CSAMT法在撫順深部地?zé)豳Y源勘查中的應(yīng)用

摘 要：地?zé)豳Y源是清潔而寶貴的礦產(chǎn)資源，迄今為止對(duì)地?zé)豳Y源的勘查程度較低，球物探勘探是一種快速勘查地?zé)豳Y源的有效方法。在撫順某地區(qū)內(nèi)采用可控源音頻大地電磁測(cè)深法（CSAMT）進(jìn)行了地?zé)豳Y源勘查工作，利用物探異常尋找了一處隱伏的斷裂構(gòu)造，并鉆孔驗(yàn)證，證實(shí)了CSAMT方法在尋找深部地?zé)豳Y源的可行性。

關(guān)鍵詞：可控源音頻大地電磁測(cè)深；地?zé)豳Y源；斷裂

地球物探勘探是一種快速勘查地?zé)豳Y源的有效方法。它可以調(diào)查控制熱水的地質(zhì)構(gòu)造與地?zé)嵊嘘P(guān)的火成巖的分布，圈定地下熱水的分布范圍，確定地?zé)嵘w層厚度、儲(chǔ)熱層的埋深和推測(cè)熱源的位置，推算地?zé)釡囟?、熱?chǔ)量等，為開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源提供可靠的資料。

1 地質(zhì)概況

1.1 巖性

區(qū)內(nèi)結(jié)晶基底為大面積出露的太古界鞍山群，并遭受到了強(qiáng)烈混合巖化及混合花崗巖化。蓋層面積局限，有中元古界長(zhǎng)城系、中生界侏羅系、白堊系及新生界第三系、第四系。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)北東東向斷裂以由數(shù)條平行的逆掩斷層組成的渾河斷裂為代表，是撫順地區(qū)一條重要的主干斷裂帶。渾河斷裂在其形成后的漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史中多期活動(dòng)，控制了區(qū)域地層沉積、構(gòu)造活動(dòng)，在渾河斷裂的兩側(cè)形成了眾多的低序次構(gòu)造。

1.3 地?zé)岬刭|(zhì)條件

根據(jù)以往有關(guān)地?zé)岬刭|(zhì)資料推知，工作區(qū)垂向上常溫帶深度一般在20～40m之間，常溫帶背景地溫一般為8～10℃，地溫梯度值在1.5～3℃/100m，地溫異常臨界值確定為常溫帶大于13℃，地溫梯度均不大于4℃/100m，地下熱水屬低溫?zé)崴?。周邊沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有地下熱水出露。

地下熱水的形成必須同時(shí)具備熱源和水源。地下水通過(guò)斷裂破碎帶的深層運(yùn)移得到補(bǔ)給；地下熱水均是地下水在深循環(huán)過(guò)程中不斷獲取巖層熱量而成，工作區(qū)的深層地?zé)釃?yán)格受斷裂構(gòu)造控制，特別是深大斷裂的存在是開(kāi)發(fā)深層地?zé)豳Y源的關(guān)鍵所在。區(qū)內(nèi)具備一定的構(gòu)造條件，北西向次生斷裂向南東與渾河主干斷裂帶相匯，為地下水提供了較為理想的儲(chǔ)存場(chǎng)所和流動(dòng)通道，深層熱水極有可能賦存于這一儲(chǔ)水構(gòu)造之中，受斷裂構(gòu)造所控制呈帶狀分布。

2 工作方法

2.1 野外工作方法

根據(jù)實(shí)地試驗(yàn)確定本次工作的收發(fā)距為11km，發(fā)射偶極距AB=2km，最大供電電流為18A。測(cè)點(diǎn)偏離法神偶極中垂線最大角度2°，符合理論上小于3°的要求。最低頻率為1Hz，測(cè)量參數(shù)為卡尼亞電阻率及阻抗相位。

2.2 資料處理

可控源數(shù)據(jù)處理分為兩步：預(yù)處理和解釋處理。通過(guò)預(yù)處理剔除、壓制或校正CSAMT數(shù)據(jù)中的各種噪聲的影響。處理方法包括：數(shù)據(jù)編輯、靜位移校正、地形校正及過(guò)渡區(qū)校正。解釋處理是通過(guò)軟件對(duì)特定的數(shù)據(jù)進(jìn)行近場(chǎng)校正、靜態(tài)校正以及一、二維反演。一位反演是在各測(cè)點(diǎn)的曲線相應(yīng)基礎(chǔ)上作單點(diǎn)反演，然后將同一測(cè)線的單點(diǎn)反演數(shù)據(jù)連成剖面，充分利用每點(diǎn)的信息，相鄰測(cè)點(diǎn)的細(xì)微差別在剖面上都有所反應(yīng)。二維反演是把要擬合的數(shù)據(jù)擴(kuò)展成一條剖面上若干測(cè)點(diǎn)處，在一維反演的基礎(chǔ)上進(jìn)行非線性共軛梯度法二維反演。

