Luận văn Đặc điểm địa chất, địa nhiệt nguồn nước khoáng nóng khu vực Mỹ lâm, tỉnh Tuyên Quang

N VỀ ĐỊA NHIỆT VÀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC 1.1. Tổng quan về Địa nhiệt Trái đất 1.1.1. Khái niệm về Địa nhiệt và lịch sử nghiên cứu 1.1.1.1. Khái nhiệm ịa Nhiệt (Geothermal) là t cổ xuất phát t ngôn ngữ c a Hi L p trong G o” n ĩ l tr ất (E rt ) t rm ” n ĩ l n ệt (Heat) - là nguồn nhiệt n n sẵn tron l n ất [24]. Cụ thể n, n uồn n n lư ng nhiệt này t n t ường tập trung ở kho ng vài kilomet ưới bề mặt Tr ất (phần trên cùng c a v Tr ất). Nguồn nhiệt lư ng liên tục t l n ất này ư ướ o n tư n ư n với với m t kho ng n n lư ng c 42 triệu MW trong khi phía bên trong l n ất thì vẫn tiếp tục nóng hằng tỷ n m nữ , m b o m t nguồn nhiệt n n ần n ư v tận. Chính vì vậy, ịa nhiệt ư c liệt vào d n n n lư ng tái t o. Nguồn nhiệt lư ng này ư c chuyển lên mặt ất qua d n oặ nước nóng khi chúng ch y qua các tần ất tr n ường dịch chuyển lên phía trên bề mặt ất. ịa nhiệt là d n n n lư ng s ch và bền vững. So với các d n n n lư ng tái t o k n ư , t y iện y ện mặt trờ , ịa nhiệt không phụ thu c vào các yếu t thời tiết và khí hậu ịa nhiệt n ệ s công suất rất cao và nguồn ịa nhiệt luôn sẵn sàng cho s dụng. 1.1.1.2. Lịch sử nghiên cứu địa nhiệt a) Lịch sử nghiên cứu phục vụ khai thác và sử dụng trên thế giới ịa nhiệt với biểu hiện trực tiếp t n t ường nhất l sự xuất hiện c a các m nước nóng thiên nhiên xuất l trực tiếp trên mặt ất ư on n ười biết ến và khai thác s dụng bằn p ư n t t s t x xư o m t s mục s n o t n n y n ư tắm r a, nấu n oặc chữa bệnh cụ thể theo nghiên c u c a Nersesian, Roy L. (2010) thì: - N ười Maoris ở New Zealand và các thổ n u Mĩ s dụng nước t các su nước nóng cho các mụ nấu n, ữa bệnh hàng ng n n m trước; - N ười Hy L p và La Mã cổ sp ịa nhiệt nóng, n ười dân ở Pompeii s ng ở rất gần y n V suv us k t nước nóng t tr ất ể 5 sưởi ấm ngôi nhà c a h ; - N ười Roman s dụn nướ ịa nhiệt o ều trị các bệnh về mắt và da, n ười Nhật B n rất t m s s c kh e bằn ịa nhiệt hàng thế kỉ trước. Dần dần, n ư m t hệ qu tất yếu c a việc phát triển theo thờ i, việc s dụn ịa nhiệt ư c nâng cấp và c i tiến dựa theo sự phát triển c a khoa h c và kỹ thuật phục vụ nhiều mụ k n u ặc biệt là việc phát minh ra những ý tưởng mới phục vụ nhu cầu khai thác tiềm n n a các bồn ịa nhiệt n ư m t nguồn n n lư n (sưởi ấm nhà ở, sấy nông s n, p t ện) Tuy n n v ệc s dụn ịa nhiệt n ư l m t nguồn n n lư ng này mớ ư c chú ý t ầu thế kỷ 20 trở l y Trong việc s dụn ịa nhiệt vào mụ p t ện, It l l nướ t n phong. Hoàng t P ro G nor ont ng minh tính kh thi c a công nghệ n m y ện ịa nhiệt n m 9 4, t trườn khô ở Larderello, Italia (Hình 1.1). T , n m y ịa nhiệt trên thế giớ ư c xây dựng với công suất n ầu rất nh là 20KW n ưn ỉ s u n n m ( 9 6) t n l n KW v hiện n y t ến 100 Mwe. Việ k t n n lư n ịa nhiệt tiếp tục ư c s n xuất n y s u (n o i tr trong kho ng thời gian thế chiến th 2) và vẫn ư c s n xuất ến ngày nay. Hình 1.1. Hoàng tử Piero Ginori Conti và hệ thống phát điện địa nhiệt đầu tiên năm 1904 tai