基于江西三爪侖地區(qū)液體礦產(chǎn)勘查工作綜合分析

葉洪巖

（北京泰利新能源科技發(fā)展有限公司，北京 100000）

1 區(qū)域構(gòu)造

（1）褶皺構(gòu)造。分為蓋層褶皺和基底褶皺，蓋層褶皺為白崖山～武寧崖復(fù)背斜，基底褶皺為修水～武寧復(fù)向斜。白崖山～武寧崖復(fù)背斜：主要由兩部分構(gòu)成，分別為震旦系和寒武系，并且后者量相對(duì)較少。再北部邊緣區(qū)域，寒武系構(gòu)成了兩個(gè)較小短軸次級(jí)向斜，軸的方向接近東西，傾角20°～40°，北翼較南翼平緩。修水～武寧復(fù)向斜：西起修水古市，東到武寧柘林水庫(kù)以東一帶。軸線的方向大約與東西方向平齊，為一倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜。項(xiàng)目區(qū)處于修水-武寧復(fù)向斜南翼。

（2）斷裂構(gòu)造。工作區(qū)附近分布區(qū)域性深、大斷裂構(gòu)造，主要有斷裂：渣津～柘林大斷裂、銅鼓～羅溪大斷裂、宜豐～羅溪斷裂。渣津～柘林大斷裂（F33）：斷裂產(chǎn)狀，西段南傾為主，東段大部北傾，并且傾角的分布范圍在65°～75°。該斷裂和修水河谷北邊方向上的古市～德安深斷裂基本呈現(xiàn)平行狀態(tài)，且兩個(gè)斷裂具有類似的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，應(yīng)該是在相同時(shí)間范圍內(nèi)形成，且整個(gè)發(fā)展演化歷程相同，只是前者的影響深度較后者相對(duì)小。沿銅鼓～羅溪大斷裂分布溫泉店，溫度大于40℃，說明該斷裂是一條溝通深部熱源的區(qū)域性導(dǎo)熱斷裂。宜豐-羅溪斷裂（F11）：一般性斷裂，走向北北東，沿?cái)嗔逊植紲厝c(diǎn)，溫度一般25℃～60℃，為區(qū)域性導(dǎo)熱斷裂。

2 地球物理勘查

（1）物探勘查工作部署。根據(jù)收集的資料以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，在勘查區(qū)布置物探工作。主要選擇的物探手段有可控源音頻大地電磁測(cè)深、大地電場(chǎng)巖性測(cè)深兩種方法。首先需要在勘查區(qū)域使用第一種物探方法，初步確定開發(fā)的井位，然后采用大地電場(chǎng)巖性測(cè)深摸清地層富水性分布情況。

投入的物探工作量：①垂直斷裂構(gòu)造布置可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面9.8公里，點(diǎn)距50m。②重點(diǎn)位置布置大地電場(chǎng)巖性測(cè)深8個(gè)點(diǎn)。

（2）物探勘查方法基本原理簡(jiǎn)介?？煽卦匆纛l大地電磁測(cè)深法：此種物探勘察方法可以簡(jiǎn)稱為CSAMT法，該法把有限長(zhǎng)度的接地偶極子作為場(chǎng)源，然后接地偶極子周圍檢測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)，基于檢查結(jié)果判斷是否存在礦產(chǎn)。本次勘查選用的是赤道偶極裝置來實(shí)施標(biāo)量測(cè)量，檢測(cè)過程中同時(shí)對(duì)與場(chǎng)源平行和垂直的電場(chǎng)分量Ex和Hy進(jìn)行觀測(cè)，其中如圖1所示為可控源電磁測(cè)深方法測(cè)量裝置示意圖。本次勘查中，在電偶源中垂線兩邊分別30°角構(gòu)成的扇形面積內(nèi)部設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，如果接收點(diǎn)與發(fā)射偶極源之間的距離比較大時(shí)（r＞4δ），那么可以認(rèn)為測(cè)點(diǎn)處的電磁場(chǎng)為平面波?？v所周知，電磁波進(jìn)行傳播過程中其能量會(huì)逐漸被吸收，因此其強(qiáng)度隨著傳播距離的延長(zhǎng)而逐漸削弱，當(dāng)電磁波振幅削弱至地表振幅的1/e時(shí)，這時(shí)候其傳播距離就被稱之為趨膚深度（δ），該深度也就是電磁法能夠勘探的最大理論深度。

圖1 可控源電磁測(cè)深方法測(cè)量裝置示意圖

具體操作時(shí)，真實(shí)的探測(cè)深度（d）不一定就是趨膚深度，兩者之間存在一定的偏差。實(shí)際操作時(shí)探測(cè)深度的經(jīng)驗(yàn)公式如下式所示：

由上式可以看出，探測(cè)深度與頻率之間存在一定的關(guān)系，頻率越大則探測(cè)深度越小，頻率越小則探測(cè)深度越大。因此可以通過調(diào)整發(fā)射頻率來改變探測(cè)深度。

在進(jìn)行勘查過程中，設(shè)備的發(fā)射功率無法無限擴(kuò)大，以此必須將收發(fā)間距控制在一定范圍內(nèi)才可以確保有足夠的信噪比，因此較遠(yuǎn)區(qū)域就無法滿足該條件，同時(shí)部分頻點(diǎn)可能處于過渡區(qū)。此時(shí)需要針對(duì)過渡區(qū)進(jìn)行修正，并且要求rmin＞0.5δ。

野外測(cè)量點(diǎn)距50m，測(cè)量電極距MN=50m，供電電極距AB=1000m，供電電極采用鋼電極方形布置，每端電極數(shù)目不少于30跟，收發(fā)距r=5500m～7000m，工作頻率范圍：0.125Hz～8192Hz。

