ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Требования к площадке и геологические условия

Идеальным участком для геотермальной электростанции являет­ся малонаселенная местность, поскольку экономическая выгода про­граммы увеличивается с ростом мощности зарядов. В свою очередь допустимая мощность заряда определяется количеством и типом объ-

Таблица 3.1

Приближенные тепловые данные для гранитных интрузий [1]

TOC o "1-3" h z Температура интрузии,. °С 700

Конечная температура затвердевания, °С 500

Скрытая теплота плавления, кДж/кг 336 Теплопроводность (жидкости и твердого тепа), Вт/(м> К) 2,09 Удельная теплоемкость (жидкости и твердого тела),

КДж/(кг* град) 1,17

Плотность (жидкости и твердого тела), кг/м3 2700

ектов, расположенных вблизи площадки. Кроме того, площадка должна быть сейсмостойкой и представлять собой достаточно ровное место с мягким грунтом, на котором нетрудно создать бассейн для охлажде­ния конденсата, проложить, если надо, канал и построить градирню.

Следующим требованием является возможность получения доста­точного количества воды (с поверхности или горизонта грунтовых вод) с расходом более 3,5 м3,/мин. Кроме того, неподалеку должна проходить линия электропередачи, чтобы можно было снизить стои­мость передачи электроэнергии. И наконец, источник тецла должен находиться на глубине 1500 - 3000 м.

Подходящим источником тецла является твердая, но тем не ме­нее горячая интрузия гранитной породы, залегающая близко к поверх - ности. Используя разумные аппроксимации (табл. 3.1) и пренебрегая конвекцией или выделением газов, Джегер [3] показал, что отверде­вание гранитной интрузии происходит в течение 0,016 Т2 лет, где Т - толщина интрузии в метрах.

Для толщин в 1, 2 и 3 км время отвердевания составляет 0,2, 0,6 и 1,4 млн. лет соответственно. В эти периоды происходит затверде­вание ядра (500 °С) и температуры, превышающие 350 °С, поддержи­ваются на расстоянии от ядра, примерно равном толщине интрузии. По мере охлаждения центра интрузии температура плутона и окружа­ющей его породы остается выше 350 °С в течение времени, в несколь­ко раз превышающего период первоначального отвердевания.

По-видимому, ряд гранитных интрузий образовался в западной части континента в последние 2-3 млн. лет. Хорошо изученным при­мером таких интрузий является Корнельский. кварцевомонцонитовый плутон вблизи Ахо (шт. Аризона). Этот плутон, относящийся к третич­ному периоду, выходит на поверхность на площади более 230 км2 в Малых горах Ахо.

По оценкам Джилали [4], температура кристаллизации этого цлу - тона 800 °С, а глубина его залегания 2 км. Такие температура и глубина залегания соответствуют условиям, необходимым для гидро­термальных преобразований, которые имели место при остывации магмы. По-видимому, большинство плутонов третичного периода, в частности состоящие из порфиритовых текстур, залегают на глуби­не 2 - 4 км. Трудность заключается в обнаружении еще горячих маг­матических тел на таких глубинах.

В ходе разведки порфиро-медных месторождений был разработан метод обнаружения скрытых "рудных тел. После выбора геологическо­го района поиска проводятся аэромагнитные и региональные гравита­ционные измерения, чтобы определить площадки для более подробно­го исследования магнито-теллурическим и локальным гравитационным методами. В изученных геотермальных месторождениях пара источни­ки тепла связаны с гравитационной и магнитной аномалиями. При оп­ределении геотермальных аномалий также могут быть эффективными микросейсмические измерения.

О существовании глубоко залегающих сухих источников тецла мо­гут свидетельствовать аномальные тепловые потоки и высокие гео­термальные градиенты вблизи поверхности Земли, однако эти усло­вия не всегда являются необходимыми. О более поздних интрузиях в большей степени могут свидетельствовать недавние поверхностные смещения и локальные геологические изменения.

Хотя геотермальные источники могут и не содержать значитель­ных количеств минеральных веществ, но по мере охлаждения они вы­деляют следы многих элементов. Таким образом могут быть обнару­жены как химические, так и физические проявления глубоко залегаю­щих плутонов. Дисперсия ртути распространяется на огромное рас­стояние, и поэтому следы ртути могут быть обнаружены раньше, чем аномальные количества чаще встречающихся элементов.