汝州市臨汝鎮(zhèn)地熱資源物探技術(shù)探討

魏新安

摘 要：溫泉鎮(zhèn)溫泉歷史悠久，為我國著名溫泉之一，歷來以溫度高、涌水量大而聞名。為合理開發(fā)溫泉鎮(zhèn)-臨汝鎮(zhèn)地熱資源，該文將針對溫泉鎮(zhèn)地熱資源物探技術(shù)進行探討，為地熱資源試采及進一步勘查提供可靠的科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地熱 物探 研究 臨汝

中圖分類號：P61 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0113-02

溫泉鎮(zhèn)溫泉歷史悠久，為我國著名溫泉之一，歷來以溫度高、涌水量大而聞名。為合理開發(fā)溫泉鎮(zhèn)-臨汝鎮(zhèn)地熱資源，受汝州市溫泉水生態(tài)投資建設有限公司委托，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)勘查院承擔了“河南省汝州市溫泉鎮(zhèn)-臨汝鎮(zhèn)地熱資源預可行性勘查（普查）”工作，物探工作是其中重要組成部分。溫泉鎮(zhèn)測區(qū)行政區(qū)劃隸屬汝州市溫泉鎮(zhèn)，溫泉鎮(zhèn)位于汝州市西部，南臨汝河，北望箕山，西傍廣成湖（澗山水庫），東為汝河沖積平原，西距九朝古都洛陽55 km，東距平頂山市100 km，交通便利。

汝州市地處河南省中部偏西，屬于北溫帶大陸性季風氣候區(qū)，四季分明，光照充足，熱量豐富，而降雨量偏少，旱災多，澇災少，風、雹、霜等氣象災害也有發(fā)生。據(jù)汝州市氣象局資料，近十年年平均降水量553.38 mm。歷年最大降水量為1 170.9 mm（1964年），最小降水量為332.8 mm（1966年），年際最大變化量838.1 mm。汝州市境內(nèi)除北汝河干流外的主要河流有17余條，且均屬淮河水系。分別為黃澗河、蘆溝河、牛澗河、洗耳河、荊河、蟒川河、水溝河、雁子河、官莊河、山王河、朝川河、廟下河、鹿牛河、虎頭河、連圪塔河、口子趙河、灣子河和西小河。全市共建成水庫26座，中型水庫4座（安溝水庫、澗山口水庫、馬廟水庫、滕口水庫），小型水庫22座，測區(qū)內(nèi)主要為北汝河、官莊河等。

溫泉鎮(zhèn)測區(qū)屬低山丘陵地貌向洪積傾斜平原過渡地貌。西部小店以北、柿園以南為低山丘陵地貌，海拔>300 m，最高點大馬山口高程737.7 m。南部關(guān)帝廟—石臺—楊樓以南為丘陵地貌，高程280～450 m。北部主要是洪積傾斜平原地貌，整體地勢北西高、南東低，高程240～320 m。汝河河谷為河流階地地貌，高程220～280 m，冶垟以北汝河河谷高程220 m，為測區(qū)侵蝕基準面。測區(qū)出露地層有第四系、新近系、古近系、三疊系、二疊系、中元古界，寒武系、石炭系隱伏于新安-平頂山斷裂下盤。

溫泉鎮(zhèn)在區(qū)域構(gòu)造上處于下列三大構(gòu)造的復合部位：北西向構(gòu)造帶，溫泉鎮(zhèn)位于臨汝-郟縣槽地的西南部邊緣及溫泉鎮(zhèn)-寶豐隱伏斷裂部位。此斷裂在北西構(gòu)造形跡上，由一個褶皺帶（東唐溝-龍泉鎮(zhèn)），一個倒轉(zhuǎn)向傾（崆峒山-煤窯山）及在此倒轉(zhuǎn)向斜南翼發(fā)育的一組5條深大斷裂組成的斷裂帶?？倶?gòu)造方向310°左右；北東向構(gòu)造帶，區(qū)內(nèi)僅見一組規(guī)模小的壓扭性斷裂；此組斷裂雖小，但切割了西北斷裂，對溫泉鎮(zhèn)礦泉水的出露，起著決定作用；東西向構(gòu)造帶，槽地西南有東西向的九皋山-溫泉鎮(zhèn)斷裂。在溫泉鎮(zhèn)西北面，有近東西向的田湖-臨汝鎮(zhèn)斷裂，此斷裂亦切割北西向斷裂。