Larderello, Italia 6 Tiếp t o , m t s nước khá n ắt ầu ến d n n n lư ng mới này và tiến n ều tr t m v k t k sớm n ư N ật, Hoa Kỳ, Iceland, New-Zealand, Indonesia...và thậm chí Philipines hiện n y n l m t trong nhữn nướ n ầu thế giới về việc khai thác s dụng n n lư n ịa nhiệt. b) Lịch sử nghiên cứu địa nhiệt tại Việt Nam Ở nước ta, nghiên c u về ịa nhiệt ch yếu tập trun v o ướng: Nghiên c u nướ n n v nước khoáng, nghiên c u ịa nhiệt n ư l m t nguồn n n lư ng tái t o mới. i vớ ướng nghiên c u nướ k o n v nước nóng, công trình nghiên c u ầu t n ư c tìm thấy là công trình nghiên c u c G L m rt v o n m 1910 về nguồn nướ k o n Vĩn H o, tron ỉ r y l n uồn có chất lư n ến n m 9 - 9 6 M roll n n u nước n n nước khoáng cho 19 nguồn ở trên lãnh thổ Việt Nam (Madrolle C. 1923). Sau này hàng lo t nhiều công trình nghiên c u, thành lập b n ồ nướ n n , nước khoáng trên lãnh thổ nướ t ư c tiến hành. Cho tớ n y p t ện n tr m ểm l nước khoáng nóng trên ph m vi c nước. Các kết qu nghiên c u c a Cao Duy Giang ở khu vực Tây Bắc B v n ắc B trong hai thời kỳ k n u ều có kết qu tư n tự vớ n ư n n u c a Hoàng Hữu Quý và nnk, t l n ư c các nhiệt ưới sâu c a nguồn ị ịa nhiệt xuất l trên bề mặt và m t n về tiềm n n tron n uồn c a khu vực. Các nghiên c u về ểm xuất l nước khoáng này là tiền ề quan tr ng việc tiến hành nghiên c u s u n về tiềm n n ịa nhiệt Việt Nam cho các mụ k n u m trước mắt là nghiên c u các bồn ịa nhiệt, làm sở cho nghiên c u ng dụn o n về p t ện s dụn n n lư n ịa nhiệt. i với các nghiên c u ịa nhiệt ở nướ t n ư l m t nguồn tài nguyên n n lư ng tái t o mớ ư c tiến n v o n m 98 bở uy n ịa nhiệt Mỹ - J m Ko n ưới sự tài tr c a UNDP (Koenig J. 1981). V o n m 98 , theo yêu cầu c a Tổng Cụ ịa Chất, Cụ ịa Chất P p ( RGM) chuyên ịa nhiệt A.Gadalia sang giúp chúng ta lập dự án nghiên c u ịa nhiệt, kh o sát m t s ểm v s u lập dự án xây dựng 1- n m y ện ịa nhiệt có quy mô nh với mụ t nghiệm N m 98 , kết h p với kết qu c ề tài nghiên c u n t ềm n n n n lư n ịa nhiệt, Võ Công Nghiệp kết h p vớ ư n tr n n n lư ng mới c a B ện lực nhằm tổ ch c nghiên c u th 7 nghiệm s dụn n n lư n ịa nhiệt ể sấy m t s nông thổ s n n ư: , ù d a, sắn, khoai, chu i và cây thu c t i Mỹ Lâm, Tuyên Quang và H i Vân, Bình ịnh với kết qu kh qu n N m 99 , n m uy n ịa nhiệt KRTA c a N wz l n ùn n ịa chất Việt N m k o sát nghiên c u các nguồn ịa nhiệt tiềm n n ở Nam Trung B Việt Nam cho mụ t u n n lư n N m 998 v 4, ề t N n u, n t ềm n n n n lư ng c a các nguồn ịa nhiệt vùng Bắc Trung B ” v N n u, n t ềm n n n n lư ng c a các nguồn ịa nhiệt vùng Tây Bắ ồng bằng Bắc B ” o o uy Giang làm ch n ư c hoàn thành và hiện n y ề t N n u, n tiềm n n n n lư ng c a các nguồn ịa nhiệt vùn n ắc Bắc B ” n ư o uy G n t ến n N o r n m t s nghiên c u chuyên ề nh lẻ k , xon n ỉ mang tính chất nghiên c u rất s lư c. Gần y, n tr n n n u c V V n T v n ữn n ười khác ở khu vực Uva tỉn ện Biên cho m t tiềm n n lớn về k t n n lư n ịa nhiệt o p t ện. Tuy nhiên tất c các dự án nghiên c u phát triển n y ều ư ến kết qu hoàn chỉnh thành công do nhiều nguyên nhân