CSAMT 法在臥龍湖地?zé)峥碧街械膽?yīng)用

趙志宇

（東北煤田地質(zhì)局物探測量隊，遼寧 沈陽 110101）

地?zé)豳Y源是來自地球內(nèi)部核裂變產(chǎn)生的一種清潔能量資源。具有可再生性，對于減少環(huán)境污染、緩解資源利用壓力、提高能源利用效率具有巨大的作用。目前，地?zé)崮芤驯粡V泛應(yīng)用于取暖、制冷、溫泉及發(fā)電中，幫助促進國民經(jīng)濟健康綠色發(fā)展。CSAMT 法，又稱可控源音頻大地電磁測深法，CSAMT[1]法采用人工場源，不受場外源的影響，抗干擾能力強。由于其發(fā)射功率大，橫向分辨率高，勘探深度大，對于深部地?zé)峥碧骄哂泻芎玫膽?yīng)用效果。工區(qū)位于臥龍湖景區(qū)內(nèi)，采用CSAMT（可控源音頻大地電磁測深）進行地?zé)峥碧剑瑸橄乱徊姐@探工作提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

工區(qū)區(qū)域地層基底為古生界、中元古界和新太古界地層，蓋層為中、新生界地層。自下而上為太古界前震旦系，中元古界薊縣系、青白口系，古生界奧陶-志留系下二臺子群、石炭系中統(tǒng)明城組，中生界侏羅系、白堊系，新生界第四系。

工區(qū)大地構(gòu)造位置處于西部新華夏系閭山-山海關(guān)凸起和東部第二巨型隆起帶西豐-旅大斷裂之間的康平-新民凸起的康平凸起段。北有庫倫-甘旗卡-四平東西向隆起，南有珠爾山-三面船東西向斷褶帶與南側(cè)的下遼河凹陷相隔。屬松遼盆地南端。

工區(qū)周圍區(qū)域巖漿巖活動主要有燕山早期和燕山晚期巖漿巖活動。燕山早期侵入巖為花崗巖，其巖性主要為淺肉紅色黑云母花崗巖、黑云母鉀長花崗巖；燕山晚期侵入巖為火山巖和火山碎屑巖，主要巖性為灰色、淺灰色安山巖，組成建昌組（義縣組），其分布規(guī)律。

1.2 地?zé)岬刭|(zhì)條件

勘探區(qū)的蓋層是古生界變質(zhì)巖系基底上形成穩(wěn)定的碎屑巖為主的沉積建造，地層巖性主要為中生界白堊系孫家灣組砂礫巖、泥巖。熱儲層主要為基底變質(zhì)巖古風(fēng)化殼。地表水經(jīng)深循環(huán)后，在充分吸收深部熱量后，通過斷裂和含水層導(dǎo)通賦存于上述熱儲層（帶）中。斷裂帶和孔隙裂隙發(fā)育帶則更有利于地下熱水的運移和富集。

1.3 地球物理特征

可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）方法由人工向地下供入音頻諧變電流建立電磁場，通過儀器在地面接收從地下反饋來的帶有地層特征的信息，根據(jù)不同時代、巖性地層電性特征達到勘查目的。

由于本區(qū)上部為第四系，全區(qū)廣泛發(fā)育，以殘坡積及沖洪積沉積物為主，由腐植土、黏性土和砂、礫石等組成，厚度30 m 左右，表現(xiàn)為低阻特征，視電阻率大致位于0～100 Ω·m；白堊系泉頭組巖性主要以泥巖、泥質(zhì)砂巖夾細砂巖、砂礫巖為主，厚度120 m 左右，亦表現(xiàn)出低阻特征，視電阻率大致為100～300 Ω·m；白堊系三臺子組為主要含煤地層，巖性主要以砂巖、礫巖、泥巖、砂礫巖為主，厚度大約700 m，主要表現(xiàn)出中低阻特征，視電阻率大致為200～2 200 Ω·m；白堊系義縣組地層主要巖性為灰色、淺灰色安山巖，厚度400 m 左右，表現(xiàn)出高阻特征，視電阻率大致為2 200～3 000 Ω·m；奧陶-志留系地層主要巖性為片巖、變質(zhì)巖、大理巖，厚度在1 000 m 左右，表現(xiàn)出高阻特征，視電阻率在3 000 Ω·m 以上；太古界巖性主要為花崗片麻巖、云母片巖、石英片巖、角閃片巖和綠泥片巖等，因此為高阻特征，視電阻率3 000～3 400 Ω·m。從以上分層來看，良好的地球物理特性為完成本次勘探的工作任務(wù)奠定了良好基礎(chǔ)。

