可控源音頻大地電磁法在貴州獨(dú)山縣玉水鎮(zhèn)地?zé)崽锟辈橹械膽?yīng)用

李小東，嚴(yán)易會，楊順文

貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)，貴州 黔南 558000

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

獨(dú)山縣玉水鎮(zhèn)地?zé)崽镂挥趽P(yáng)子準(zhǔn)地臺與江南造山帶的接觸帶部位，屬于新華夏系北北東向褶皺帶，區(qū)域地層出露較齊全，由新到老依次如下：上石炭統(tǒng)馬平組（C2m）灰?guī)r；上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）灰?guī)r、白云巖；下石炭統(tǒng)上司組（C1s）白云巖夾石灰?guī)r；下石炭統(tǒng)舊司組（C1j）石英砂巖夾炭質(zhì)及砂質(zhì)頁巖，頂部夾赤鐵礦，底部偶夾煤[1]；下石炭統(tǒng)湯粑溝組（C1t）頁巖夾粉砂巖，偶夾1～2層石灰?guī)r；上泥盆統(tǒng)革老河組（D3gl）石灰?guī)r夾少量泥質(zhì)灰?guī)r及頁巖；上泥盆統(tǒng)堯梭組（D3y）灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r；上泥盆統(tǒng)望城坡組（D3w）灰?guī)r夾泥灰?guī)r及白云巖；中泥盆統(tǒng)獨(dú)山組雞窩寨段（D2d2）上為灰?guī)r夾泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，下為泥灰?guī)r夾石灰?guī)r，底部為砂巖；中泥盆統(tǒng)獨(dú)山組雞泡段（D2d1）上部灰?guī)r夾石英砂巖，中部灰?guī)r夾砂質(zhì)灰?guī)r，下部石英砂巖夾泥質(zhì)砂巖及頁巖；中泥盆統(tǒng)利山組（D2l）上為灰?guī)r夾泥灰?guī)r及含鐵砂質(zhì)白云巖，下為石英砂巖夾泥質(zhì)砂巖、頁巖及赤鐵礦砂巖，底部為含礫石英砂巖夾透鏡狀礫巖。其中，熱儲蓋層主要為下石炭統(tǒng)舊司組（C1j）和下石炭統(tǒng)湯粑溝組（C1t），熱儲層主要為上泥盆統(tǒng)革老河組（D3gl）、堯梭組（D3y）、望城坡組（D3w）和中泥盆統(tǒng)獨(dú)山組雞窩寨段（D2d2），隔水底板為中泥盆統(tǒng)獨(dú)山組雞泡段（D2d1）。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域?qū)儆谛氯A夏系北北東向褶皺帶，如獨(dú)山背斜、方村向斜、周覃背斜等，研究區(qū)位于獨(dú)山背斜和方村向斜之間。研究區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要為北北東向組，其次為北西向組。其中，北北東向組主要斷層F1（即甲倒斷層）縱貫研究區(qū)中部，總體走向約20°，在本寨以北向西傾，呈逆斷層性質(zhì)，斷距100～300m；在本寨以南向東傾，顯正斷層性質(zhì)，斷距100～700m。北西向斷層由南向北依次為F2、F3和F4，在距F1約1km的次級河溝邊出露低溫?zé)崛囱驁鰷厝?，水量?.783L/s，水溫為37.5℃，出露標(biāo)高為730m。

2 工作條件及方法

研究區(qū)地層出露巖性主要有灰?guī)r、白云巖、砂巖（儲熱蓋層）。其中，灰?guī)r的視電阻率約為2000～8000Ω·m，白云巖視電阻率約900～2500Ω·m，砂巖（儲熱蓋層）視電阻率一般為200～800Ω·m；斷層破碎帶由于含水，加之巖石破碎，故電阻率整體相對較低，視電阻率一般小于1000Ω·m。因此，視電阻率差異為可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）圈定含水層及劃分不同巖性界面具備良好的物性前提[2-3]。文章選擇CSAMT的點(diǎn)距為50m，收發(fā)距為20km，頻率范圍為0.125～9120Hz。

