可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用.doc

Application of controllable source tone geodetic electromagneticmethod in geothermal resource surveySUN Lin为了查明山东省某地上高村一带的断裂构造的位置、产状情况等，同时对构造的富水性进行简单 的评价，为地热资源勘查工作的进一步开展提供地 球物理依据。中煤地质局物测队承担了该项物探工 作，方法采用可控源音频大地电磁法，取得了良好 的应用效果。工作方法及仪器选择物探采用可控源音频大地电磁法 （Controlled Source Audiofrequency Magneto Telluric， 简 称 CSAMT），该方法是 80 年代兴起的一种测量卡尼 亚电阻和相位的电磁测深新技术。它是在大地电磁 法（ MT）和音频大地电磁法（ AMT）的基础上发 展起来的一种人工源频率域测深方法。它采用人工 场源供电，其 频率范围为 0.25 8192 Hz。 由于 CSAMT 法所观测的电磁场频率范围、场强和方向 由人工控制，观测方式又与 MT 方法相同，所以称 为“可控源音频大地电磁法”。该方法具有工作效 率高、勘探深度范围大、水平方向分辨能力高、垂 向分辨能力好、地形影响较小、高阻层的屏蔽作用 小等优点。选 用 的 仪 器 为 美 国 ZONGE 公 司 生 产 的GDP- 32II 多功能电法仪。场源采用赤道电偶极装2地球物理电性特征普查区内地层由上之下依次为：第四系的松散 地层、古近系砂岩、页岩，奥陶系灰岩、白云岩， 寒武系灰岩、页岩、泥岩、白云质灰岩及白云岩和 泰山群的变质岩组成。一般情况下，变质岩的电阻 率值较高，通常在 102105 m 范围内变化；沉 积岩的电阻率值一般较低，如黏土电阻率约为10 100 m，砂岩的电阻率约为 100 400 m，而灰岩的电阻率一般在 100300 m，如果 遇到含水破碎带时，导水性就会较强，电阻率就会 迅速下降。1置，采用接地电偶极距 AB 为 1 km 向地下供电，减小接地电阻，增大供电电流。施工最大供电电流达 10 A。收发距选择了 5 km 左右。测量装置采用 赤道装置，标量测量方式，水平方向电场 （MN） 平行于场源（AB），水平磁场垂直于场源布设，最 低频率选择为 1Hz。m。从视电阻率的绝对值上分析，该断层富水性和导水性都相对较弱。同时在本测区所做的 W2 线剖 面 175 m 深度 800 m 处也有相同的电性反映。点距 / m- 325 - 225 - 125 - 25 75 175275 375 475 575 675 775875资料处理3200400600- 200- 400- 600可控源音频大地电磁法（CSAMT）资料处理包括原始数据的预处理和反演两大步。预处理主要包 括以下几个方面：一是根据原始记录及测深曲线形态、数据离差，删除各种明显的干扰数据；二是将 每条剖面数据进行拼接，为整条剖面处理做数据准 备；三是用 ZONGE 公司的 SHRED、AMTAVG 预 处理软件对原始数据进行重排计算。反演主要包 括：一是对预处理后的数据进行各种改正；二是采用美国 ZONGE 公司的二维圆滑模型 （ SCS2D）软 件选择适当的参数进行反演；三是利用专用数据处 理软件将上述程序反演生成的模型视电阻率断面转 换成 Surfer 的数据文件，经编辑后在 CAD 下绘制 成反演电阻率断面图。80010001200- 800- 1000- 1200140016001800200022002400- 1400- 1600- 1800- 2000- 2200- 2400- 325 - 225 - 125 - 25 75 175275 375 475 575 675 775875图 1 W1 线综合剖面图2051500020516000中上高S1800W2 - 325资料推断解释原理4断裂构造由于应力作用，使原岩的连续性遭受破坏，岩石破碎裂隙发育，多被水或泥质物质充 填，从而引起了电阻率的降低，破坏了电磁场的连 续稳定性，使电位场发生畸变，通常反应为明显的 低阻异常，但随着断层中含水量的不同，电阻率的 反映将有明显的差异。