常規(guī)電法在英山縣溫泉鎮(zhèn)地?zé)豳Y源勘查中的應(yīng)用

劉 磊，羅士新，陳長(zhǎng)敬

LIULei,LUOShi-Xin,CHENChang-Jing

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢430205)

（Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205）

地下熱水是一種天然清潔能源，也是一種具有經(jīng)濟(jì)效益的旅游資源。起源于地球內(nèi)部的高溫巖漿活動(dòng)或者放射性物質(zhì)的衰變作用，在構(gòu)造有利部位通過(guò)地下水的循環(huán)、地表水的混合作用把地下熱能從深處帶至近地表，形成中、低溫的溫泉[1]。

英山縣域內(nèi)，前人曾進(jìn)行了較多的有關(guān)地?zé)岬刭|(zhì)勘（調(diào)）查工作，通過(guò)對(duì)以前資料的綜合分析[2]，在芭茅街、楊柳灣兩地共布置了7條電阻率測(cè)深剖面，點(diǎn)距20 m，總電測(cè)深點(diǎn)數(shù)80個(gè)。芭茅街、楊柳灣工區(qū)位置分別位于英山縣城區(qū)北東的東河?xùn)|岸和英山縣城區(qū)東約15公里處、北東約19公里處。

1 工區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

1.1 地質(zhì)特征

電測(cè)深工區(qū)位于東河?xùn)|岸，地表均被第四系覆蓋，為河流一級(jí)階地，具二元結(jié)構(gòu)，上部亞砂土、粉細(xì)砂，厚7~10 m；下部為砂礫石，厚5～20 m不等。殘坡積物主要為亞砂土夾碎石，厚度變化較大一般1～3 m。

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料[2]，工區(qū)內(nèi)基巖應(yīng)主要為晚太古代大別山巖群，包括片麻巖巖組（ArDpg）和變粒巖巖組(ArDgr)，二者呈構(gòu)造（韌性剪切帶）接觸。調(diào)查區(qū)位于秦嶺褶皺系大別山隆起東段大別造山帶核部，巖漿活動(dòng)頻繁，變形作用多期，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，以韌性剪切構(gòu)造為主，除先期的近水平順層伸展型韌性剪切帶，無(wú)根鉤狀褶皺、北西向逆沖推覆型韌性剪切帶和平臥褶皺等外，與地?zé)岱植寂渲妹芮械臉?gòu)造主要為燕山、喜山期形成的北東向走滑型韌性剪切帶和北東向脆性斷層。北東東向逆斷層F85可能貫穿芭茅街電測(cè)深工區(qū)，北西西向逆斷層F70可能貫穿楊柳灣電測(cè)深工區(qū)。

1.2 地球物理特征

據(jù)收集的已有物性資料，區(qū)內(nèi)分布的各巖類(lèi)電性差異較明顯，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云母花崗片麻巖電阻率較高，可高達(dá)數(shù)千歐姆米。風(fēng)化片麻巖類(lèi)電阻率隨風(fēng)化程度加深而降低，一般約數(shù)十至數(shù)百歐姆米。第四系殘坡積層為10～20Ωm；地下水在30Ωm以下，地?zé)崃黧w電阻率則有溫度高電阻率低的特征。各類(lèi)巖石、水的電性特征見(jiàn)表1。綜合上述分析，基巖中斷裂破碎帶隨含水量的增大，明顯呈低電阻異常特征，這是本次工作的地球物理前提。

表1 勘查區(qū)巖石及流體電性參數(shù)表Table 1 The electrical parameters of rock and fluid in exploration area

2 電測(cè)深工作布置

芭茅街、楊柳灣電測(cè)深工區(qū)地貌為河流一級(jí)階地地貌，地形十分平坦，但東側(cè)緊臨南北走向的東河，西側(cè)緊臨陡山，近東西向測(cè)線布線難度很大。因此順河床方向四條測(cè)線（Ⅰ、Ⅱ、Ⅶ、Ⅷ）采用對(duì)稱(chēng)四極裝置，垂直河床方向三條測(cè)線（Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ）采用三極裝置。各測(cè)線編號(hào)及布置見(jiàn)表2，圖1，圖2，極距系列見(jiàn)表3。

