可控源音頻大地電磁法在地?zé)峥碧街械膽?yīng)用
——以臨川溫泉為例

陳 凱 孔德旭 韓飄平

(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 鷹潭 335001)

地?zé)豳Y源是與地球同在取之不盡用之不竭的可再生清潔能源，但隨著溫泉開(kāi)發(fā)利用的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有的溫泉熱水流量已不能滿(mǎn)足需要，在工作區(qū)及周邊地段尋找新的、規(guī)模更大的控?zé)針?gòu)造勢(shì)在必行。

工作區(qū)內(nèi)有水庫(kù)、房屋、道路、高壓電線(xiàn)和生活、建設(shè)用電等，一定程度上會(huì)影響野外地球物理勘探數(shù)據(jù)采集的效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

因可控源音頻大地電磁法具有：勘探深度大，抗干擾力強(qiáng)、工作效率高、收地形影響小等原因，同時(shí)測(cè)線(xiàn)布設(shè)盡量避開(kāi)高圧線(xiàn)、民房等。以期獲得良好的可控源音頻大地電磁測(cè)量數(shù)據(jù)，為工作區(qū)地地?zé)峥碧教峁┬畔ⅰ?/p>

1 地質(zhì)概況及地球物理場(chǎng)特征

臨川溫泉分布于青銅大斷裂NE翼，溫泉從第三紀(jì)與泥盆紀(jì)前之?dāng)鄬又型ㄟ^(guò)第四紀(jì)沖積層溢出，斷層線(xiàn)長(zhǎng)約2000余米，斷層很深，水平與垂直斷劇較大，出露寬度約70～100米。

根據(jù)本區(qū)構(gòu)造特點(diǎn)，溫泉的成因及出露條件來(lái)看，主要受構(gòu)造條件所控制，泉水的形成應(yīng)在侏羅紀(jì)以后，與燕山期火山活動(dòng)所產(chǎn)生的橫斷層(明水?dāng)鄬?以及后期的橫切斷層有密切關(guān)系，溫泉熱能的來(lái)源主要是受地?zé)嵊绊懟蚴茄嗌竭\(yùn)動(dòng)之后，受巖漿的影響(如果花崗巖侵入體中含有一定的放射性元素，在其脫變之后即產(chǎn)生了大量的熱能)。

溫泉水的補(bǔ)給來(lái)源主要是北部和西北部的中低山地區(qū)，大氣降水滲入地下，在地下水循環(huán)過(guò)程中，沿裂隙向南部和東南部流動(dòng)，當(dāng)遇斷層帶時(shí)，使熱水匯集，儲(chǔ)存在斷層或小的裂隙中，并且當(dāng)深部基巖水的補(bǔ)給量小于裂隙脈所容的水量時(shí)，則呈現(xiàn)脈狀的間歇。溫泉通過(guò)第四紀(jì)地層很有可能“漏失”大量的水，且使其水溫降低。

物性差異是地球物理方法的應(yīng)用應(yīng)用的前提，為了有效開(kāi)展CSAMT方法的測(cè)量工作，進(jìn)行了工作區(qū)主要巖石物性測(cè)量，工作區(qū)主要巖石標(biāo)本的電性參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 臨川溫泉區(qū)主要巖石標(biāo)本測(cè)定結(jié)果表

2 工作方法

本次可控源音頻大地電磁法儀器采用加拿大Phoenix公司生產(chǎn)的V8多功能電法儀，采用標(biāo)量測(cè)量法，測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距50m。供電電極AB極距2000m，AB平行于MN。供電電流14A，收發(fā)距10km。工作頻率范圍為0.125～9600Hz，共設(shè)計(jì)51個(gè)頻點(diǎn)。

3 數(shù)據(jù)處理

CSAMT數(shù)據(jù)處理以測(cè)線(xiàn)為單位進(jìn)行，主要的處理過(guò)程分為測(cè)線(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程、反演過(guò)程、繪圖過(guò)程。數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件為加拿大鳳凰公司配套軟件CMT Pro Version，對(duì)電極點(diǎn)位坐標(biāo)偏差校正、曲線(xiàn)自動(dòng)圓滑、跳點(diǎn)處理、兩端壞頻段截?cái)嗵幚?、壞測(cè)點(diǎn)曲線(xiàn)廢棄刪除等；數(shù)據(jù)反演軟件為崔先文研發(fā)的CSAMT-SW，對(duì)近場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、反演；繪圖軟件采用的是surfer，對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行解譯標(biāo)注等。