2 工作方法與工程布置

2.1 基本原理

CSAMT 法在勘查深部地質(zhì)構(gòu)造方面具有較大優(yōu)勢，具有低阻高敏感性，可有效規(guī)避高阻屏蔽，分辨能力（橫向）強，信號穩(wěn)定，高信噪比，高效、經(jīng)濟等優(yōu)點[2]，使其在直接找礦、找礦前景預(yù)測、研究成礦目的層展布規(guī)律、探尋隱伏構(gòu)造及侵入巖體等方面得到廣泛應(yīng)用。

2.2 施工儀器與施工布置

使用儀器為加拿大鳳凰公司生產(chǎn)的V8-6R、RXU-3ER多功能接收機和TXU-30 發(fā)射機。工作頻率選擇為9 600～0.125 Hz，共37 個頻率點。施工采用赤道偶極測量裝置。接收至發(fā)射距離大于10.7 km，接收區(qū)域在發(fā)射偶極中心點的25°角的三角形面積內(nèi)。

2.3 勘探線布置

根據(jù)地質(zhì)任務(wù)和場地條件，在勘探區(qū)內(nèi)共布置8 條測線，基本點距為50 m，如圖1 所示。

3 資料處理與解釋

3.1 解釋處理

解釋處理包括把自由坐標(biāo)以大地三維坐標(biāo)替換，將特定的數(shù)據(jù)組繪制常規(guī)圖件及通過必要的歸一化、靜態(tài)校正、濾波和導(dǎo)數(shù)計算來增強某種影響，如通過相減、相除或?qū)Φ阮l率、等深度的平均值進行重合疊加，從一組數(shù)據(jù)中消除其層狀效應(yīng)，重合疊加法能消除區(qū)域影響，增強復(fù)雜層狀介質(zhì)中微弱的橫向影響，如果濾波得當(dāng)可以使細微異常特征突出出來。W3、W4、W8 線視電阻率綜合解釋剖面如圖2 所示。

圖1 施工布置圖

圖2 W3、W4、W8 線視電阻率綜合解釋剖面圖

圖3 立體水平切片圖

反演解釋處理使用的是中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的CSAMT-SW 反演軟件。該軟件功能強大，可對原始采集數(shù)據(jù)進行編輯處理，諸如歸一化、靜態(tài)位移校正、濾波、近場改正等。該軟件主要特點是對整條剖面的ρa 斷面進行一維聯(lián)合反演，反演過程采用曲線圓滑法，最終提供反演后的電阻率剖面圖，供推斷解釋使用。

3.2 推斷解釋

立體水平切片情況如圖3 所示。

縱觀這3 條剖面，淺部及中上部（地表至標(biāo)高-750 m之間）電阻率普遍在10～2 000 Ω·m 間變化，巖性橫向變化穩(wěn)定，電阻率未發(fā)現(xiàn)明顯扭曲；而標(biāo)高-750～-2 300 m 位置處，視電阻率等值線均發(fā)生扭曲，根據(jù)折曲形態(tài)初步推斷其為一走向近北東-南西向隱伏斷層，斷距70～300 m，傾向西南方向；在-2 300 m 至向下的地層中，等值線出現(xiàn)嚴(yán)重扭曲，橫行變化無規(guī)律性，在W8 線出現(xiàn)一較大區(qū)域低阻異常圈閉，一方面反應(yīng)地層巖性的變化，一方面表現(xiàn)地層富水性變化。同時根據(jù)現(xiàn)場踏勘及實測資料可以發(fā)現(xiàn)上述推斷的斷層位置恰巧位于低阻異常區(qū)內(nèi)。因此結(jié)合區(qū)域地層及本次物探成果分析，在W8 線W8-17 號點附近地下2 600 m 處為賦水有利區(qū)。根據(jù)視電阻率擬斷面圖繪制各層視電阻率水平切片圖，從切片圖可以看出，上節(jié)提到的賦水有利區(qū)在標(biāo)高-2 400 m 切片上開始表現(xiàn)，且幅值較大，為地?zé)豳Y源的形成提供了較好的條件。

4 結(jié)論

通過對該區(qū)所有測線反演結(jié)果分析，結(jié)合以往地質(zhì)勘探資料及現(xiàn)場實測斷層位置，綜合分析并形成如下結(jié)論：勘探區(qū)存在一條東北—西南向較大斷裂構(gòu)造，推斷該斷裂為區(qū)域較大斷裂，該區(qū)北東向斷裂在區(qū)域上以張性為主，有利于地表水對下部地?zé)釋拥倪\移；該區(qū)深部存在一個較大的低阻異常圈閉區(qū)域，賦水性相對圍巖較好。本次電法勘探結(jié)果取得了較好效果，為下一步鉆探工作提供了依據(jù)。