表2 電測(cè)深工作量統(tǒng)計(jì)表Table 2 Electrical sounding workload statistics

表3 直流電測(cè)深極距系列表Table 3 Electrical sounding distance statistics

3 成果解釋推斷

綜觀7條測(cè)線電測(cè)深曲線形態(tài)（圖3、圖4），基本分為兩種曲線類(lèi)型：靠近河邊的測(cè)點(diǎn)呈H型即高電阻-低電阻-高電阻三層曲線，遠(yuǎn)離河邊的測(cè)點(diǎn)呈G型即低電阻-高電阻二層曲線。

H型電測(cè)深曲線地表高阻層反映了潛水面之上地表砂礫石層，低電阻層反映了含水砂礫石層，深部高電阻層則反映了大別群變質(zhì)巖。G型電測(cè)深曲線，淺部低電阻為地表耕植土和其下含水砂礫石層的反映，深部高電阻層則反映了大別群變質(zhì)巖。與東河走向近于垂直的測(cè)線，由西向東地表高電阻層逐漸尖滅，反映了距河床由近到遠(yuǎn)，砂礫石層由厚變薄逐漸尖滅的特征。

在視電阻率斷面圖上，深部的高電阻層在橫向變化上局部出現(xiàn)等值線向下扭曲的舌狀低電阻異常、或者出現(xiàn)兩側(cè)電阻率差異較大的電性界面，應(yīng)為斷裂破碎帶、斷層的反映。各測(cè)線電測(cè)深資料解釋[3,4,5,6,7]如下。

3.1 芭茅街電測(cè)深工區(qū)

3.1.1 Ⅰ線

Ⅰ線電測(cè)深視電阻率斷面圖，清楚的顯示斷面顯高阻-低阻-高阻三層特征。地表高阻層為第四系潛水面之上的砂礫石層，其下低阻層（≤200 Ωm）為基巖面上部第四系含水砂礫石層，深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。在極距（AB/2）140 m下、測(cè)點(diǎn)680點(diǎn)～720點(diǎn)間呈舌狀低阻異常，推斷為基巖中斷裂破碎帶F85（700點(diǎn)與英山縣地?zé)峁镜你@孔同點(diǎn)位，井中水溫＞40°），斷裂略向大號(hào)端（北東）傾斜。低阻異常形態(tài)較為寬緩，可能為測(cè)線與斷裂交角較小所致。

圖1 楊柳灣工區(qū)工作布置圖Fig.1 Engineering layout plan in Yangwan area

圖2 芭茅街工區(qū)工作布置圖Fig.2 Engineering layoutplan in Bamao Street area

圖3 芭茅街電測(cè)深綜合剖面圖Fig.3 Electrical sounding comprehensiveprofile in Bamao street

3.1.2 Ⅱ線

Ⅱ線電測(cè)深視電阻率斷面圖，顯示斷面為低阻-高阻二層特征。與同方向的Ⅰ線相比較，沒(méi)有地表高阻層，是由于Ⅱ線遠(yuǎn)離東河，地表為耕植土而非干燥的砂礫石層。深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。在極距（AB/2）40 m下，測(cè)點(diǎn)660點(diǎn)～720點(diǎn)間有一直立的高阻異常，推斷為基巖中硅化蝕變帶或充填石英等高電阻率的直立脈。這高阻脈狀體與Ⅰ線電測(cè)深視電阻率斷面圖中520～540點(diǎn)間高阻異常有對(duì)應(yīng)關(guān)系。Ⅰ線電測(cè)深視電阻率斷面圖反映出的舌狀低阻異常在Ⅱ線電測(cè)深視電阻率斷面圖沒(méi)有顯示，推斷斷裂F85位于Ⅱ線北側(cè)外。

3.1.3 Ⅲ線

Ⅲ線采用三極電測(cè)深裝置，由于大極距供電A極橫跨40余米寬的河流，大極距電阻率值明顯畸變，因此只能用位于電極均位于河流東側(cè)的數(shù)據(jù)。

Ⅲ線電測(cè)深視電阻率斷面圖，小號(hào)段顯示斷面顯高阻-低阻-高阻三層特征，大號(hào)段顯示為低阻-高阻二層特征。兩段特征分別與Ⅰ線和Ⅱ線一致，解釋結(jié)果同上。在600點(diǎn)處深部有低阻異常形跡，可能為F85斷裂的反映。

