大地電磁（MT）在朝陽地熱勘查中的應用

■郭寶東

（遼寧省物測勘查院遼寧沈陽110121）

大地電磁（MT）在朝陽地熱勘查中的應用

■郭寶東

（遼寧省物測勘查院遼寧沈陽110121）

在朝陽盆地進行地熱資源勘探與開發(fā)有著優(yōu)越的先決條件，本次地熱勘查工作首先整理、收集工作區(qū)已有的區(qū)域地質(zhì)、物探等資料，利用比較成熟的大地電磁法、磁法等物探手段，結合區(qū)域地質(zhì)資料，歷時一個半月的時間，最后完成的在朝陽市長寶鄉(xiāng)的地熱勘查，提交地熱井位2處，目前鉆探還在進行中，并且在鉆進深度380米處成功打到含水層，對朝陽市可持續(xù)發(fā)展提供保障，對人類、能源、環(huán)境的和諧發(fā)展有著重要意義。

朝陽盆地 MT地熱資源 勘探與開發(fā)

1 引言

地熱資源是一種環(huán)保新型能源，得到各級政府的高度重視。地熱能源的開發(fā)對城市建設和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有極大的推動作用，國內(nèi)有多個城市開發(fā)深層地熱田，并已取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

朝陽市為無地熱開發(fā)城市，但朝陽市地區(qū)具有很好的地熱資源生成地質(zhì)條件，朝陽市地熱普查和開發(fā)成功，將為遼西地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展、促進招商引資、加速旅游經(jīng)濟發(fā)展將產(chǎn)生極大的推動作用。

2 盆地概況

2.1 斷裂構造情況

朝陽盆地位于中朝準地臺、燕山臺褶帶、遼西臺陷、朝陽穹褶斷束內(nèi)的朝陽盆地中。東側有NNE向北票～朝陽壓性—壓剪性殼斷裂，西側有NNE向朱碌科～中三家壓性—壓剪性殼斷裂，南側有NE向金嶺寺～羊山盆地西緣壓性—壓剪性斷裂，北側有EW向壓性—壓剪性凌源～北票～沙河巖石圈斷裂。朝陽盆地是朝陽穹褶斷束內(nèi)的一個組成部分。

從朝陽盆地的周邊出露巖性看，西北側有震旦系和寒武系逆沖上來的老地層，東南側有震旦系、寒武系、奧陶系逆沖上來老地層，東北側和西南側有震旦系高于莊組和古生代二疊系石盒組地層分布。朝陽盆地是古生代晚期、中生代早期到中生代晚期逐漸形成的北東向展布斷陷盆地。

朝陽盆地內(nèi)地層分布應較齊全，上部有九佛堂組和義縣組地層，下部應有侏羅系及古生代地層，和阜新盆地有對比性，但埋藏應該較深。

2.2 巖漿巖情況

朝陽盆地周邊的古老地層中，有多種侵入巖漿巖體分布。有印支旋輝綠巖，燕山旋廽 一期石英閃長巖及三期石英二長巖和安山巖。

從盆地內(nèi)的新生代地層和鳳凰山上的新生代地層分布，具有近百米的高程位差。根據(jù)上述情況分析，說明朝陽盆地自逐漸形成以來，始終處于活動狀態(tài)。（見1:50000朝陽盆地區(qū)域構造地質(zhì)圖）

2.3 重力場資料

根據(jù)重力布格等值線圖件分析，朝陽盆地為非常穩(wěn)定規(guī)則的負值重力場，重力值從-11到-22。北東向卵形展布，東陡西緩，為箕狀，面積約160平方公里。東西南北的周邊均勻相對略高的重力場，形成一個周邊相對幔隆區(qū)，中間為相幔凹區(qū)的重力場環(huán)境。根據(jù)重力場的分布特征，對照地質(zhì)資料和遙感資料分析，認為朝陽盆地內(nèi)及周邊主要分布有北北東向和北西向兩組斷裂構造。

