CSAMT法在梁山地區(qū)地?zé)豳Y源勘查中的應(yīng)用

冒我冬

（山東省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)，山東 濟(jì)南 250104）

1 工作區(qū)概況

工作區(qū)位于梁山縣西部、鄆城縣北部。處于黃河沖積平原的前緣，地形西高東低、南北高中間低平，呈簸箕狀向東逐漸緩降。

1.1 巖性

該區(qū)地層和構(gòu)造情況較為簡(jiǎn)單，工區(qū)均被第四系覆蓋，巖性以粘土及粉砂質(zhì)粘土為主，厚度約幾十米至幾百米；下伏第三系地層主要以紫色泥巖、砂巖、砂礫巖為主。二疊系巖性由灰色、黑灰色砂巖、粉砂巖及泥巖組成，石炭系在本區(qū)賦存本溪組和太原組，巖性以灰黑色泥巖、頁(yè)巖、砂巖為主，夾灰?guī)r及煤層。石炭系下方為奧陶系地層，巖性以厚層狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造是東西向汶泗斷裂和南北向東阿斷層、田橋斷層。工作區(qū)周邊勘探程度較高，工作區(qū)內(nèi)勘探程度低。

2 工作方法

2.1 方法原理及儀器

可控源音頻大地電磁法簡(jiǎn)稱CSAMT法。該方法是20世紀(jì)80年代末興起的一種地球物理技術(shù)，基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組導(dǎo)出的水平電偶極源在地面上的電場(chǎng)及磁場(chǎng)，在地面上觀測(cè)2個(gè)正交的水平電磁場(chǎng)（Ex，Hy）獲得地下的視電阻率ρs。當(dāng)?shù)乇黼娮杪使潭〞r(shí)，電磁波的傳播速度（或探測(cè)深度）與頻率成反比。高頻時(shí)，探測(cè)深度淺，低頻時(shí)，探測(cè)深度深，可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測(cè)深度，從而達(dá)到變頻測(cè)深的目的。

本次CSAMT工作采用加拿大鳳凰公司的地球物理電磁觀測(cè)系統(tǒng)V8電法工作站。

2.2 野外工作方法

根據(jù)試驗(yàn)確定本次勘探發(fā)射偶極距為1.5km，收發(fā)距為11～12km，發(fā)射頻率為0.25～2560Hz，低頻發(fā)射電流為20A，測(cè)線方向與發(fā)射偶極平行，測(cè)量參數(shù)為卡尼亞視電阻率及阻抗相位，保證信噪比和勘探深度，滿足了本次勘探要求。

2.3 數(shù)據(jù)處理

可控源音頻大地電磁法數(shù)據(jù)處理分為預(yù)處理和解釋處理。預(yù)處理工作利用V8電法工作站生產(chǎn)廠家加拿大鳳凰公司CMTpro模塊完成，進(jìn)行了數(shù)據(jù)編輯、畸變點(diǎn)剔除、校正等工作。解釋處理采用美國(guó)zonge公司開發(fā)的scs2d軟件進(jìn)行了近場(chǎng)校正、靜態(tài)校正以及一維、二維反演。一維反演是在各測(cè)點(diǎn)卡尼亞視電阻率曲線的基礎(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，剖面的細(xì)部特征較明顯。二維反演則將相鄰測(cè)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合反演，相對(duì)較圓滑。反演完成之后，最后選擇比較逼近真實(shí)地質(zhì)模型的反演結(jié)果，利用Surfer軟件繪制成圖。

3 異常特征及地質(zhì)解釋

3.1 反演剖面與已知鉆孔對(duì)比分析

圖1為L(zhǎng)1線反演電阻率斷面圖，斷面圖橫坐標(biāo)為點(diǎn)號(hào)，縱坐標(biāo)為標(biāo)高。

斷面圖顯示該地區(qū)地層為水平層狀地層，反演電阻率斷面圖上淺部電阻率等值線大體呈水平層狀分布，與實(shí)際地層情況吻合。L1線反演電阻率斷面圖上顯示新生界地層電阻率較低，約為5～20Ω.m，該地段新生界地層厚度約為250～450m，往小號(hào)方向新生界地層深度逐漸增加。鉆孔位置4000樁號(hào)附近新生界地層厚度約300m，與鉆孔揭露Q+N深度306吻合。鉆孔揭露新近系下部有部分石炭系地層賦存，厚度約62m，石炭系下方為170m奧陶系地層，再往深部為1062.3m泰山群Art地層，斷面圖上進(jìn)入奧陶系地層后，電阻率等值線變化較劇烈，奧陶系和泰山群地層顯示為高阻特征，電阻率一般大于50Ω.m，斷面圖上顯示深度與鉆孔揭露深度吻合較好。