3 物探成果解譯

3.1 L1號剖面

根據(jù)L1號剖面（見圖1）可知如下情況：①在點(diǎn)位1600、標(biāo)高-1800m至點(diǎn)位2350地表存在一電阻率高低組漸變過渡帶，結(jié)合地質(zhì)推斷為斷層F1；②在標(biāo)高400m至地表存在一條帶狀低阻異常（圖1中深色部分），結(jié)合地質(zhì)推斷為低阻巖體（儲熱蓋層）；③在點(diǎn)位1700～2300電阻率等值線向下凹，斷層F1穿過下凹部位且F1深部（點(diǎn)位1700～1900、標(biāo)高-1100～-600m）電阻率相對較低，結(jié)合地質(zhì)推斷斷層F1深部（點(diǎn)位1700～1900、標(biāo)高-1100～-600m）破碎充水，成水條件相對有利。

圖1 L1號剖面CSAMT二維反演圖

3.2 L2號剖面

根據(jù)L2號剖面（見圖2）可知如下情況：①在點(diǎn)位1500、標(biāo)高-1800m至點(diǎn)位2400地表存在一電阻率高低組漸變過渡帶，結(jié)合地質(zhì)推斷為斷層F1；②在標(biāo)高200m至地表存在一條帶狀低阻異常（圖2中深色部分），結(jié)合地質(zhì)推斷為低阻巖體（儲熱蓋層）；③在斷層F1的深部點(diǎn)位1500～1900、標(biāo)高-1300～-800m處電阻率相對較低，結(jié)合地質(zhì)推斷該部位破碎充水，成水條件有利；④在F1斷層深部（點(diǎn)位1500～1900、標(biāo)高-1300～-800m）均存在低阻異常，結(jié)合地質(zhì)推斷該部位破碎充水，成水條件有利。

圖2 L2號剖面CSAMT二維反演圖

3.3 L3號剖面

根據(jù)L3號剖面（見圖3）可知如下情況：①在點(diǎn)位1700、標(biāo)高-1900m至點(diǎn)位2500地表存在一電阻率高低組漸變過渡帶，結(jié)合地質(zhì)推斷為斷層F1；②在點(diǎn)位1300、標(biāo)高-900m至點(diǎn)位1800地表存在一電阻率高低組漸變過渡帶，結(jié)合地質(zhì)推斷為斷層F2；③在標(biāo)高400～0m存在一水平條帶狀低阻異常，結(jié)合地質(zhì)推斷該低阻異常為低阻巖體（儲熱蓋層）。

圖3 L3號剖面CSAMT二維反演圖

通過CSAMT測量可知，研究區(qū)內(nèi)斷層F1和F2存在，F(xiàn)1深部延伸大于3km，傾向南西，傾角較陡；F2斷層深部延伸大于2km，傾向南西，傾角較陡。L2號剖面標(biāo)高600m至地表存在一條帶狀相對低阻異常帶，結(jié)合地質(zhì)推斷為低阻巖體推測該層為儲熱蓋層，在F1深部（點(diǎn)位1500～1900、標(biāo)高-1300～-800m）破碎充水，成水條件相對有利。根據(jù)物探解譯成果并結(jié)合地質(zhì)綜合研究可知，在L2號線1700號點(diǎn)開孔，在孔深2500m見水，水溫為52℃，水量為400t。

4 結(jié)束語

文章通過勘查實(shí)例得出，運(yùn)用CSAMT對深部電性結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，并結(jié)合地質(zhì)資料綜合研究，對地?zé)崴?xiàng)目的成功實(shí)施具有一定的有效性。目前，地球內(nèi)部運(yùn)行的具體機(jī)制尚不可知，但可以確定的是，在可以預(yù)見的人類活動期，地球仍將源源不斷地向地表輸出大量熱量。因此，作為天然而清潔的自然資源，地?zé)嵯鄬μ柲芏圆皇艿厍蚬D(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的季節(jié)和日夜采集限制，是一種能夠支撐人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源，對其精細(xì)勘探、合理開發(fā)與高效利用符合當(dāng)下集約型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢。