文地质和构造分布条件，已有地热点出露情况，对比地球物理勘查结果，圈定了3个地热远景区块(见图3)。
采用本发明圈定的地热远景区块，与地球物理勘查结果、地热显示分布，以及邻区地热勘查成果对比，具有较高的可靠性，为下一步地热开发提供了决策依据。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (18)
1.一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、在地热勘查选定区域钻孔(3)，并进行测温和记录，所述的步骤1包括以下步骤：
步骤1.1、在地热勘查选定区域钻孔(3)；
步骤1.2、对地热勘查选定区域钻孔(3)进行测温和记录；
步骤2、采集和储存上述步骤1中地热勘查选定区钻孔(3)内的气体样品，所述的步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、采集上述步骤1中地热勘查选定区钻孔(3)内的气体样品；
步骤2.2、储存上述步骤2.1中采集的钻孔(3)内气体；
步骤3、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔(3)内的土壤进行采样和预处理，所述的步骤3包括以下步骤：
步骤3.1、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔(3)内的土壤进行采样；
步骤3.2、对上述步骤2.1中采集的地热勘查选定区钻孔(3)内的土壤进行预处理；
步骤4、对上述步骤2中地热勘查选定区采集和储存的气体样品和步骤3中采样和预处理后的土壤样品进行土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析；
步骤5：将上述步骤4中的土壤化探元素分析、pH值分析、CO2气体浓度分析结果分别绘制地球化学图谱，投影到同一地质底图上，圈出不同指标的复合晕，筛选出地热愿景区块，完成浅层地热勘查。
2.根据权利要求1所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤1.1中用大锤将钢钎垂直敲入地层深处钻孔(3)。
3.根据权利要求2所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤1.2中测温的步骤如下：将数显温度计金属细杆插入钻孔(3)的孔底，读取温度，并依次测量3次，保证这3次测值之间误差优于±0.1℃，记录三次测值，取平均值为温度测量值。
4.根据权利要求3所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤2.1中的采集钻孔(3)内气体样品的步骤如下：打开橡胶管Ⅰ(5)、橡胶管Ⅱ(10)上的所有夹子(6)，打开蠕动泵(8)抽气，钻孔(3)内气体样品在蠕动泵(8)作用下，经过抽气管(1)、孔口填塞物(2)、橡胶管Ⅰ(5)、玻璃管(7)、橡胶管Ⅱ(10)进入采气袋(11)内，当采气袋(11)充满膨胀，夹上橡胶管Ⅰ(5)、橡胶管Ⅱ(10)上的所有夹子(6)，停止蠕动泵(8)，将连接有橡胶管Ⅱ(10)的采气袋(11)从玻璃管(7)上取出，采气袋(11)中的采集的气体样品即为钻孔(3)内的气体。
5.根据权利要求4所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤2.1中在采集样品前如果硅胶(4)的树脂应显示蓝色，如变色用烘箱在105℃下烘烤至蓝色。
6.根据权利要求5所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤2.2中用广口棕色瓶对采集的钻孔(3)内气体储存。
7.根据权利要求6所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤3.1的土壤进行样品采集采用洛阳铲将钻孔(3)内的土壤样提出后装入双层塑料袋中，土壤采样取样量不小于500g。
8.根据权利要求7所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤3.2中的土壤样品进行预处理包括土壤化探元素分析预处理、土壤pH测量预处理。
9.根据权利要求8所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤3.2中的土壤化探元素分析预处理为将土壤样品磨碎后过20～100目筛，取100g土壤样品装入塑料样品袋。
10.根据权利要求9所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤3.2中的土壤pH测量预处理采用电位法，将土壤样品阴干研磨后过20目筛，取20g装入土壤样品装入塑料样品袋避光密封。
11.根据权利要求10所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤4中的土壤样品分析包括土壤化探元素分析、土壤pH值分析和CO2气体浓度分析。
12.根据权利要求11所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤4中的土壤化探元素分析采用ICP-MS法分析测量方法，土壤pH值分析采用电位法测量方法；CO2浓度气体分析采用不分光红外线法或气相色谱法测量方法，或采用CO2测试管或试纸测量。
13.根据权利要求12所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤5.1中的绘制地球化学图谱的具体步骤如下：地温测量结果以平均值加3倍标准偏差为异常下限，采样克里金插值法绘制等值线图；土壤pH值以一定值为阶步，绘制等值线图；每个土壤化探元素分别以平均值加若干倍标准偏差为异常下限值，绘制不同元素的等值线图；以测量点所在区大气CO2浓度为本底值，以该值加上若干标准偏差为异常下限值，绘制气体中CO2浓度等值线图。
14.根据权利要求13所述的一种用于浅层地热勘查的方法，其特征在于：所述的步骤5.2中的地质底图为地质图、水文地质图或地热地质图。
15.一种应用于针对上述权利要求1至14中任一项所述的浅层地热勘查的方法进行气体样品采集的孔内自动抽气装置，其特征在于：该装置包括抽气管(1)、橡胶管Ⅰ(5)、夹子(6)、玻璃管(7)、蠕动泵(8)、橡胶管Ⅱ(10)和采气袋(11)，所述的管抽气管(1)的底部插在钻孔(3)内，抽气管(1)的顶部一侧出口图与玻璃管(7)的一端通过橡胶管Ⅰ(5)连接，所述的橡胶管Ⅰ(5)中间设有夹子，所述的玻璃管(7)的另一端与采气袋(11)的开口通过橡胶管Ⅱ(10)连接，所述的橡胶管Ⅱ(10)的两端分别夹有夹子，所述的橡胶管Ⅱ(10)的中间与蠕动泵(8)连接。
16.根据权利要求15所述的一种用于浅层地热勘查的孔内自动抽气装置，其特征在于：所述的孔内自动抽气装置还进一步包括孔口填塞物(2)，孔口填塞物(2)位于气管(1)与钻孔(3)之间。
17.根据权利要求16所述的一种用于浅层地热勘查的孔内自动抽气装置，其特征在于：所述的孔内自动抽气装置还进一步包括硅胶(4)，硅胶(4)位于抽气管(1)出口内。
18.根据权利要求17所述的一种用于浅层地热勘查的孔内自动抽气装置，其特征在于：所述的孔内自动抽气装置还进一步包括棉花和滤网(9)，棉花和滤网(9)位于蠕动泵(8)的出口与橡胶管Ⅱ(10)之间。
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| CN114428071A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-05-03 | 核工业北京地质研究院 | 空间空气和浅层土壤中co2浓度快速现场测量的方法 |
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