khác nhau hoặ ư ư c hoàn thiện và công b . Nhìn chung, hàng lo t công trình nghiên c u khu vực về nước khoáng nướ n n (NKNN) o n ịa chất thuỷ v n V ệt Nam thực sự o m t cái nhìn tổng quan về t n uy n ịa nhiệt toàn lãnh thổ Việt Nam. Riêng về p ư n ện ịa nhiệt n ững công trình tổng h p quan tr ng c a Dadalia (Pháp), Koening (Mỹ), M ur r (N w Z rl n ) ặc biệt ph i kể ến những n tr n : " n t n uy n ịa nhiệt l m sở thiết kế, khai thác, s dụng th nghiệm vào mụ n n lư ng ở m t s vùng triển v n ” a Võ Công Nghiệp v nnk ( 987), N n u s dụn n n lư n ịa nhiệt H V n ể sấy k ” Ho n V n ướ v nnk ( 989), ư c xem là những viên g ặt nền móng cho ngành khoa h ịa nhiệt ở Việt Nam. 1.1.2. Nguồn gốc của Địa nhiệt Các nghiên c u về ịa nhiệt nói chung trên thế giớ ư c tiến hành t rất lâu ch yếu tập trung và phát triển v o ầu thế kỷ th 19 với các nghiên c u n về nguồn g c và nguyên nhân c a nguồn ịa nhiệt. Các kết qu nghiên c u này cho thấy ịa nhiệt là nhiệt lư n ư p t s n v lưu ữ trong lòng tr ất với các kiểu nguồn g c (do các ho t n ịa chất t ng mà hình t n n n) n ư s u: 8 - Nhiệt t n ư tự nhiên c a Tr ất: ư lưu ữ ở bên trong Tr ất với nhiệt rất cao (kho ng 2500oC) và gi m dần t bên trong ra bên ngoài c a trái ất. Quy luật n y ư c thể hiện t o ịa nhiệt cấp, diễn gi t o ịa nhiệt cấp ( r nt ịa nhiệt), trung bình c xu ng sâu 100m nhiệt tr ất t n l n ,5- 3 o C. - Nhiệt ư c phát sinh do quá trình ngu i l nh c a kh i dung nham magma: o k n t o t r ư c bề mặt nên nằm l i trong lớp v tr ất và ngu i dần, t a nhiệt sang xung quanh làm cho các lớp ất ở quanh nó nóng lên. - Nhiệt ư c sinh ra do quá trình phân rã c a các quá trình phóng x c a các nguyên t phóng x tron ; - Ho t ng c t gãy hiện i là kênh dẫn dòng nhiệt v n n tron l n ất lên bền mặt. 1.1.3. Cơ chế hình thành và các biểu hiện của địa nhiệt trên bề mặt N ư n t ết, v Tr ất không ph i là m t kh i vật chất liền m ch mà bị phân chia ra thành các m ng lớn o ng lực c lưu n ệt phía n ưới, các m ng này có thể dịch chuyển r x n u ( ới phân kỳ) hoặc hút v o n u ( ới h i tụ), hoặ trư t ngang qua nhau ở m t vận t c rất chậm (vài m n m) (Hình 1.2). T ới phân kỳ ở giữ ư n (Spr n nt r) v t i các rift lụ ịa, v Tr ất ư t s n ” T ới h i tụ, các m ng có thể trư t trồm lên nhau (Subduction). Ở rìa c a m n trư t chìm, magma có thể phun trào lên mặt ất trở thành lava. Tuy n n, p ần m m k n p un tr o l n ến bề mặt ất mà chỉ t ườn un n n m t diện tích khổng lồ các lớp ất n ưới bề mặt ất, ồng thờ un n n n nước ngầm (bắt nguồn t nước mư t ấm qua bề mặt ất hoặ l n t o t gãy bề mặt xu ng sâu trong lòng ất) Nước ngầm bị un n n t ể lên mặt ất ưới d n nước hoặ ưới d n nướ n n y n l n uồn ịa nhiệt m on n ười khai thác hiện nay [24]. 9 Hình 1.2. Phân bố các mảng và kiểu ranh giới của chúng [49]. Trên thực tế, các d ng biểu hiện c a nguồn nhiệt t ườn qu n s t ư c trên bề mặt ất n ư l /khe núi l a (fumarole), su nước nóng (hot spring), b t bùn (mud pot) và m t s d ng khác [24]. Hình 1.3. Các dạng biểu hiện của nguồn địa nhiệt thường quan sát được trên mặt đất [24]. 