淺談可控源CSAMT測(cè)深在“金石灘溫泉渡假酒店”尋找地?zé)峋械膽?yīng)用

張海龍等

【摘 要】 本文根據(jù)可控源CSAMT測(cè)深在“金石灘溫泉渡假酒店”項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析，預(yù)測(cè)給出地?zé)峋晃恢?，推斷出，若溫泉井ZK1封井至1000～1100m，推測(cè)出水溫度30～50℃。預(yù)測(cè)擬鉆井出水量可達(dá)300～500m3/d左右。經(jīng)后期鉆探驗(yàn)證，該地?zé)峋活A(yù)測(cè)準(zhǔn)確，因此，可控源CSAMT測(cè)深在尋找隱伏地?zé)峋惺强尚卸匾摹?/p>

【關(guān)鍵詞】 遼東 地?zé)?可控源 CSAMT 深層物探

“金石灘溫泉渡假酒店”項(xiàng)目[1]，主要目的是尋找可能存在的隱伏深大斷裂“對(duì)流型”地?zé)豳Y源。該項(xiàng)目運(yùn)用CSAMT法數(shù)據(jù)處理，采用加拿大鳳凰（Phoenix）地球物理公司的與V8多功能電法儀系統(tǒng)配套的系列商業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)處理與Zonge公司SCS2D的反演軟件，選擇出具有最高信噪比的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)編輯整理、濾波及各項(xiàng)校正后，采用二維（2D）反演獲取相應(yīng)的反演電阻率斷面圖。為最終確定地?zé)峋惶峁┮罁?jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)條件

“金石灘溫泉渡假酒店”項(xiàng)目所處大地構(gòu)造單元處于復(fù)州—大連凹陷（IV級(jí)構(gòu)造單元）中，地表為第四系松散堆積物，基巖為青白口系橋頭組石英砂巖、板巖及震旦系長(zhǎng)嶺子組板巖，地層產(chǎn)狀270-300∠20-40°，震旦系長(zhǎng)嶺子組板巖下部?jī)?chǔ)熱起到了較好的隔熱保溫作用，該處附近地段地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，具有寬緩的被斜，項(xiàng)目又處在北北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育處，深部石英砂巖及硅質(zhì)板巖，受構(gòu)造活動(dòng)影響易破碎，形成裂隙帶或構(gòu)造破碎帶，利于地下水的徑流和儲(chǔ)存，是較好的地下水儲(chǔ)集地層（地段）。

該處附近地區(qū)沒(méi)有特殊的附加熱源，地下深處沒(méi)有與年輕的酸性淺成巖漿活動(dòng)的巖漿體，因此大地?zé)崃魇莾?chǔ)層的供熱源。據(jù)資料了解，大連地區(qū)大地?zé)崃髦禐?1mw/m2-57mw/m2。屬地?zé)嵴７秶@就決定了在可及深度（以3km深度為準(zhǔn)）內(nèi)，不具有高溫地?zé)豳Y源形成的條件。而只能是低溫的地?zé)崴?0-40°），由此可見(jiàn)，本區(qū)具備形成低溫地?zé)豳Y源的地質(zhì)條件。

區(qū)域上的地?zé)釡厝男纬删鶎贁嗔褬?gòu)造控制的基巖裂隙型地?zé)崽铩６卷?xiàng)目周邊地區(qū)地?zé)嵝纬梢仓饕苌畲髷嗔褬?gòu)造的控制，地下水沿（F1、F2）斷裂構(gòu)造裂隙帶下滲的過(guò)程，經(jīng)構(gòu)造帶的溶濾和自然地層增溫而形成現(xiàn)有的熱水組份和溫度。推斷地?zé)崽锏膰鷰r，上部為震旦系長(zhǎng)嶺子組板巖，下部為青白口系橋頭組石英砂巖及板巖。

2 CSAMT DP1測(cè)試成果

可控源音頻大地電磁測(cè)深法（簡(jiǎn)稱(chēng)CSAMT法）是以有限長(zhǎng)接地電偶極子為場(chǎng)源，在距偶極中心一定距離處同時(shí)觀測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)的一種電磁測(cè)深方法。“金石灘溫泉渡假酒店”項(xiàng)目勘查采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量。同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy。然后利用電場(chǎng)振幅Ex和磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算卡尼亞電阻率ρs。觀測(cè)電場(chǎng)相位Ep和磁場(chǎng)Hp，用以計(jì)算阻抗相位φ。用卡尼亞電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計(jì)算可控源反演電阻率參數(shù)，最后利用反演的電阻率進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。

在地?zé)峁ぷ髦蠧SAMT勘查工作參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《可控源聲頻大地電磁法勘探技術(shù)規(guī)程》SY/T5772-2002相關(guān)技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。

