CSAMT法在抚顺深部地热资源勘查中的应用.docx

CSAMT法在抚顺深部地热资源勘查中的应用地球物探勘探是一种快速勘查地热资源的有效方法。它可以调查控制热水的地质构造与地热有关的火成岩的分布，圈定地下热水的分布范围，确定地热盖层厚度、储热层的埋深和推测热源的位置，推算地热温度、热储量等，为开发利用地热资源提供可靠的资料。1 地质概况1.1 岩性区内结晶基底为大面积出露的太古界鞍山群，并遭受到了强烈混合岩化及混合花岗岩化。盖层面积局限，有中元古界长城系、中生界侏罗系、白垩系及新生界第三系、第四系。1.2 构造区域内北东东向断裂以由数条平行的逆掩断层组成的浑河断裂为代表，是抚顺地区一条重要的主干断裂带。浑河断裂在其形成后的漫长地质历史中多期活动，控制了区域地层沉积、构造活动，在浑河断裂的两侧形成了众多的低序次构造。1.3 地热地质条件根据以往有关地热地质资料推知，工作区垂向上常温带深度一般在2040m之间，常温带背景地温一般为810，地温梯度值在1.53/100m，地温异常临界值确定为常温带大于13，地温梯度均不大于4/100m，地下热水属低温热水。周边没有发现有地下热水出露。地下热水的形成必须同时具备热源和水源。地下水通过断裂破碎带的深层运移得到补给；地下热水均是地下水在深循环过程中不断获取岩层热量而成，工作区的深层地热严格受断裂构造控制，特别是深大断裂的存在是开发深层地热资源的关键所在。区内具备一定的构造条件，北西向次生断裂向南东与浑河主干断裂带相汇，为地下水提供了较为理想的储存场所和流动通道，深层热水极有可能赋存于这一储水构造之中，受断裂构造所控制呈带状分布。2 工作方法2.1 野外工作方法根据实地试验确定本次工作的收发距为11km，发射偶极距AB=2km，最大供电电流为18A。测点偏离法神偶极中垂线最大角度2，符合理论上小于3的要求。最低频率为1Hz，测量参数为卡尼亚电阻率及阻抗相位。2.2 资料处理可控源数据处理分为两步：预处理和解释处理。通过预处理剔除、压制或校正CSAMT数据中的各种噪声的影响。处理方法包括：数据编辑、静位移校正、地形校正及过渡区校正。解释处理是通过软件对特定的数据进行近场校正、静态校正以及一、二维反演。一位反演是在各测点的曲线相应基础上作单点反演，然后将同一测线的单点反演数据连成剖面，充分利用每点的信息，相邻测点的细微差别在剖面上都有所反应。二维反演是把要拟合的数据扩展成一条剖面上若干测点处，在一维反演的基础上进行非线性共轭梯度法二维反演。3 成果解释及验证经资料处理后利用软件对线进行了二维反演并绘制电阻率断面图，电阻率断面图的反映了剖面线纵向和横向上的电性变化特征。对比地质构造条件，结合电性资料综合分析认为，低阻带反映的是岩石破碎。基岩裂隙由于充水或充泥导致电阻率明显降低；中阻带表示是过渡带；高阻带表明基岩相对完整。那些成带状的，有一定产状的低阻异常极有可能为断裂构造，基本特征为：（1）条带状低阻异常；（2）电阻率等值线突变扭曲带，呈"U"型状或阶梯型突变。由图1可以看出断面图纵向上由浅至深电阻率有递增的趋势，一般从50Ω.m递增到3000Ω.m，对应反映的是第四系、基岩风化层及完整基岩层。反演结果横向分辨率较好，可以较好的划分断裂破碎带的位置、产状及规模。从电阻率的分布特征可以看出，按电阻率的相对高低可划分断裂破碎带的位置，低阻带电阻率大小一般为300800Ω.m；电阻率大于1000Ω.m，推断为完整基岩。可以根据低阻带的形态、变化趋势及规模大小确定断裂的产状与规模。由图1可以看出，在11001500之间电阻率等值线发生明显的突变，呈"U"型中低阻异常，电阻率大小为200500Ω.m，且电阻率值相对变低，推测岩石破碎程度较高。推测该条带状异常是由隐伏的断层所引起，向下延伸约1700m。该断层倾角约为80，破碎带宽50100m，影响带宽大于100m。由CSAMT法成果推测工作区存在一南北向隐伏断层，推测该断层应是工作区内的控热构造，对地下热水起到很大的传导作用。南北向隐伏断层为地下水提供了较为理想的储存场所和流动通道，深层热水极有可能赋存于这一储水构造之中，受断裂构造所控制呈带状分布。根据可控源音频大地电磁测深法的工作成果，在线1340点位置布设了钻孔ZK001，经钻孔验证，在孔深1638m处见热水，孔口水温达49，涌水量1160m3/d。在该区内实现了地热井零的突破。成功的证实了CSAMT在寻找深部地热资源的可行性。4 结束语在工作区内利用CSAMT法发现隐伏的断裂F1，并确定了其产状及破碎情况，推测其含水性较好，经钻孔证实与本次勘查工作成果吻合较好。本次工作证实了可控源音频大地电磁测深法是寻找与地热相关联的深部断裂构造是最经济有效的方法，该方法探测深度大，分辨率高。可控源音频大地电磁测深法的应用，使快速寻找深部地热成为一种可能。参考文献【1】何继善.可控源音频大地电磁法.湖南：中南工业大学出版社，1990.