10 1.1.4. Các kiểu địa nhiệt Ngày nay trên thế giớ p n ịa nhiệt ra làm 3 lo i: Th y ịa nhiệt (Hy rot rm l), ịa nhiệt tần s u (En n G ot rm l Syst m) v ịa nhiệt tầng nông (Geothermal Heat Pump): + Th y ịa nhiệt (Hydrothermal): là d n ịa nhiệt ư c tích trữ trong các chất lưu, ể có thể t u ư c các nguồn nhiệt, cần thiết ph m trườn ể ư nhiệt t ưới sâu lên trên mặt ất, m trườn n l nước, bùn nóng, khí nóng b (H n 1.3). Vì vậy m t hệ ịa nhiệt t ường ph các yếu t : nguồn nhiệt, nước hay còn g l un ị ịa nhiệt” v ồn ch nước ở ưới l n ất mà ở nước (khí, bùn l n ) ư un n n l n + ịa nhiệt tầng sâu (Enhanced Geothermal System): y l n ệt theo gradient về chiều sâu c a v tr ất, t o n s u v o l n tr ất thì nhiệt lư n n o o , v ệc tìm kiếm các khu vực v tr ất xuất l nguồn nhiệt lớn giúp cho việc khai thác nguồn n n lư ng này cho phát triển kinh tế. Hiện nay m t s nước trên thế giớ k t t t tiềm n n n y n ư: Mỹ, c, Australia, Pháp, Nhật B n và sắp tới là c Hàn Qu c. Việc khai thác nguồn n n lư n n y ư c phát triển ở m c cao về công nghệ, ặc biệt là công nghệ khai t n n lư n n y o p t ện v sưởi ấm. + ịa nhiệt tầng nông (Geothermal Heat Pump - là m t phần c ịa nhiệt): n ến việc khai thác sự chênh lệch giữa nhiệt không khí trên bề mặt v tron l n ất t i m t vị tr n o tr n tr ất, nhờ m t dung dịch trung gian có thể chuyền nhiệt, ể hấp thụ và phát tán nhiệt, ể làm cân bằng nhiệt giữa hai m trườn ướ l n ất và không khí. Nhờ m t ết kiệm ư n n lư n ể sưởi ấm hoặc làm mát các tòa nhà và công trình dân dụng công c ng khác trên bề mặt ất. Công nghệ ịa nhiệt tầng nông (Geothermal Heat Pump) ch yếu nghiên c u ở tầng nông c a v tr ất c vài chục mét - vì thế nên g l ịa nhiệt tầng nông. Hiện nay ở nước ta hầu n ư ư n n u n o n kể về s dụng ịa nhiệt tần n n v ĩ n n l ầu n ư ư ng dụn ư c nhiều i với lo i ng dụng này. Các nghiên c u trướ về ịa nhiệt ề cập và chỉ ra rằng biểu hiện xuất l trên bề mặt c a nguồn ịa nhiệt là rất ng. Nó có thể chỉ là m t ểm bùn nóng, có thể chỉ l ểm nước khoáng nóng, tuy nhiên ể t u ư c nhiệt t ưới bề mặt cần sự hiện diện c a m t chất lưu n n vận chuyển (t ường l nướ ) v o tùy t o s u m n t k o n t m v k t ến 11 m t s u lớn ể t ư c nhiệt có thể phục vụ các ho t ng cần thiết phục vụ on n ười. Nhiệt c a chất m n v p ư n t c s dụng là m t trong những nhân t quan tr ng trong phân lo i các bồn ch , t o n n n c u x ịn ư c b n lo i bồn ịa nhiệt n ư s u (Hình 1.4): - Bồn nhiệt cao: Trong m t kh i magma granit tần s u ưới m t tầng trầm t , nước l n ư m xu n v nướ n n ư c chiết xuất m t cách n ư vậy, t t o r nướ n n ể s n xuất ện. - Bồn nhiệt trun n : Nước ngầm n n ư c rút ra t m t tần nước ngầm s u ể tr o ổi nhiệt trong m t hệ th n sưởi ấm t ị, v nước l n ư c t m v o n uồn n ầu; - Bồn nhiệt thấp: Nhiệt ư c khai thác thông qua m t b thiết bị trao ổi nhiệt chôn vùi, cung cấp thông qua m t chất mang có nhiệt ổn ịn ể làm nóng m t ngôi n v o mù n v l m l nh trong mùa hè (công nghệ GSHP- Geothermal source heat pump). - Bồn nhiệt xuất l trực tiếp: M t qu tr n lưu n ệt tự nhiên gây ra bởi m t qu tr n lưu t n nước ngầm. Hình 