反映在视电阻率等值线剖面 图上，表现为视电阻率等值线的扭曲、错动、变 形、宽度突变、出现“V”字型低谷等，在区内当 断裂带富水性越好水温越高时，此时电阻率越低。 资料解释推断将依据上述原则进行。南上高W1 225W2300W1S1 0900药校图例剖面线及线点号 推断断层 推断断点2051500020516000图 2 综合推断成果图5.2 综合分析及成果根据 W1、W2 线上推断的断层，对各断点结 合地质资料进行了组合，推断了近北东 - 南西向的断层 1 条，如图 2 所示。所推断的断层产状相对较 陡，倾角较大，发育深度也较大。在 W1 线推断断 层部位的 175 m 处从垂深 1200 m 到 1700 m 有多个成果分析5通过对CSAMT 野外原始数据进行处理后，剔除了各种干扰频点，经过数据反演转换绘制了各剖 面的电阻率剖面等值线图，分别解释如下：5.1 测线 W1 线分析图 1 为测线 W1 线的综合剖面图。在剖面 225 m 垂深 100 m 处等值线发生明显的扭曲变形，等值线向下凹，并形成两高夹一低电性特征的异常，推 断为断层反映，该断层倾角约 85，倾向西，在 剖面 175 m 处的深度为 800 m，下延深度超过 1600低电阻率值封闭圈，推断为该断层裂隙相对发育；同时在 W2 线推断断层部位的 175 m 处从垂深 600m 到 2000 m 也有多个低电阻率值封闭圈，虽然其 绝对值都相对大一些，但这也可以推断为该断层裂 隙较发育，富水性相对较强，可作为开发该地区地 热资源的较理想井位。最终将建议孔位定在了 W1线剖面 175 m 处，现在已经打了将近 1000 m，与（下转第 50 页）4004000400300040040004003000测深 / m设备管理趋势2备流通的渠道。到目前为止共实施租赁设备调拨31 台件，节约了 525 万元。第三，减少了原材料、配件消耗，减少了大修 理费的支出。例如：金牛股份设备租赁分公司自2008 年 8 月份至年底外委修理 1098 万元，而 2007年同期各矿的外委大修费约为 2140 万元，节约对 外支出 1042 万元。改革原有设备管理体制，建立较完善的企业内外机械设备租赁市场，将主要大型设备集中租赁管 理，由设备租赁分公司与各矿签订设备租赁合同， 将现有以生产为中心改变成以经营管理为中心，在 企业内部建立独立的经济核算体系，实行成本考 核，煤矿就不可能长期占有大量的机械设备。将大型设备实行一级管理，设备租赁分公司在 企业中是相对独立的经济实体，设备作为其资产的 经营对象，公司必然重视设备的修理与维护，注重 设备的保值增值、资源的优化配置和有效利用，实 现了设备管理由单纯的专业型向经营型转变。由于在市场经济杠杆的自然调节下，设备管理 水平将会直接从经济利益中反映出来，也会促使设 备管理人员去研究、探索和采用先进的管理方法以 求获得最大的效益，真正调动设备管理人员的积极 性，逐步使设备管理工作程序化、标准化、规范 化、制度化，提高采掘设备的管理水平。金牛股份设备租赁分公司自成立 10 个月以来，通过设备的合理调配、合理计划节约了大量的资金，在下一步的工作中将统一各矿的修理车间、设 备材料仓库、管理人员与维修人员，进行标准化管 理，届时资源配置将更加合理，资源节约是显而易 见的。作者简介：张建荣 （1963- ），女，河北井陉人，工程师，冀中能源金牛股份公司设备租赁分公司综机科设备管理员。 （收稿日期：2009- 12- 20；编辑：毛志国）!（上接第 48 页）可控源音频大地电磁法推断的地质情况较吻合，减