4 物探成果

可控源音頻大地電磁測(cè)量反演斷面圖進(jìn)行解譯主要依據(jù)為已知地質(zhì)資料和主要巖石的物性參數(shù)。

圖1為L(zhǎng)1線(xiàn)CSAMT二維反演電阻率斷面圖，在剖面0m附近，標(biāo)高80m的電阻率變異帶，推斷為F1斷裂構(gòu)造；在剖面0～460m，地表至標(biāo)高0m的高阻區(qū)，推斷為石炭系華山嶺組；在剖面460～1080m，標(biāo)高至80m的高阻，推斷為石炭系梓山組；在剖面1080m附近的大約65°電阻率變異帶，推斷為F2斷裂構(gòu)造；在剖面1080～2000m，標(biāo)高至-100m范圍內(nèi)的三層次高阻，其間有2層厚度約50m的低阻異常帶，推斷為白堊系茅店組砂礫巖，低阻異常帶為含水層；在剖面0～800m，深部存在高阻區(qū)，推斷為燕山期花崗巖；在剖面，700m～2000m深部有“入”字形低阻異常，推斷為富水區(qū)。

圖2為L(zhǎng)2線(xiàn)CSAMT二維反演電阻率斷面圖，在剖面0m附近的電阻率變異帶，推斷為F1斷裂構(gòu)造，在剖面0～350m，地表至標(biāo)高40m的高阻區(qū)域，推斷為石炭系地層；在剖面0～1320m的高阻區(qū)，推斷為燕山期花崗巖；在剖面1240m附近的傾角大約為70°的電阻率變異帶，推斷為F2斷裂構(gòu)造；在剖面1200m到2000m，地表至標(biāo)高-50m的次高阻層，其間有兩條厚度約20m的低阻異常帶，推斷為白堊系茅店組，其間的低阻異常帶為含水帶；在剖面1600m～1980m，標(biāo)高-580以下低阻區(qū)，推斷此區(qū)域?yàn)楦凰畬印?/p>

圖1 L1線(xiàn)CSAMT二維反演電阻率斷面圖

圖2 L1線(xiàn)CSAMT二維反演電阻率斷面圖

5 結(jié)論

(1)F2構(gòu)造為深大斷裂，產(chǎn)狀約65°～75°，是溫泉主要的導(dǎo)水導(dǎo)熱構(gòu)造。

(2)L1、L2線(xiàn)南東段，300m深度內(nèi)，存在兩個(gè)含水層，主要賦于白堊系茅店組下部灰?guī)r礫巖裂隙溶洞中。在深度400m以下，存在規(guī)模更大的含水區(qū)，與上部?jī)蓚€(gè)含水層由茅店組砂巖、泥巖隔開(kāi)，起到隔水保溫作用，可能是更大的地?zé)徇h(yuǎn)景區(qū)。

(3)綜合本次可控源音頻大地電磁測(cè)量成果，工作區(qū)地下水資源豐富，具有形成地?zé)嵊欣乃摹⒌刭|(zhì)條件。以前地?zé)豳Y源勘探、開(kāi)發(fā)深度主要集中于300m以?xún)?nèi)，在深部還蘊(yùn)藏著更豐富的地?zé)豳Y源有待開(kāi)發(fā)。建議在綜合地質(zhì)、水文和已有鉆探資料等充分研究基礎(chǔ)上，在F2斷裂附近頂部有蓋板的深部含水區(qū)布設(shè)鉆孔。

[1]曹俊昌，龔育齡，方根顯.2006，綜合物探方法在江西臨川溫泉勘查中的應(yīng)用，工程勘察.

[2]張孟才，寇偉，寇通.2017，地?zé)豳Y源物探勘查的幾點(diǎn)淺識(shí)，百度文庫(kù).