1.4. Ví dụ minh họa về các loại hình bồn chứa khai thác năng lượng địa nhiệt theo IGC, 2011), trong đó: 1) Bồn nhiệt độ cao; (2) Bồn nhiệt độ trung bình; (3) Bồn nhiệt độ thấp; (4) Bồn nhiệt xuất lộ trực tiếp. 12 1.2. Mối tƣơng quan giữa các ứng dụng của Địa nhiệt và nhu cầu cuộc sống 1.2.1. Khai thác nước khoáng nóng Theo t ển bách khoa Việt Nam [42]: Nướ k o n l nướ ướ ất hoặ nước su i tự nhiên ở s u tron l n ất hoặc phun ch y lên mặt ất có hòa tan m t s mu i khoáng (mu v ) n o o t tính sinh h c (CO2, H2S, As), t ụng chữa và phòng bệnh, bồi bổ s c kh e. M t s lo nước khoáng có tính chất phóng x và nhiệt t n o k mới phun ra ở miệng su i. Theo thành phần có những lo nướ k o n on t, nước khoáng ch a sắt, nước khoáng ch a y rosunp u o ến nay, rất nhiều tài liệu nghiên c u khoa h c trên thế giới và t i Việt Nam n các kết qu kh quan khi s dụn nước khoáng chữa bệnh. Nhìn chung, các nhóm bện tập trung vào bện xư n k ớp, hô hấp, chuyển , n o M n n ệu qu k ầy bao gồm nhóm s dụng nước khoáng chữa bện v n m i ch ng. Cụ thể m t s bệnh có thể chữa bằng cách s dụn nướ k o n n ư: - Các bện xư n k ớp, hệ vận ng: Nhóm bện n y t ườn ư c chữa trị t i nguồn nước khoáng nhiệt tư n i cao, ch a lưu uỳnh, nguyên t phóng x (R on, R , Ur n ) N n u chữa bệnh viêm khớp d ng thấp bằng mô n son son ùn nước khoáng Radon (1,3 kBq/l)/ CO2 với nhóm i ch n l nước có CO2 nhân t o hoặc nghiên c u chữa bệnh kết h p nước khoáng Radon và bài tập thể dục cho viêm c n t s n o t ấy Rn thực sự có tác dụng [14, 41, 49]. - Bện t n uyết áp (Arterial hypertension): Nguồn nước khoáng ch a Radon rất có l i cho các bện n n t n uyết áp. Trong các th nghiệm lâm sàng, m t n huyết p ư c c i thiện. Với nồng Radon 40nCi/l, huyết áp n ười bện trước chữa bệnh 183,3 ± 3,32/106,6 ± , m còn 153,1 ± 3,06/ 90,0 ± 2,06 [4]. - Bệnh ngoài da (Dermatologie): Bệnh vẩy nến (arthropathic psoriasis) ư ều trị bằng tắm bồn và ắp ùn l m m xung huyết. Chữa vẩy nến d n p n t n, ặc biệt k m với ng a bằng việc kết h p s dụng nước khoáng và thu c rất t n n n ưn k n ư c chỉ ịnh cho vẩy nến n 13 (erythrodermal), ngoài da mụn m . Ngoài ra, bệnh sẩn ng a m n tính ở n ười lớn, rất khó chữ n ưn t ể p ng t t bởi liệu pháp tắm nước khoáng. - Bệnh chuyển hóa (Metabolic disease): Thực nghiệm t i nguồn NK Radon Misasa (Nhật B n): 20 bệnh nhân t 50 - 70 tuổ ư c lấy mẫu máu sau khi hít thở bầu không khí với h m lư ng Radon 2080 Bq/m3. Tổn lư ng cholesterol trong máu và m oxy hoá m c a các bệnh nhân viêm khớp mãn t n m Lư n ol st rol trước và sau chữa bệnh t 105 ± 4 (mg/dl) gi m xu ng còn 84 ± 6 (mg/dl) trong khi nhóm ch ng vẫn giữ nguyên. M oxy hoá m t 1,00 ± 0,10 (mmol/mL) còn 0,73 ± 0,07 (mmol/mL) [50]. - iều trị hen phế qu n và hen dị ng. Các công trình nghiên c u trước ã giúp phát hiện vai trò hệ miễn dịch trong chữa bệnh [25, 39, 40]. Tuy nhiên thực tế hiện nay, việc khai thác và s dụn nước khoáng t i Việt Nam còn rất khiêm t n. Trong tổng s 164 nguồn nước khoáng Miền Bắc Việt N m t ng kê, chỉ có 27 nguồn n t ực sự n p v o u c s ng hàng ngày c on n ười, bao