綜合物探方法在安徽省大別山區(qū)地下熱水勘查方面的應(yīng)用

賀強(qiáng) 洪歐洲

摘要：研究區(qū)位于大別山變質(zhì)巖漿構(gòu)造帶的北部，該巖漿構(gòu)造帶是華北與揚(yáng)子陸塊最終實(shí)現(xiàn)斂合形成的碰撞造山帶，它是以深大斷裂構(gòu)造所圍限的“東寬西窄”的楔形地質(zhì)塊體，間夾于華北與揚(yáng)子陸塊之中。綜合物探工作主要任務(wù)是在前期地質(zhì)及水文等綜合異常較好地區(qū)，采用高精度磁法，圈定隱伏花崗巖體范圍及分布;在工作區(qū)分別進(jìn)行直流電阻率聯(lián)合剖面、直流電測(cè)深、α卡等綜合物探剖面工作，對(duì)物探異常進(jìn)行多參數(shù)綜合分析研究，以控制地下熱水分布范圍或圈定新的地下水水源，為鉆探驗(yàn)證工作提供參考依據(jù)，研究結(jié)果為綜合開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源提供了重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：綜合物探法;地?zé)豳Y源;應(yīng)用;勘查

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，旅游行業(yè)日漸成為推動(dòng)各地區(qū)GDP增長(zhǎng)的重要指標(biāo)，溫泉度假旅游逐漸成為炙手可熱的項(xiàng)目之一。各地方政府紛紛采取措施，加大地下熱水開(kāi)發(fā)和宣傳力度，此時(shí)，綜合物探方法在尋找地下水方面起到了至關(guān)重要的作用。本文將從方法選擇、技術(shù)指標(biāo)、初步成效等方面系統(tǒng)闡述綜合物探方法在安徽省大別山區(qū)某地區(qū)尋找地下熱水資源的應(yīng)用實(shí)例。

1.區(qū)域地質(zhì)、水文及地球物理特征

研究區(qū)位于大別山變質(zhì)巖漿構(gòu)造帶的北部，該巖漿構(gòu)造帶是華北與揚(yáng)子陸塊最終實(shí)現(xiàn)斂合形成的碰撞造山帶，它是以深大斷裂構(gòu)造所圍限的“東寬西窄”的楔形地質(zhì)塊體，間夾于華北與揚(yáng)子陸塊之中。整個(gè)造山帶以北西向主體褶皺和數(shù)條走向北西—近東西向斷裂形成區(qū)域構(gòu)造的基礎(chǔ)和骨架，控制了褶皺帶的總體構(gòu)造格局;同時(shí)被數(shù)條近于平行的北東向斷裂所切割，形成“南北成帶，東西成塊”的構(gòu)造格局。

研究區(qū)地表水體不發(fā)育，僅有湯河自南向西北流徑礦區(qū)，屬陡沙河支流，最終流入白蓮崖水庫(kù)。該河汛期流量較大，旱季流量甚微，一般常年不斷流。

研究區(qū)內(nèi)各類巖石的電阻率ρ都在n×102Ω·m～n×104Ω·m，而熱泉水電阻率僅在17Ω·m～22Ω·m范圍變化，兩者電性差異幾十倍乃至幾百倍，圍巖相對(duì)于富水的構(gòu)造破碎帶是高阻地質(zhì)體，所以物探用電阻率法尋找地下熱田和地下熱水構(gòu)造破碎是具備良好的地球物理?xiàng)l件的。

2.綜合物探工作方法選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，本次物探工作具體實(shí)施方案為：先通過(guò)高精度磁法掃面、電阻率聯(lián)合剖面法、α射線剖面測(cè)量進(jìn)行快速、初步尋找斷裂及其破碎帶位置，后在異常最佳部位進(jìn)行電測(cè)深剖面工作，最終確定其含水性、埋深和產(chǎn)狀。電阻率聯(lián)合剖面法從理論與實(shí)踐均較為成熟，并且對(duì)風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水發(fā)育地段反映較為靈敏。對(duì)其圈定的低阻正交點(diǎn)較好部位進(jìn)行電測(cè)深剖面工作，觀測(cè)其視電阻率ρs、視極化率ηs、半衰時(shí)St、衰減度D等參數(shù)，利用多參數(shù)進(jìn)行綜合推斷解釋，以盡量減少物探異常的多解性。

