重力勘探方法在撫順某地區(qū)地熱勘查項目中的研究

周為

摘 要：重力勘探是以不同巖石的密度差為基礎的地球物理勘察手段，它通過對地層重力場的觀測和研究，來查明地質(zhì)構造。地熱資源與地質(zhì)構造關系非常密切。通過重力測量圈定異常范圍，查明河谷區(qū)構造及深部構造在淺部的反映，解決構造異常分布的基本特征和區(qū)內(nèi)地層的主要分布規(guī)律，為深部工程驗證提供設計依據(jù)。闡述了遼寧撫順地區(qū)地熱勘查中的重力工作的應用效果。

關鍵詞：地熱勘查；重力；應用研究

地熱能的開發(fā)是全球經(jīng)濟、能源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。利用地熱開發(fā)旅游早已成為重要方向，世界許多國家的溫泉區(qū)，地熱旅游資源豐富。20世紀80年代以來，中國各地利用地熱醫(yī)療與景觀資源優(yōu)勢，大力發(fā)展地熱旅游業(yè)已取得長足進展。

為了研究重力勘探在地熱勘察中的應用效果，在撫順地區(qū)開展了一系列重力勘查工作。

1 重力物探方法簡介

重力勘探是測量與圍巖有密度差異的地質(zhì)體在其周圍引起的重力異常﹐以確定這些地質(zhì)體存在的空間位置﹑大小和形狀，從而對工作地區(qū)的地質(zhì)構造和礦產(chǎn)分布情況作出判斷的一種地球物理勘探方法。它是深部礦產(chǎn)勘探的主要技術。近年來物探技術飛速發(fā)展，新興技術不斷涌現(xiàn)，為深部地熱勘探提供了技術前提。

2 地熱地質(zhì)條件

勘察區(qū)位于渾河斷裂帶內(nèi)。渾河斷裂帶對遼寧地區(qū)地質(zhì)發(fā)展史具有重要的控制作用。新近紀以來渾河斷裂仍有活動，主要表現(xiàn)在火山噴發(fā)和差異升降運動及弱震，有的地方發(fā)現(xiàn)有熱泉。在清原草市、南山城包括本工作區(qū)一帶新近系上新統(tǒng)橄欖玄武巖分布，厚20m左右，為本工作區(qū)地熱源提供了物質(zhì)來源和客觀存在條件。

通過所述，認為該區(qū)內(nèi)地下深部構造裂隙較為發(fā)育，且構造裂隙含水性較好，有熱源地質(zhì)體的客觀存在和地表地溫異常的存在，對地下熱水的形成極為有利。

3 勘查區(qū)地球物理特征

斷層兩側(cè)的巖層發(fā)生明顯的垂直位移或水平錯動，并具有明顯的密度差異時，利用重力資料確定斷層位置、走向和長度等具有良好的地質(zhì)效果。

勘查區(qū)主要巖性為：白堊系砂礫巖、侏羅系頁巖、石棚子巖組閃長巖、紅石砬子花崗巖及片麻巖、閃長巖等，標本密度參數(shù)測定結果顯示，測區(qū)礫巖、砂巖、頁巖密度在2.1克/厘米3左右，與其他巖性之間密度相差0.4-0.5克/厘米3，這為重力方法劃分巖性分界帶及構造斷裂提供了可行性。

4 重力工作方法實驗

野外數(shù)據(jù)采集使用美國Scintrex公司生產(chǎn)的CG-5自動讀數(shù)重力儀，觀測參數(shù)為相對重力值（gal）。工作前對儀器進行了下列試驗：

（1）靜態(tài)試驗；（2）動態(tài)試驗；（3）一致性試驗；（4）格值和比例因子標定。

5 測量數(shù)據(jù)處理及整理

測點的重力值計算經(jīng)過固體潮改正和混合零點位移改正。固體潮計算以工區(qū)中心作為固體潮計算點，由CG5重力儀自動完成。近區(qū)和中遠區(qū)地形改正應用rgis2006重力處理系統(tǒng)，來進行改正。

6 斷裂帶推斷解釋

從圖1等值線中可以看出，測區(qū)中重力區(qū)域背景場形態(tài)變化相對簡單，重力數(shù)值高、低分帶明顯，測區(qū)中部重力值較低，測區(qū)上半部分與下半部分重力值相對較高，同一巖性內(nèi)重力值高低的不同是由于各巖性的成分細微差異導致的密度差異，以及斷裂帶周圍巖石擠壓破碎影響巖石密度組成所造成。各異常高值區(qū)之間布格重力異常值大小相當，均在20-30mgal之間，各低值區(qū)之間布格重力異常值大小也無明顯變化，均在10-20mgal之間，場值變化幅值在20mgal左右，測區(qū)礫巖、砂巖、頁巖密度在2.1克/厘米3左右，與其他巖性之間密度相差0.4-0.5克/厘米3，所以在等值線圖上可以看出明顯的分界帶。布格重力異?？傮w輪廓與測區(qū)內(nèi)地形呈鏡像關系，這是地殼現(xiàn)代均衡理論的表現(xiàn)，反映了地殼莫霍界面變化總體趨勢。

勘查區(qū)內(nèi)重力梯度帶比較發(fā)育，經(jīng)過數(shù)據(jù)網(wǎng)格化和插值以后，等值線圖異?？傮w延伸和連續(xù)性較好，其展布方向主要為北東走向；以北東向為主的重力等值線和異常軸向是該區(qū)重力圖的主要特征，這與區(qū)域重力場走向吻合，為測區(qū)內(nèi)的主要構造框架。

圖1遼寧省撫順某地區(qū)地熱普查布格重力異常數(shù)據(jù)等值線平面圖（縮略圖）

應用物探成果資料推斷斷裂、破碎帶，重力是以相應重力值變化規(guī)律為基礎，結合已知的地質(zhì)資料進行推斷。一般情況下，斷裂構造在重力測量中表現(xiàn)為沿斷裂帶分布的一系列呈線狀本行排列的等值線密集帶或等值線同形扭曲帶，前者多反映為垂向斷裂或張性斷裂，而后者則表現(xiàn)為平移斷裂或壓扭性斷裂。本區(qū)結合圖1及地表地貌特征推斷以下3條斷裂構造

斷裂構造WF1：北東走向，長7100m余米。

斷裂構造WF2：北東走向，長8600m余米。

斷裂構造WF3：北西走向，長5600m余米。

7 結論

重力測量在本區(qū)應用效果較好，對斷裂范圍的圈定反應較好，高低值異常區(qū)的圈定為鉆孔布設工作提供了依據(jù)。結合地質(zhì)資料，在斷裂區(qū)布設并完成了ZK48-1號鉆孔中，該孔出水量為1000立方米/天，水溫為68度，符合地熱溫泉的標準，這證明重力方法在該地區(qū)的地熱勘查中取得了很好的效果。

8 建議

重力勘探方法在有些時候，會因地形和環(huán)境因素影響存在局限性，工作中若采用綜合物探方法，結合地質(zhì)和化探資料，綜合判斷斷裂構造具體位置會取得良好的應用效果?！?/p>

參考文獻

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