gồm 12 nguồn ể tắm v n , t n lập khu ều ư ng ở 8 nguồn, 7 nguồn còn l l m nước sinh ho t o ư n ịa p ư n sở l u n m tron lĩn vự k t nước khoáng chữa bệnh và hồi phục ch n n n ữn ướ ổi thay về ầu tư, quy m , ư c nâng cấp về trang thiết bị n ư: V ện ều ư ng Mỹ Lâm (Tuyên Quang), Viện ều ư ng và hồi phục ch n n Qu n H n (Qu ng Ninh). Nhiều nguồn nước khoáng ư c khai thác và xây dựng thành những khu du lịch nghỉ ư ng theo kiểu du lịch sinh t n ư T n (H N i), Sông Thao (Phú Th ). Sở du lịch Nghệ An n n kêu g ầu tư v o k u u lị nước khoáng G n S n ( Lư n ) n uồn nước khoáng k n ư T ch Khôi (H ư n ), T n L n (H P n ) n bắt ầu ư c mở r ng khai thác. Ngoài ra, các h dân ở khu vực có nguồn nước khoáng n ư T nh Th y (Phú Th ), Thuần Mỹ (Hà N i)... n k t , k n doanh tự phát, nh lẻ phục vụ nhu cầu nghỉ ư ng c a nhiều tầng lớp nhân dân. 1.2.2. Khai thác năng lượng Địa nhiệt phục vụ sấy khô nông sản Ý tưởn n v ệ sấy k lo n n s n xuất p t t n u ầu un ấp o t ị trườn lớn ở k u vự k nhau (y u ầu m t k o n t ờ n lớn ể vận uyển) oặ t ể lưu trữ l u n m m k n ị suy m ất lư n t s u k t u o n ằm m t ểu t tổn t ất về k n tế oặ 14 t n trị s n p ẩm k ư n vớ o n ở k o n t ờ n tr vụ. qu tr n sấy n n ệp ư t ự ện vớ m t u t ụ n ệt v ện o y uyền v t ết ị p ụ tr lớn, p ụ vụ n u ầu n n lư n n ể l m n n s n p ẩm ến n ệt t p ể ắt ầu qu tr n y ( ẩm) t o tỷ lệ p ần tr m n ất ịn vớ t n lo n n s n. Các s n p ẩm n n s n yếu ư ùn o sấy k l n , r u, tr y Qu tr n sấy k vớ n ữn lo s n p ẩm n y y u ầu n ệt không khí tư n t ấp (t n t ườn tron k o n 35-80 o ) o , n ệt un ị ị n ệt ở n uồn xuất l nếu p n ư t u tr n t ể ư s ụn n ư l n uồn n n lư n p ù p o v ệ sấy s n p ẩm nông s n. Ở nướ n n ệp n p t tr ển, qu tr n l m k s ụn 7-15 % tổn m t u t ụ n n lư n n n ệp, n ưn ệu suất n ệt vẫn n tư n t ấp, ỉ 5-5 % Tuy n n ở m t s nướ n n ệp o, o t n sấy kh ếm n m t p ần n n lư n t u t ụ (Chou và u , ) o , ần t ết p m t u t ụ n n lư n k n t t o ằn s ụn n uồn n n lư n ền vữn ể sấy tron n n n ệp v ằn s ụn n uồn n n lư n ị n ệt ể m p s n xuất, t n t u n ập - ều t ể sẽ l lự n t t n ất V ệ sấy k t ể s ụn n ệt t nướ n n oặ nướ t ến ị n ệt oặ n ệt t t u ồ t m t n m y ị n ệt (V squ z, rn r o v orn l o, 99 ) s u k ư s ụn o mụ p t ện t ồ r n o M t tron n ữn t ết ị qu n tr n n ất tron m t ệ t n m y sấy s ụn n n lư n ị n ệt l t ết ị tr o ổ n ệt ị n ệt T ết ị n y o ồm t ép oặ ồn n tr n ị ồn oặ n m v y ể t n ề mặt tr o ổ n ệt (H n 1.5) Nướ n n ị n ệt oặ nướ ư lưu t n n tron ườn n v k n k ư t ổ qu tr o ổ n ệt ùn qu t n qu t K n k ư l m n n ở nướ n n ị n ệt oặ nướ v s u ư t ổ v o uồn sấy o qu tr n sấy 15 Hình 1.5. Trao đổi nhiệt trong hệ thống địa nhiệt 1.2.3. Khai thác năng lượng Địa nhiệt phục vụ sưởi ấm ị n ệt tron mụ sưở ấm un ấp n ều l ặ ệt l p ụ vụ sưở ấm n oặ t n o tần M t ều t ự tế t ể k ẳn ịn rằn n n lư n ư s ụn này ến t t n n n v s t rất rất lớn vớ sở ữu n n , n y sở tần n n ở y l m t n uồn n n lư n t t o vớ chi phí t n t ườn t n so vớ ất kỳ lo n k ệ t n sưở ấm sẵn tron t ị trườn ện n y K n n ữn t n n n lư n ị n ệt k p ụn các n ụn k n u n , t