圖1 L1線視電阻率擬斷面圖

綜合地層與反演電阻率斷面圖橫向與縱向?qū)Ρ确治?，認(rèn)為本次反演結(jié)果與鉆孔揭露情況、地層實(shí)際情況對(duì)應(yīng)較好。

樁號(hào)2800～3200點(diǎn)位置，新生界地層下方電阻率等值線變化劇烈，呈向小號(hào)方向傾的趨勢(shì)，推斷為汶泗（支）斷層的反映。樁號(hào)1800～2000點(diǎn)位置兩側(cè)電性變化劇烈，小號(hào)側(cè)電阻率比大號(hào)側(cè)電阻率整體偏小，推斷汶泗斷層從該位置穿過。推斷1100～1600樁號(hào)奧陶系頂界面約位于-1000～ -1200m標(biāo)高位置。

3.2 斷裂構(gòu)造的分析

圖2 L3線視電阻率擬斷面圖

從L3線視電阻率擬斷面圖可以看出，-200～-300m標(biāo)高以淺橫向上電性特征較一致，呈低阻特征，電阻率值約5～20Ω.m，為第四系和新近系地層的反映，往小號(hào)方向，新近系底界面深度逐漸增加。

新近系下方應(yīng)有石炭系奧陶系地層賦存，-200～-600m標(biāo)高電阻率等值線整體呈層狀分布，電阻率等值線向大號(hào)方向傾，推斷地層向大號(hào)方向傾，與新近系底界面呈不整合接觸。-600m標(biāo)高下方電阻率等值線呈不規(guī)則分布，成層性不明顯，推斷為泰山群地層的反映。

7000～7200 樁號(hào)附近電阻率等值線變化劇烈，向小號(hào)方向傾，兩側(cè)電性呈臺(tái)階狀分布，推斷該位置為東阿斷層的反映，東阿斷層向小號(hào)方向傾，斷距約300m。

4 地質(zhì)成果

（1）綜合本區(qū)視電阻率反演斷面圖分析可知，測(cè)區(qū)新生界底界面東北淺，西南部深，最深處位于測(cè)線的最小號(hào)位置；

（2）工作區(qū)斷層較多，構(gòu)造較為復(fù)雜，從斷面圖上顯示的斷點(diǎn)一般較為清晰，大部分?jǐn)帱c(diǎn)可靠性較高，通過本次物探工作解釋了區(qū)域構(gòu)造汶泗斷層、汶泗支斷層、東阿斷層、東阿支斷層、倪樓斷層及田橋斷層在區(qū)內(nèi)范圍的位置、走向及落差情況，但因測(cè)線網(wǎng)度較稀，在斷層組合上仍存在一定局限性；

（3）根據(jù)各條測(cè)線斷面圖的電阻率解釋了奧陶系頂界面的層位，分析了埋藏深度及形態(tài)特征，本次奧陶系底界面根據(jù)泰山群地層電阻率等值線不成層分布，一般呈直立或不規(guī)則形態(tài)分布的特點(diǎn)進(jìn)行劃分，斷面圖上顯示各條測(cè)線中間及大號(hào)位置埋深較淺，測(cè)線小號(hào)位置受東阿斷層、汶泗斷層影響，奧陶系地層埋藏較深。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過CSAMT法勘探基本查明了測(cè)線控制范圍的較大的斷裂構(gòu)造，推斷了工作區(qū)的地層結(jié)構(gòu)，起伏形態(tài)及熱儲(chǔ)層奧陶系頂界面的深度，為下一步地?zé)豳Y源的勘查提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)，取得了很好的地質(zhì)效果。