3 物探勘查質(zhì)量評(píng)價(jià)及解釋方法

工作共完成可控源音頻大地電磁測(cè)深質(zhì)量檢查點(diǎn)12，該數(shù)量占據(jù)所有測(cè)量點(diǎn)的比例為6.03%。視電阻率平均均方相對(duì)誤差4.28%。所采集的數(shù)據(jù)均在誤差范圍內(nèi)，可進(jìn)一步用于地質(zhì)解釋。大地電場(chǎng)巖性測(cè)深點(diǎn)8個(gè)，采集深度3000m，采集步長(zhǎng)2m垂深。本次物探完成可控源測(cè)線9.8km，共計(jì)7條測(cè)線，依據(jù)剖面形態(tài)分析其測(cè)量過程中很好的避開了干擾區(qū)域，數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，整體物探工作質(zhì)量較高。 本報(bào)告中采用地質(zhì)結(jié)合物探綜合解譯，以區(qū)域地質(zhì)資料以及地質(zhì)調(diào)查成果為主，依據(jù)斷裂的平面展布情況，解譯物探成果中斷裂的分布以及深部空間展布情況。

4 勘查工作綜合分析

（1）斷裂綜合分析。地質(zhì)調(diào)查中對(duì)于斷裂F1、F2、F3符合程度較好，F(xiàn)4為調(diào)查斷裂。

在CSAMT中，F(xiàn)w1為斷裂F1的顯示；Fw2為F2的顯示；Fw4為F4的顯示；Fw3為推測(cè)斷裂，深度上顯示為連續(xù)低阻帶。

F1斷裂為項(xiàng)目區(qū)主要斷裂構(gòu)造，在大地電場(chǎng)巖性測(cè)深點(diǎn) D2（450m～550m）、D1（850m）、D5（2300m～2500m）、D6（2300m～2400m）、D4（2600m～2800m）、D7（2300m～2500m）、D8（2350m顯示富水性較差）認(rèn)為為該斷裂構(gòu)造的破碎帶顯示。計(jì)算F1斷裂傾角在77°左右，與調(diào)查認(rèn)為該斷裂傾角在70°～80°較吻合。

（2）推薦井位。依據(jù)勘查工作成果以及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件，本次勘查工作推薦鉆孔孔位2個(gè)。

表1 推薦鉆孔孔位一覽表

ZK1鉆孔：巖性探測(cè)點(diǎn)D6#，主力儲(chǔ)水層應(yīng)為第三、六、七、八、九、十二、十四層，巖性探測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)該點(diǎn)為較好儲(chǔ)水層。CSAMT測(cè)線2對(duì)應(yīng)第五層-第十層（1000-2300m）低阻顯示，建議設(shè)計(jì)井深2800m。ZK1為優(yōu)選鉆孔位置。

ZK2鉆孔：巖性探測(cè)點(diǎn)D4#，主力儲(chǔ)水層應(yīng)為第四、五、六、十、十一、十二、十三層，巖性探測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)該點(diǎn)為較好儲(chǔ)水層。CSAMT測(cè)線2對(duì)應(yīng)第三層-第十層（800m～2300m）低阻顯示，建議設(shè)計(jì)井深3000m。

5 井深預(yù)測(cè)

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，綜合分析本次工作所獲物探成果資料，推測(cè)在所選井位鉆進(jìn)。為了鉆遇更多的含水層，保證擬建井出水量和較高的出水溫度，降低成井風(fēng)險(xiǎn)，ZK1預(yù)測(cè)成井深度2800m，ZK2預(yù)測(cè)成井深度3000m。

6 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目地?zé)峋捎枚_結(jié)構(gòu)：一開：Φ311.1mm鉆頭鉆進(jìn)至500m，下入Φ244.5mm×10.03mmN80型表層套管；全井段固井。二開：Φ216mm鉆頭鉆進(jìn)至1500m，下入Φ177.8mm×8.05mmJ55技術(shù)套管；三開：Φ152mm鉆頭鉆進(jìn)至2800m（3000m）終孔，一般裸眼成井，地層破碎時(shí)，下入Φ127mm花管。

7 結(jié)論

（1）工作區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）江南臺(tái)?。á?）九嶺-高臺(tái)山臺(tái)拱（Ⅲ4）九嶺穹斷束（Ⅳ9）構(gòu)造單元，主要斷裂構(gòu)造為渣津～柘林大斷裂、銅鼓～羅溪大斷裂、宜豐～羅溪斷裂。

（2）銅鼓～羅溪大斷裂、宜豐～羅溪斷裂在工作區(qū)西側(cè)位置穿過，為溝通深部熱源的區(qū)域性斷裂，是區(qū)域重要的導(dǎo)熱通道。工作區(qū)內(nèi)北東東和北西向斷裂發(fā)育，且相互穿插切割，構(gòu)成了斷裂構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)，為工作區(qū)導(dǎo)熱、導(dǎo)水構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)造在該層易形成構(gòu)造裂隙，具備形成基巖構(gòu)造裂隙水的條件，為工作區(qū)熱儲(chǔ)層。

（3）本次勘查工作投入了地質(zhì)調(diào)查、物探勘查手段，共完成地質(zhì)調(diào)查15km2；可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面7條，剖面總長(zhǎng)9.8km，質(zhì)量檢查點(diǎn)12個(gè)；大地電場(chǎng)巖性測(cè)深點(diǎn)8個(gè)。各勘查工作結(jié)合程度較高，投入的勘查手段合理。