根據(jù)地質(zhì)水文資料可知溫泉鎮(zhèn)地熱田以NW向斷裂為控熱斷裂，與北東向構(gòu)造（F6、F7）為導熱斷裂，地熱水賦存在溫泉鎮(zhèn)斷裂破碎帶中，熱儲層為帶狀裂隙含水層。地熱田蓋層厚度小，不具保溫性能，構(gòu)成開放型斷裂帶狀地熱田。故溫泉鎮(zhèn)地熱田是處在較高地熱背景上的深循環(huán)對流型水熱系統(tǒng)。且溫泉鎮(zhèn)地熱田嚴格受斷裂控制，為典型的斷裂帶狀熱儲含水層。其中北東向構(gòu)造（F6、F7）為斷裂的派生斷裂，該斷裂走向約25°，傾向西北，傾角80°?？辈閰^(qū)內(nèi)控制的延伸長度950 m。根據(jù)已有資料，破碎帶寬度一般100～200 m，影響深度大于200 m，結(jié)合現(xiàn)有資料推測，熱儲層富水性強，水熱活動強烈。

根據(jù)收集以往資料分析可知，測區(qū)地下水礦化度較小，水質(zhì)良好，交通便利。但是測區(qū)位于溫泉鎮(zhèn)內(nèi)，地形較為復雜，通視條件較差，工業(yè)游散電流的干擾較為嚴重，接地條件亦較差，這些條件給物探野外工作造成了一定的干擾。溫泉鎮(zhèn)測區(qū)探測的目的層（灰?guī)r破碎帶）與圍巖（完整灰?guī)r）之間存在比較明顯的電阻率及極化率差異，因此，當遇到灰?guī)r、砂巖破碎帶等低阻層時，電測深曲線應呈現(xiàn)明顯的低阻反映，極化率曲線應呈現(xiàn)高極化率反映。因此，該文采用直流電法及瞬變電磁法進行勘查是較為理想的方法選擇。

高密度電阻率法是近年來廣泛應用的一種物探方法，在金屬與非金屬、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶洞穴勘探中得到了廣泛應用。高密度電法為仍然屬于電阻率法的范疇，是在常規(guī)電法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種勘探方法，相當于常規(guī)電法而言，高密度電法具有以下優(yōu)點：（1）電極布設一次性完成，減少了因電極設置引起的干擾和由此帶來的測量誤差；（2）能有效地進行多種電極排列方式的測量，從而可以獲得較豐富的關(guān)于地電結(jié)構(gòu)狀態(tài)的地質(zhì)信息；（3）數(shù)據(jù)采集密集，觀測精度高，數(shù)據(jù)的采集和收錄全部實現(xiàn)了自動化，不僅采集速度快，從而避免了由于人工操作所出現(xiàn)的誤差和錯誤。

激電測深資料的解釋是通過電測深法解釋處理系統(tǒng)VES2005來完成的。VES2005對電測深數(shù)據(jù)的一維反演可以從兩個途徑進行。第一個是人機交互反演，第二個途徑是對電測深數(shù)據(jù)進行自動反演。通過對上述解釋結(jié)果進行綜合處理以及多種校正后，作為最終的解釋成果。高密度電阻率剖面資料的解釋是通過2DRES二維高密度電法數(shù)據(jù)反演軟件進行解釋的，把原始觀測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式、編輯整理后使用快速最小二乘法對所采集的電阻率數(shù)據(jù)進行反演，根據(jù)反演結(jié)果繪制高密度電阻率測深剖面圖。瞬變電磁法觀測數(shù)據(jù)是各測點各個時窗（測道）的感應電壓，需換算成視電阻率、視深度等參數(shù)。瞬變電磁資料的解釋是使用CUGTEM—8瞬變電磁儀自帶的專用解釋軟件。解釋步驟為：首先把所采集的原始數(shù)據(jù)進行整理，然后把整理后的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ctq格式，通過濾波、反演，計算出視電阻率值，最后繪制視電阻率斷面圖。

利用以上物探技術(shù)，查明了溫泉鎮(zhèn)測區(qū)0～200 m深度段的地層巖性、結(jié)構(gòu)及斷裂構(gòu)造分布狀況。為下一步為地熱資源試采及進一步勘查提供可靠的科學依據(jù)。

參考文獻

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