3.野外工作參數(shù)

1∶5000高精度磁法掃面工作觀測(cè)網(wǎng)度50m×20m（線距×點(diǎn)距）。測(cè)線編號(hào)50-98線，共49條，測(cè)點(diǎn)為單編號(hào)，測(cè)點(diǎn)范圍50-100點(diǎn);剖面方向180°～0°，實(shí)測(cè)面積4.59km2。

直流電剖面法設(shè)計(jì)剖面8條，實(shí)測(cè)剖面9條，測(cè)點(diǎn)為雙編號(hào)，其中4、6、8、10、12、14、16、18線剖面方位角161°，測(cè)點(diǎn)距均為20m，剖面點(diǎn)線號(hào)范圍均為50-102點(diǎn);新增1剖面方位角55°，測(cè)點(diǎn)距為10m，測(cè)點(diǎn)觀測(cè)范圍130-230點(diǎn)。

聯(lián)合剖面法采用AO=BO=110m、220m兩種供電極距，測(cè)量極距MN=20m，點(diǎn)距20m。測(cè)點(diǎn)O為MN中點(diǎn)，無(wú)窮遠(yuǎn)C極垂直測(cè)線方位，且長(zhǎng)度大于5倍OA。聯(lián)合剖面法觀測(cè)范圍4、6、8、10、12、14、16、18線，測(cè)點(diǎn)范圍50-102點(diǎn);后根據(jù)工作需要，新增1線，測(cè)點(diǎn)觀測(cè)范圍130-230點(diǎn)，測(cè)量極距MN=20m，點(diǎn)距10m。

電測(cè)深工作選擇垂向?qū)ΨQ四級(jí)測(cè)深裝置進(jìn)行，供電極距AB/2最大為500m，最小為3m;測(cè)量極距MN/2最大為60m，最小為0.5m。分別在8線、新增1線聯(lián)合剖面法圈定異常好的地段布設(shè)實(shí)測(cè)了8個(gè)、9個(gè)測(cè)深點(diǎn)。

在聯(lián)合剖面法異常較好的1、6、8、10、12線進(jìn)行了α卡測(cè)量工作，其位置與聯(lián)合剖面法同位。α卡測(cè)量時(shí)取位置在40cm～50cm深處原狀土壤進(jìn)行測(cè)量，并記錄了相應(yīng)的干擾點(diǎn)。

4.綜合物探工作異常特征及解釋推斷

4.1高阻、中磁組合異常

主要分布在145/19～150/23.2點(diǎn)一線上，位于湯河北段河床內(nèi)。聯(lián)合剖面高阻異常表現(xiàn)為ρsA、ρsB同步上升，形態(tài)規(guī)則，相鄰曲線連續(xù)較好。視電阻率平均峰值達(dá)1600Ω·m以上，峰值兩側(cè)梯度陡。且峰值由北向南逐漸降低，到18線視電阻率降至500Ω·m的相對(duì)（兩側(cè)）低阻。與高阻相對(duì)應(yīng)重合的是△Z高磁異常，其異常范圍比高阻一查略寬。峰值500r，兩側(cè)梯度平緩，單大號(hào)點(diǎn)一側(cè)較小號(hào)點(diǎn)一側(cè)梯度為陡。推斷為以蛤蟆石為交點(diǎn)的近東西向、北西向二組花崗巖脈充填的斷裂構(gòu)造所引起。有聯(lián)剖二組不同極距視電阻率曲線特征點(diǎn)的位移性，推測(cè)其構(gòu)造產(chǎn)狀近于直立，它橫切湯河起著阻礙地下水流動(dòng)的作用。

4.2低阻、高磁組合異常：

主要分布在工區(qū)南部125～145/13——125～145/17點(diǎn)附近。聯(lián)合剖面視電阻率平均峰值200ΩM，在大號(hào)點(diǎn)低阻帶內(nèi)一側(cè)有明顯低阻正交點(diǎn)，交點(diǎn)兩側(cè)視電阻率變化平緩，與低阻對(duì)應(yīng)重合的是高磁異常，其峰值達(dá)2500r，峰值內(nèi)有次級(jí)異常波動(dòng)。△Z曲線在大號(hào)點(diǎn)一側(cè)梯度較陡，并與負(fù)磁異常相接。高磁異常在小號(hào)點(diǎn)一側(cè)延向工區(qū)以外。推斷確定區(qū)內(nèi)8條斷裂及破碎帶，其中北西向、近南北向和近東西向的有6條（F1、F2、F3、F4、F5、F7），北偏東向的有4條（F6、F8、F9、F10）。并認(rèn)為斷層在南段具有破碎帶性質(zhì)。在155/15.5～17點(diǎn)附近地質(zhì)見(jiàn)到構(gòu)造碎裂巖，也證實(shí)了這一點(diǎn)。

