地热是地球内部蕴藏的一种巨大、宝贵的矿产资源。在低碳经济时代，作为绿色环保、经济高效的新型可再生能源，地热资源的勘探与开发对节能减排意义重大。深层热水是当前地热资源开发利用的主要对象，已在发电、供暖、工农业等诸多领域得到广泛应用，为带动地方经济发展起到了重要作用。然而，中国的地热资源受大地构造控制，分布很不均匀。不同构造位置储热背景不同，热储层类型复杂多样，地热勘探均面临埋深大、构造复杂、勘探难度大的困难。以江苏省南部地区为例，该地区位于苏南隆起区，地层发育，地质构造复杂，属中低温（90~25℃）地热资源分布区。受断裂构造控制，古生代砂岩、碳酸盐岩和中生代火山岩是较为常见的裂隙热储层，地热勘探很大程度上取决于查找控制地热（水）分布的断裂构造。可控源音频大地电磁测深（CSAMT）和地震勘探是目前深层地热勘探中确定控热构造分布及热储位置的有效手段，但在人口密集地区，面临电磁、噪声干扰，数据采集质量差，勘探效果差的实际困难。为此，引入新的探测手段进行综合勘探，是提高地热钻井成功率的有效途径。
地质与地球物理研究所地球深部研究重点实验室，岩石圈研究室徐佩芬副研究员与日本地学数据分析研究所凌苏群研究员等合作，利用微动探测方法（The Microtremor Survey Method，简称MSM）在江苏南部深层地热勘探中探测隐伏断层、寻找深层地热储水构造，并成功打出地热水。
MSM是从圆形台阵采集的地面微动信号中，通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线，经反演获取台阵下方S波速度结构的地球物理探测方法。该方法曾广泛应用在S波速度结构分层方面，被称为微动测深。该项研究在传统的微动测深基础上，研究发展了微动剖面探测技术，并首次应用于江苏吴江、如东地热井位选址探测中，这在国内外尚无先例。实测结果表明，隐伏断裂破碎带在微动视S波速度剖面上有明显的低速异常显示（见图1，2），这成为微动剖面解释隐伏地热构造的重要标志，并为地热井位选址提供重要依据。
微动剖面探测技术是探测隐伏断裂等控热构造、间接探测地热（水）的重要物探手段。单点微动探测（微动测深）还可提供主要地层分层、埋藏深度信息，为钻井设计提供重要的参考依据。深层地热资源大多受隐伏断裂构造控制，埋深大，构造复杂，探测难度大。多种物探手段的联合探测，利用多种物探成果作依据进行地热钻探孔定位，是提高地热钻井成功率的重要保障。
图1：江苏吴江地热井位选址微动视S波速度剖面
测点间距RAB=106.5m；RBC=105m；RCD=52.5m，RDE=43.5m；REF=105m；RFG=104m。在D测点下方发现低速异常体（图中用白色虚线画出），浅部0～300m内地层正常，中部300～700m间，低速异常与两侧地层的速度差异不大，但在700～1400m间速度差异增大。这一低速体基本以D点为中心，宽约50m。据此，在D点布置地热钻孔。钻探结果显示，该处0~275m为第四系~新近系湖相沉积，275~1680m为侏罗纪地层，岩性为钙质粉砂岩、安山质火山角砾岩、凝灰岩。在700~1500m间见断层破碎带，成功打出46℃热水，出水量383m3/d，达到地热钻井设计要求。
图2：江苏如东地热井位选址微动视S波速度剖面
测点间距50m。在B测点之下500~1300m间发现显著低速异常，且速度差异在1100m上下达到最大。据此结果在B点附近选定地热钻井井位。钻探结果显示，第四系地层厚290m，岩性为粘土、亚砂土、细中砂、亚粘土层，夹砾石层。290~1050m为新近系地层，上部为土黄色亚粘土夹浅黄棕色粉砂层，中部为绿灰色中细砂及中砂，下部为中粗砂、粗砂，局部见砂砾层，中部夹粘土层，局部夹玄武岩。1050m以下为白垩系灰色粗砂岩，在1073m深处钻遇断层破碎带，成功打出76℃地热水，单井出水量>3000m3/d。
该成果近期发表在国际知名的地球物理学期刊Geophysical Journal International上（Xu et al. Mapping deeply-buried geothermal faults using microtremor array analysis. Geophysical Journal International. 2012, 188(1): 115–122）。
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