DP1剖面位于勘察區(qū)的西側(cè)，由圖1可見(jiàn)，位于DP1剖面上70～75點(diǎn)，解釋有F1斷裂通過(guò)，地表與淺層電法DP1測(cè)試的位置基本吻合[2]。其特征表現(xiàn)為切割地質(zhì)體，深度控制大于2500m，總體呈低阻含水電性標(biāo)志。F1斷裂產(chǎn)狀較陡，傾向南，傾角在70-80°。該斷裂從縱向反映特征看，分別位于地下1000～1100m、1600～1700m，視電阻率值在30～40Ω-m，顯示破碎賦水。特別是在2200～2500m地段，視電阻率表現(xiàn)最低，其值在10～20Ω-m，解釋是由斷裂破碎含水引起，在低阻體的上部，有一層相對(duì)完整的高阻體封擋，起到了“棉被”保溫效果，推測(cè)與地下水溫度有一定的相關(guān)關(guān)系。從經(jīng)驗(yàn)上看，該部位是地?zé)岢删硐氲陌袇^(qū)。

另外，從圖1上看，與區(qū)域地質(zhì)圖劃分相結(jié)合，解釋出F2斷裂，傾向北、傾角在50～60°，該斷裂同樣表現(xiàn)為破碎含水電性反映特征，是一條較大的導(dǎo)水?dāng)嗔选＿@就進(jìn)一步證明測(cè)區(qū)內(nèi)F1斷裂規(guī)模較大，向下切割地層深度較大，該地段也是研究地下熱水的有利靶區(qū)。

3 綜合解釋

通過(guò)對(duì)“金石灘溫泉度假酒店”及周邊地區(qū)的地質(zhì)研究和物探資料的綜合分析認(rèn)為，控制“金石灘溫泉渡假酒店”地?zé)釡厝臄嗔褬?gòu)造為北東向壓扭性含水?dāng)嗔袴1，該斷裂走向55°，傾向北西，傾角60-70°，為繼承性斷裂，北西側(cè)被第四系掩蓋，自第四紀(jì)以來(lái)呈差異性升降運(yùn)動(dòng)為主。構(gòu)造破碎寬30-50m，斷裂切割深度較大性質(zhì)為張性。北東向斷裂為控制溫泉井的重要斷裂。地?zé)峋鱾?cè)為沖擊洪積丘間洼地補(bǔ)給源充足，在開(kāi)采過(guò)程中，地下水通過(guò)斷裂網(wǎng)絡(luò)貫通，在向深部的運(yùn)移過(guò)程中吸收來(lái)自深部地層的熱量，提高溫度，從而形成對(duì)流系統(tǒng)。

因此，“金石灘溫泉渡假酒店”地?zé)醽?lái)自地層，隨深度而增溫。熱儲(chǔ)層位于斷裂構(gòu)造控制的基巖裂隙型熱儲(chǔ)，發(fā)育規(guī)模較大，分布面積不廣，且很不均一，水溫較低（20-40℃），其溫度主要受深度控制。揭露斷裂構(gòu)造帶的深度越大，其溫度越高，水量受斷裂構(gòu)造的發(fā)育程度和滲透率控制。

根據(jù)本次可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）資料解釋?zhuān)Y(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析，鉆井井位確定在DP1-10點(diǎn)上，地?zé)峋幪?hào)為ZK1，鉆探深度設(shè)計(jì)為2300～2400m。

ZK1孔地下破碎含水層主要有3層，第一層：50～300m為淺層水；第二層：700～900m為（F2）斷裂含水；第三層：2000～2400m為（F1）斷裂破碎深層含水（熱水？），建議封井至1000～1100m，封閉第一層和第二層水，提取第三層F1深層目的層含水（熱水？）。若溫泉井ZK1封井至1000～1100m，推測(cè)出水溫度30～50℃[3][4]。預(yù)測(cè)擬鉆井出水量可達(dá)300～500m3/d左右。

4 結(jié)語(yǔ)

本次“金石灘溫泉渡假酒店”地?zé)峋撟C工作，通過(guò)對(duì)勘察區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，運(yùn)用淺層物探和深層可控源CSAMT測(cè)深數(shù)據(jù)的處理和反演解釋?zhuān)_定了隱伏深大斷裂F1位置，基本查明了區(qū)內(nèi)的垂向2000～3000m地質(zhì)結(jié)構(gòu)。在擬建“金石灘溫泉度假酒店”范圍內(nèi)，確定1眼最佳地?zé)峋従孜籞K1。

經(jīng)后期鉆探驗(yàn)證，在設(shè)計(jì)井位成功打出一眼地?zé)峋?。井?800m左右，出水溫度39℃[3][4]。涌水量可達(dá)600～800m3/d。驗(yàn)證了深層可控源CSAMT測(cè)深在地?zé)峥辈熘惺强尚?、?zhǔn)確、必要的。對(duì)該地區(qū)地?zé)豳Y源的研究和開(kāi)發(fā)有重要的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]大連金州遼南地礦工程勘測(cè)院，大連金石灘旅游集團(tuán)溫泉渡假酒店地?zé)峋尚行哉撟C報(bào)告[M].2012，7.

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[4]張前進(jìn)，等.地?zé)崽餃囟鹊念A(yù)測(cè)方法[J].物探與化探，2011.第3期，325.