4.3低阻、低磁異常

主要分布在155/10～155/17點(diǎn)一帶附近，位于工區(qū)南部鷹咀巖已知溫泉周?chē)哟布捌鋿|岸坡地一帶，自電、聯(lián)剖及△Z異常均具有明顯得走向和連續(xù)性，△Z負(fù)磁異常尤為明顯，在15.5線低達(dá)-2000r，寬達(dá)150m。這負(fù)異常在相鄰線上梯度明顯變陡，僅為-500r左右的起伏。

與負(fù)磁異常對(duì)應(yīng)的聯(lián)剖低阻，反映在13.5～18線上呈寬緩一片，平均視電阻率在200Ω·m左右，并有明顯低阻正交點(diǎn)。自電負(fù)電位異常形態(tài)及位置與負(fù)磁異?；绢愃魄椅呛稀Ｗ噪婋娢幌鄬?duì)兩側(cè)達(dá)-25mV。

4.4聯(lián)合剖面低阻正交點(diǎn)或同步下降異常

主要分布在工區(qū)中部及湯河以東坡田內(nèi)，低阻正交點(diǎn)均為規(guī)則，交點(diǎn)平均視電阻率一般在500Ω·m左右。這些低阻正交點(diǎn)（或PAS、PAS同步下降異常）大多數(shù)還與有規(guī)律的負(fù)磁異常大體對(duì)應(yīng)。但這些異常多數(shù)僅在相鄰2根～3根測(cè)線上具有一定的連續(xù)性。

從聯(lián)合剖面Aо=110m和Aо=210m得二種極距上，視電阻率曲線僅有幅值上的變化外，形態(tài)及特征點(diǎn)的位移變化不大。為了對(duì)比曲線，我們作了Ps比值F曲線，其反映特征與聯(lián)剖基本一致，只是在曲線變化復(fù)雜段上特征點(diǎn)更清楚了。

4.5電測(cè)深曲線特征

由于受地形的影響和地層受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或火成巖漿的傾人等，使地層傾角過(guò)大。因電測(cè)深曲線類型變化復(fù)雜些，但大體可以為HA型和HK型兩種，局部地區(qū)還出現(xiàn)A型及H型曲線。從等Ps斷面分析，各剖面上均有波浪起伏，基本上反映了上述特征。

綜合上述異常特征推測(cè)：8線92點(diǎn)附近很可能有含水構(gòu)造存在，向北西西微傾，低阻異常體中心埋深約70m（以AB/2為解釋推斷深度），埋深450m以下可能還有另一層低阻異常體存在。1剖面192點(diǎn)可能有含水?dāng)鄬訕?gòu)造存在，其埋深約為60m，厚約240m;300m下很明顯的半封閉高值等值圈為下伏高阻巖體（花崗巖）產(chǎn)生。兩處低阻異常體均很可能由含水構(gòu)造產(chǎn)生，為下一步鉆探驗(yàn)證重要部位。

5.結(jié)論

根據(jù)綜合物探方法提供的鉆孔位置，最終經(jīng)過(guò)502m鉆孔驗(yàn)證，成功打出地?zé)峋惶?，?jīng)過(guò)連續(xù)90h抽水試驗(yàn)觀測(cè)，出水水溫達(dá)66°C，日出水量超過(guò)400m3。成為該地區(qū)尋找地?zé)豳Y源的一大突破，為當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)旅游業(yè)提供了地?zé)豳Y源保障。該地?zé)峋挥诖髣e山（六安）國(guó)家地質(zhì)公園園區(qū)之一的銅鑼寨景區(qū)內(nèi)，是一項(xiàng)重要的水文地質(zhì)遺跡，同時(shí)具有極高的醫(yī)療保健及科研價(jià)值，對(duì)于當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展更具有重要綜合開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

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