3 成果解釋及驗(yàn)證

經(jīng)資料處理后利用軟件對(duì)Ⅰ線進(jìn)行了二維反演并繪制電阻率斷面圖，電阻率斷面圖的反映了剖面線縱向和橫向上的電性變化特征。對(duì)比地質(zhì)構(gòu)造條件，結(jié)合電性資料綜合分析認(rèn)為，低阻帶反映的是巖石破碎。基巖裂隙由于充水或充泥導(dǎo)致電阻率明顯降低；中阻帶表示是過(guò)渡帶；高阻帶表明基巖相對(duì)完整。那些成帶狀的，有一定產(chǎn)狀的低阻異常極有可能為斷裂構(gòu)造，基本特征為：（1）條帶狀低阻異常；（2）電阻率等值線突變扭曲帶，呈“U”型狀或階梯型突變。

由圖1可以看出斷面圖縱向上由淺至深電阻率有遞增的趨勢(shì)，一般從50Ω.m遞增到3000Ω.m，對(duì)應(yīng)反映的是第四系、基巖風(fēng)化層及完整基巖層。反演結(jié)果橫向分辨率較好，可以較好的劃分?jǐn)嗔哑扑閹У奈恢?、產(chǎn)狀及規(guī)模。從電阻率的分布特征可以看出，按電阻率的相對(duì)高低可劃分?jǐn)嗔哑扑閹У奈恢?，低阻帶電阻率大小一般?00～800Ω.m；電阻率大于1000Ω.m，推斷為完整基巖。可以根據(jù)低阻帶的形態(tài)、變化趨勢(shì)及規(guī)模大小確定斷裂的產(chǎn)狀與規(guī)模。

由圖1可以看出，在1100～1500之間電阻率等值線發(fā)生明顯的突變，呈“U”型中低阻異常，電阻率大小為200～500Ω.m，且電阻率值相對(duì)變低，推測(cè)巖石破碎程度較高。推測(cè)該條帶狀異常是由隱伏的斷層所引起，向下延伸約1700m。該斷層傾角約為80°，破碎帶寬50～100m，影響帶寬大于100m。

由CSAMT法成果推測(cè)工作區(qū)存在一南北向隱伏斷層，推測(cè)該斷層應(yīng)是工作區(qū)內(nèi)的控?zé)針?gòu)造，對(duì)地下熱水起到很大的傳導(dǎo)作用。南北向隱伏斷層為地下水提供了較為理想的儲(chǔ)存場(chǎng)所和流動(dòng)通道，深層熱水極有可能賦存于這一儲(chǔ)水構(gòu)造之中，受斷裂構(gòu)造所控制呈帶狀分布。

根據(jù)可控源音頻大地電磁測(cè)深法的工作成果，在Ⅰ線1340點(diǎn)位置布設(shè)了鉆孔ZK001，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，在孔深1638m處見(jiàn)熱水，孔口水溫達(dá)49°，涌水量1160m3/d。在該區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了地?zé)峋愕耐黄啤３晒Φ淖C實(shí)了CSAMT在尋找深部地?zé)豳Y源的可行性。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工作區(qū)內(nèi)利用CSAMT法發(fā)現(xiàn)隱伏的斷裂F1，并確定了其產(chǎn)狀及破碎情況，推測(cè)其含水性較好，經(jīng)鉆孔證實(shí)與本次勘查工作成果吻合較好。本次工作證實(shí)了可控源音頻大地電磁測(cè)深法是尋找與地?zé)嵯嚓P(guān)聯(lián)的深部斷裂構(gòu)造是最經(jīng)濟(jì)有效的方法，該方法探測(cè)深度大，分辨率高。可控源音頻大地電磁測(cè)深法的應(yīng)用，使快速尋找深部地?zé)岢蔀橐环N可能。

參考文獻(xiàn)

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