綜合上述三條測(cè)線電測(cè)深資料，推斷在芭茅街測(cè)區(qū)存在一條北東東高阻脈狀體（硅化或石英脈）和一條北東東向斷裂（F85）。建議將Ⅱ線電測(cè)深剖面向北延長(zhǎng)以追索F3斷裂走向。鉆孔宜布置在Ⅰ線720點(diǎn)處，孔深大于200 m。

圖4 楊柳灣電測(cè)深綜合剖面圖Fig.4 Electrical Sounding copmrehensiveprofile in Yangliuwan area

3.2 楊柳灣工區(qū)

3.2.1 Ⅴ線

Ⅴ線電測(cè)深視電阻率斷面圖，小號(hào)段顯示斷面顯高阻-低阻-高阻三層特征，大號(hào)段顯示為低阻-高阻二層特征。

小號(hào)段靠近東河，地表高阻層為第四系潛水面之上的砂礫石層，其下低阻層（≤200Ωm）為基巖面上部第四系含水砂礫石層，深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。

大號(hào)段遠(yuǎn)離東河，地表為耕植土而非干燥的砂礫石層。深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。

在極距（AB/2）90 m下、測(cè)點(diǎn)620點(diǎn)～680點(diǎn)間有一舌狀低阻異常，推斷為基巖中斷裂破碎帶，斷裂向小號(hào)端（北西向）傾斜。

3.2.2 Ⅵ線

Ⅵ線和與之平行的Ⅴ線電測(cè)深視電阻率斷面圖特征基本相同，小號(hào)段顯示斷面顯高阻—低阻—高阻三層特征，大號(hào)段顯示為低阻—高阻二層特征。

小號(hào)段靠近東河，地表高阻層為第四系潛水面之上的砂礫石層，其下低阻層（≤200Ωm）為基巖面上部第四系含水砂礫石層，深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。

大號(hào)段遠(yuǎn)離東河，地表為耕植土而非干燥的砂礫石層。深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。

在極距（AB/2）90 m下、測(cè)點(diǎn)640處有一舌狀低阻異常，推斷為基巖中斷裂破碎帶，斷裂向小號(hào)段方向（北西向）傾斜。

3.2.3 Ⅶ線

Ⅶ線電測(cè)深視電阻率斷面圖顯示為高阻-低阻-高阻三層特征，測(cè)線靠近東河，地表高阻層為第四系潛水面之上的砂礫石層，其下低阻層（≤200 Ωm）為基巖面上部第四系含水砂礫石層，深部高阻層為大別群變質(zhì)巖。

在極距（AB/2）90 m下、測(cè)點(diǎn)540～580點(diǎn)之間有一舌狀低阻異常，推斷為基巖中斷裂破碎帶，斷裂向小號(hào)端（南）傾斜。

3.2.4 Ⅷ線

Ⅷ線電測(cè)深視電阻率斷面圖顯示為低阻-高阻二層特征。測(cè)線遠(yuǎn)離東河，地表為耕植土而非的干燥的砂礫石層。深部高阻層為基巖。電阻率等值線上部呈水平線性排列，只是在極距（AB/2）320 m下、測(cè)點(diǎn)580處的有一電性界面，大號(hào)段（測(cè)線北段）電阻率明顯下降，深部可能有斷裂存在。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)電測(cè)深資料的綜合分析[2]，推斷在芭茅街工區(qū)存在一條北東東高阻脈狀體（硅化或石英脈），并確定斷層F85在芭茅街工區(qū)的位置和產(chǎn)狀（略向北東傾斜）。確定了斷層F70在楊柳灣工區(qū)的位置和產(chǎn)狀（略向南傾斜），并推斷在楊柳灣工區(qū)存在一條北北東向斷裂（略向西傾斜）。建議鉆孔布置在Ⅰ線720點(diǎn)處，Ⅴ線640點(diǎn)處，孔深大于200 m。根據(jù)湖北省地質(zhì)環(huán)境總站的地?zé)峥辈閳?bào)告[2]，在芭茅街工區(qū)內(nèi)物探建議鉆孔附近做了鉆探工作，孔深為270.26 m，單井涌水量為391.85 m3/d，孔口溫度為48.0℃。

本次工作說(shuō)明，單一使用電測(cè)深法，在工區(qū)內(nèi)地質(zhì)資料詳細(xì)的情況下，對(duì)于地下含水構(gòu)造、裂隙帶的劃分還是有比較好的效果。對(duì)配合地方上開(kāi)展地?zé)豳Y源勘查起到了積極的作用。

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