3 地球物理特征

通過收集朝陽周圍地區(qū)部分地質(zhì)資料，區(qū)內(nèi)出露巖性主要有第四系粘土、砂土；白堊系頁巖、砂巖、礫巖、安山巖、玄武巖；二疊系砂巖、頁巖；奧陶系泥質(zhì)白云巖等。

從收集物性參數(shù)表中可以看出，該區(qū)第四系、頁巖為微磁特征，而安山巖性為中等磁性地質(zhì)體，能產(chǎn)生低磁、較高正磁場的場貌特征。區(qū)內(nèi)第四系電阻率較低，約20～30Ω?m。白堊系頁巖電阻率較低約100Ω?m，安山巖的視電阻率相對較高，一般為200-400Ω?m。二疊系砂巖電阻率較低，約為30Ω?m。奧陶系泥質(zhì)白云巖電阻率相對較高，平均電阻率值約200Ω?m。當有斷層存在，巖石破碎且充水的情況下，其電阻率值會明顯降低，最低可至10Ω?m以內(nèi)?？梢钥闯?，區(qū)內(nèi)出露各巖性和含水破碎帶在物性上存在明顯差異，因此在該地區(qū)具備利用磁法、電磁法尋找地下水的地球物理前提。

4 綜合推斷解釋

4.1 斷裂推斷解釋

在測區(qū)東部，MT法推斷斷裂Fd1、Fd1破碎帶與磁法推斷斷裂Fc1、Fc2位置基本相當、走向基本一致，推測應為相同兩條斷裂構造。由于磁測量結果往往投影地表的是深部的地質(zhì)信息，而MT法投影到地表的是相對淺部的地質(zhì)信息，且斷裂Fc1在斷裂Fd1的北西側，斷裂Fc2在斷裂Fd2的北西側，說明F1、F2構造向北西傾斜。結合MT測量結果，推測該兩條斷裂的走向均為北東，傾向均為北西向。并統(tǒng)一命名為F1，F(xiàn)2。

4.2 巖性劃分推斷

根據(jù)MT法視電阻率反演斷面圖中可以看出，結合地質(zhì)資料，東側區(qū)域可劃分出三個地層，從上到下分別為奧陶和二疊系泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r等，厚度約800米；中間層位為砂巖、礫巖或者炭質(zhì)地層其厚度大于600米；下層為老地層，厚度大于1000米。

西側區(qū)域可分出三個地層，從上到下分別為白堊系頁巖；中間層位為砂巖礫巖或者炭質(zhì)地層；下層為老地層。

4.3 含水層的推斷

根據(jù)物探成果并結合地質(zhì)資料，東側區(qū)域有望形成兩個熱儲層位：若中間層位為砂巖、礫巖，則可形成孔隙型熱儲；若中間低阻地層以下的老地層受斷裂作用巖溶裂隙發(fā)育，可形成巖溶裂隙水。由于淺層的高阻體泥質(zhì)白云巖或者灰?guī)r厚度較大，厚度達到700-800米，可起到良好的隔水保溫作用，故下覆熱儲溫度較理想。因此該兩個地層可以作為尋找地下熱水源的有利靶區(qū)。

5 結語

根據(jù)物探成果并結合地質(zhì)資料，測區(qū)有望形成兩個熱儲層位：首選低阻地層以下的老地層受斷裂作用巖溶裂隙發(fā)育，可形成巖溶裂隙水。其次若中間層位為砂巖、礫巖，則可形成孔隙型熱儲，但深度較淺，溫度較低，故本次勘查目標層位為深部受斷裂F2作用巖溶裂隙水。根據(jù)鉆井信息，現(xiàn)鉆進至380米遇到灰?guī)r含水層，而且水量很大。而標高-1600米以下視電阻率值與現(xiàn)在鉆井所遇地層電阻率值基本一致，說明深部也應該是以灰?guī)r為主地層，這增大了深部含有巖溶裂隙水的可能性。

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[2]徐新學.2011.大地電磁測深法在深部礦產(chǎn)資源調(diào)查中的應用.物探與化探，35（1）:17～19

[3]田延山，李明朗，白冶.2006.中國地熱資源及開發(fā)利用 [M].北京：中國環(huán)境科學出版社.

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P314[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-185-2