MT法在浙江火成岩地区深部地热探测中的研究.doc

MT法在浙江火成岩地区深部地热探测中的研究 吕莉 （河南省航空物探遥感中心河南郑州450000） 【摘要】在断裂含水性不佳、地下水径流条件差等区域水文条件较差的浙江火成岩地区开展地热探测，结合地质背景及勘探目的层，选择探深较大的大地电磁测深法（MT），最终发现一处断裂-空洞贯通部位，实现了设计目标，施工钻孔及测井反映物探资料解释准确度较高。减少物探解释多解性和提高资料精度，对实现工作目的非常关键，值得物探工作人员注意。 关键词深部地热探测；mt；大地电磁测深；火成岩地区 Theaplicationofprehensivegeophysicalprospectingmethodsinsmallqinlingmountainsarea Lvli (HenanaerogeophysicalsurveyandremotesensingcenterZhengzhouHenan450000) 【Abstract】GeothermalexplorationintheareaofZhejiangigneousrocks,whichispoorwatercontent,poorgroundwaterrunoffconditionsandotherregionalhydrologicalconditions.,inbinationwithgeologicalbackgroundandexplorationtargetlayer,choosetoexploredeeplymagotelluricsoundingmethod(MT),eventuallyfoundafaultemptythroughpart,realizedthedesigngoal,drillingandloggingreflecttheinterpretationofgeophysicaldatawithhigherauracy.Itisveryimportanttoachievethepurposeoftheworkthroughreducetheinterpretationofgeophysicalexplorationandimprovetheauracyofthedata,itisworthtopayattentiontothegeophysicalstaff. 【Keywords】Deepgeothermalexploration;MT;Telluricelectromagicsounding;Igneousrockarea 1.引言 （1）东钱湖位于浙江省宁波市东南部低山丘陵区，本区地下水以与断裂关系极为密切的基岩裂隙水为主。该区地质构造上属于浙东大复背斜东北部，主要受到镇海-温州断裂带中段梅湖断裂（F1）控制。通过地面水文地质调查和地球化学研究，东钱湖地区没有地热显示，但控制该地区的镇海-温州断裂带南部和北部分别有温泉和井水升温等地热活动，因此推断该断裂带在近期仍在活动，深部有地热存在的可能。 （2）前人在本区严重缺乏地下水资源的情况下，通过水文地质调查、地球物理勘查、地球化学分析等多种勘查手段，对东钱湖地区70Km2范围内进行了地质调查和分析研究，确定了这一地区的地热背景、参数值和地热井的勘探位置及成井深度，xx年8月成功地在此地热空白区钻成了第一口1230m地热深井，获出水41.5，水量每天252m3，填补了该区的地热空白，获得了该区地面300m以深的地层、岩性及地质构造资料。 （3）以往在本区地热勘探中采用的方法包括水文地质调查、地球化学勘查、地球物理勘查中的重力测量、磁法测量、音频大地电场测量、氡气测量、热释汞测量，但是这些勘探方法的有效探测深度远远小于该区地热勘探深度（23Km）的要求。本次工作结合地区特定的地质背景，引入MT法，在东钱湖二灵山地区布置了8条测量剖面，对测量成果进行定量解释，了解了深部构造的分布特征，推测出地热有利位置，为进一步布置地热钻孔提供地球物理依据，起到了关键作用。 2.区域水文地质条件 （1）宁波地区地下水的活动与沉降带、断裂带有关，并受活动断裂控制。 （2）根据赋存条件和水力特征，可将宁波地区地下水分为松散层地下水和基岩地下水两种。其中，松散层地下水主要分布在宁波盆地的古河道砂砾层中，而东钱湖地区属于山区，以基岩裂隙水为主。基岩裂隙水与断裂关系极为密切，钻探资料证实，见断裂钻孔比无断裂钻孔的地下水丰富。该区井泉多成线状分布在镇海-温州断裂带上，泉水出露点和涌水量大小与断裂方向、性质有关，一般张性断裂较压性断裂富水。 （3）调查区东南部地区属于低山丘陵区，几乎完全被晚侏罗系火山碎屑岩所覆盖，在温州-镇海断裂带西北部地区转为平原区，沉积100m第四系松散堆积物，地貌地质条件的差异说明温州-镇海断裂带在新构造运动时期仍在活动，并且控制了宁波盆地的第四系沉积。野外踏勘和采样发现，在东钱湖东岸分布着灰绿色和灰紫色流纹斑岩、霏细岩夹流纹质角砾熔岩。这些岩石非常破碎，裂隙发育，裂隙宽度从几厘米可发展到几米，小的裂隙被泥质胶结物所充填，大的裂隙主要由火山岩岩脉所充填。温州-镇海断裂带中梅湖断裂正好从沙山附近通过，野外看到的岩石破碎现象应该是断裂活动的结果。但是从地表岩性及裂隙填充情况来看，断裂的断面在这里不太明显，该断裂含水性不佳，地下水径流条件较差。 3.大地电磁测深工作方法及效果 （1）大地电磁方法是研究电磁波在地质体传播中的规律，来分析岩矿体的电、磁响应，然后通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变成频谱信号，得到Ex、Ey、Hx、Hy，最后计算其（卡尼亚）电阻率，利用各类岩矿石的电阻率差异，通过地质综合分析对地层、构造及其他地质现象做出推断解释。 （2）大地电磁测深法在存在明显电阻率差异的地质勘探中，应用效果良好。如在小秦岭地区某金钼矿勘探中利用大地电磁测深法较好的查明了地层起伏形态、断裂位置及深部延伸情况，以及与含矿断层有关的金、钼矿大致位置，并经钻孔揭示验证。 （3）图1剖面处于小秦岭山前断裂（梯级）带上，被区域断裂（红色虚线）断成数个台阶，新生界（电阻率较低）厚度自南向北急剧增厚，金钼矿脉位于较缓含矿断裂（橘黄色实线）附近，被区域断裂切断。利用电磁法勘探较为准确的划定了新生界厚度并识别了矿脉位置（标高-250-800m），矿脉形态与电阻率曲线形态表现一致。 4.工作方法选择和布置 根据大地电磁测深工作方法特点和以往应用效果，结合工作区地质特征和地热勘探的特点（本区地下水以与断裂关系极为密切的基岩裂隙水为主），又考虑到探测深度3Km的要求以及断裂中因含水或含泥与周围高阻基岩形成的较大电阻率差异，选择大地电磁测深法。布置MT测线8条，测点57个，Ex、Ey布极方向选择正南北向，这样既可沿测线方向利用测点数据，又可以垂直测线方向选择测点数据连测线，提高了测点利用效率。 5.综合分析与解释 （1）测量剖面结果显示本区断裂类型有两类，一类是陡立狭长型断裂，另一类是断裂-空洞贯通型。 （2）陡立狭长型断裂如P1测线，长度3680m，方向北东向。测线的视电阻率（对数）断面图中部2.5Km附近出现明显电阻率异常陡变，其间为低阻区域，判定为断裂破碎带引起的电性异常，断裂陡立稍向西南方向倾斜延伸，深度约为1.52Km。 （3）断裂-空洞贯通型如P2测线，长度2080m，方向北东向。测线中部1Km处也出现比较明显的电阻率异常陡变趋势，其间为低阻区域，判定为断裂破碎带引起的电性异常，深度约为11.5Km，异常形态与P1测线不同，断裂中心不明确，深部往北部贯通，推测为一处地下空洞或断裂交汇部位。 图4P2线反演视电阻率断面图 （4）针对这一发现，结合以往主断裂上施工的2个地热井情况，主断裂中心部位存在热水但水量普遍较少，对该位置进行资料研究，排除其他多解性，认为该处富水情况良好，最终在P02测线1.2Km处定钻施工，设计孔深2Km。 （5）根据钻孔资料（图4），本区地层比较复杂，分析有火山角砾岩夹部分凝灰岩，泥砾岩夹部分泥岩；变质岩和部分岩浆岩。整体岩性及地层空隙容水性差，产水能力差，部分地层可能发育溶蚀孔洞或裂缝，具有较好的产水能力。 （6）根据测井资料（表1），本井上部容水储层发育情况较差，下部地层部分井段容水性较好，测井解释了低产层7层，水层1层（1325.51341.2m共15.7m，电阻率、孔隙度、渗透率突变），一类裂缝层1层，二类裂缝层1层，三类裂缝层4层，整体有一定产水能力，能够满足300m3/d水量的设计要求。 （7）本次物探资料较为准确的反映了地下深部地质结构及含水层分布变化情况，成功抽出热水，实现了设计目标。 6.结论与讨论 （1）华南火成岩地区进行地热勘探往往受地层产水能力差、深度大等多种条件限制，普通地质手段无法揭露地下深部12Km处地质情况，常规物探方法也无法准确解释到如此勘探深度，在深部地热勘探应用中，MT法不失为一种有效的方法。 （2）本次研究精度较高达到区分水层和围岩目的，归因于施工方法、数据采集、处理与解释方面都进行了严格的质量控制，以及正南北向布置Ex、Ey提高测点利用率的方法。为实现目标，在可疑部位加强与其他资料的综合研究，排除多解性，最终在合适的部位进行施工钻孔，取得了良好的效果。 参考文献 1赵国泽，汤吉，梁竞阁等.用大地电磁网