ể n n t ấy ư n k n t n t u ự ến m trườn oặ t n V ệ s ụn ệ t n sưở ấm ị n ệt p ụ vụ mụ sưở ấm t n t ườn l k n k v ất t k p t s n tron qu tr n s ụn H ện n y tr n t ế ớ , nướ l m t tron n ữn nướ ầu tron v ệ ẩy m n p t tr ển s n xuất n n lư n t t o o ồm n n lư n , mặt trờ , s n k (n n lư n t t ự vật v ất t s n vật) ặ ệt l n n lư n ị n ệt v t u ư n ều t n qu lớn m trướ ết ph kể ến l k n tế Ở n v r tron n ữn n m ần y ùn l n tr o lưu s ụn ị n ệt Nếu n m ần n ư ư m t ự n n o về ị n ệt t s n 16 6 ấp 75 ấy p ép o k t ị n ệt t n uồn nướ n n ể p ụ vụ o s n xuất ện v n ệt Tron v ệ k t ị n ệt ở Mol ss hay Shoemberg t ự sự là tổn p n ất v ểu t ị m t ặ ệt cho n lo t vấn ề về kỹ t uật, k n tế n n ư p p l lần ầu t n ư m r n n u ể t ể t ấy ư t n k n tế lo ự n n y ự n ị n ệt tron n ữn n m qu m t n ĩ ặ ệt k ầu t tr n t ế ớ t n l n l n tụ ự n ị n ệt o n to n k n p ụ t u v o ầu l o t n tr n t ế ớ Son ự n ị n ệt l ịu n ưởn v ệ t n sắt t ép un tr n t ế ớ v p k o n n n ư p ện n n o n u ầu n n lư n r n tron mấy n m ần y n t n Về ướn n y t n v r t o ựn s n o m t n p ần k n tế tron p t tr ển ị n ệt ướ y l ểu t ị o v ệ n ụn n n lư n ị n ệt o v ệ sưở ấm m t s u t ị t S o m r ụ t ể (H n 6). Hình 1.6. Mô tả công nghệ khai thác năng lượng địa nhiệt phục vụ sưởi ấm tại siêu thị EDEKA Aktiv-Markt Koch ở Shoemberg - Đức 1.2.4. Khai thác năng lượng Địa nhiệt phục vụ phát điện Trong kho ng thời gian nhữn n m u i c a thế kỷ th 20 trở l y, nghiên c u l n qu n ến ịa nhiệt ch yếu tập trung vào nghiên c u chi tiết các 17 ng dụng công nghệ tron k t n n lư n ịa nhiệt n ư n n u s dụn n n lư n ịa nhiệt o sưởi ấm, làm mát, phát triển du lịch, khám chữa bệnh hay thậm chí phục vụ mụ s n xuất ện Tron , mụ s n xuất ện hiện n ư nước phát triển n ư Mỹ, c, Iceland, Trung Qu c hoặc nướ n p t tr ển có tiềm n n về ịa nhiệt lớn n ư P l p n , In on s , K ny tr tr n ầu tư nhiều nhất trước những thực tr ng về n uy n kiệt các nguồn t n uy n n n lư ng không tái t o và s c ép c a chúng liên quan ến việc x th i gây ra những t ng xấu m trường, góp phần t n biến ổi khí hậu. Các nghiên c u n cho biết các nguồn nhiệt t trên 200OC là các nguồn có tiềm n n rất o o p t ện, các nguồn có nhiệt t 140- 200 O C là rất t t o p t ện, các nguồn t 80 - 140OC là kh dụng cho phát ện v sưởi ấm. Hiện nay có 03 lo i hình công nghệ chính ư c ng dụng n ằm uyển v nướ n n ị n ệt ể s n xuất ện bao gồm: - Công nghệ k ( ry St m): S dụn nước s n xuất trực tiếp t giếng s n xuất ể s dụng công nghệ này, trong các dung dị ịa nhiệt t nước chiếm ch yếu H nước trực tiếp l m qu y tu n p t ện. - Công nghệ nướ v nước nóng (Flash Steam): S dụn nước ư c chuyển thể t nước n n o nước nóng nhiệt cao t ướ l n ất với áp suất o l n, o ị gi m áp suất t ng t nên chuyển thành d n v n y làm quay tuabin. Công nghệ n y ư c s dụn i với những nguồn ịa nhiệt có nhiệt dung dị ịa nhiệt lớn n 8 oC. - Công nghệ chu kỳ nhị nguyên (Binary Cycle Technology): S dụng dung dịch th cấp (hay còn g i là working fluids) b rồi làm quay tuabin. Dung dị ịa nhiệt ở y l un ịch chính có vai trò làm nóng và dẫn ến b c un ịch th cấp (có thể là amoniac hoặc Isobutan. Nhiệt ể làm dung dịch này b ư c truyền t nguồn nước nóng s n xuất ở tron n tr o ổi nhiệt. Sau khi dung dịch th cấp b , n y l m qu y tu n, s u k qu tu n n ư l m n ưn t n un ịch l n v ư trở l n tr o ổi nhiệt. Nướ n n ư c lấy lên t l n ất sau khi ch y qu n tr o ổi nhiệt l ư c ư trở l l n ất (công nghệ ư c mô t n ư n vẽ ướ y) n n ệ n y ư c s dụng cho những nguồn ịa nhiệt có nhiệt t 980 ến 2000C (Hình 1.7). 18 Hình 1.7. Sơ đồ tổ máy phát điện ứng dụng công nghệ chu kỳ nhị nguyên sử dụng năng lượng địa nhiệt Ngoài ra, hiện nay trên thế giớ n n ắt ầu ng dụng công nghệ chu kỳ K l n ể p t ện n n ờ s dụng công nghệ chu kỳ nhị nguyên n ưn n n ệ chu kỳ Kalina s dụng dung dịch th cấp là h n h p c nước v mon y l n h p có nhiệt y rất thấp (kho ng 50oC ở áp suất t n t ường). Công nghệ này có thể cho phép áp dụng với các nguồn ịa nhiệt có nhiệt thấp kho ng 70oC. Tuy nhiên công nghệ này có thiết kế rất ph c t p và hiện n ở m c ch y th nghiệm ở m t s nước trên thế giớ n ư Mỹ, Úc, Nhật B n v.v... 1.3. Đặc điểm địa chất khu vực nghi n cứu 1.3.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất và kiến tạo khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên c u thu c tờ b n ồ Tuyên Quang nằm ở n t ếp giáp giữa miền chuẩn u n nếp n V ệt Nam thu c nền Nam Trung Qu c, gồm các ới Sông Lô, Sông Hiến, An Châu và miền u n nếp Trước Nori Tây Việt Nam gồm ới Sông Hồn , P n S P n ( ovjikov A. E. và nnk., 1965) hoặc miền u n nếp Việt-Trung c kết v o l on với các võng chồng Mesozoi kiểu rift n i lục (Trần V n Trị và nnk., 1979). 19 Khu vực nghiên c u (Hình 1.8) l n tr i qua các chu kì kiến t o lớn Caledoni, Hecxini và Indosini. Tron , hu kì kiến t o In os n ư c ghi nhận với sự n t n n ồ cấu trúc chính ngày nay, cho phép xuất hiện nguồn g c lụ n uy n v n uồn g c trầm tích biển ư c trồi l lên trên bề mặt, ngay tiếp sau là các ho t ng magma và biến chất ùn v o t ời kỳ t 5 ến 230 triệu n m trướ y Ho t n n y ùn với chuyển ng h i tụ kéo theo chuyển ng ph chờm quy mô lớn với các cấu tr ịa di làm xuất l phần lớn tr n ề mặt n ư n y n y [ 8] Hình 1.8. Vị trí địa lý nguồn địa nhiệt Mỹ Lâm trong vùng Tây Bắc [3] Ngoài ra, khu vực nghiên c u còn thu n tr i qua chu kì kiến t o Himalaya (35-5 triệu n m trướ y) t o n n ới gãy sâu Sông Hồn ùn với ho t ng magma và biến chất d v p ớ t gãy [24]. Ho t ng kiến t o trong chu kì này không chỉ với ho t ng magma biến chất n ư tác gi n u tr n [ 8, 47] m n ùn với ho t ng biến d ng dòn quy mô v . Chính ho t ng này làm cho v lụ ịa trong khu vực bị dập v t o ế 20 trư t bằn tr vớ n n s u n o t n t gãy này làm phát sinh các ho t ng magma trẻ t vùn n ắc, và làm biến chất t o ruby có tuổi t 26-7 triệu n m trở l y, ặc biệt ghi nhận các dung dịch manti thành phần siêu kiềm t o nên m t s khoáng vật siêu kiềm tron o p t ện ư c t i khu vực Minh Tiến [22, 27, 32]. Bên c n ru y ư c hình thành, ho t ng n y n ể l i các biểu hiện ịa nhiệt s u, tron n ều ểm ịa nhiệt (nước k o n n n ) xuất hiện d c theo các ớ t gẫy trẻ với biến d ng dòn. Tron o