綜合地球物理方法在沈陽南部地區(qū)地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用研究

王超

遼寧省地礦集團生態(tài)修復(fù)有限責(zé)任公司 遼寧 沈陽 110032

引言

地球物理方法，是以地下巖體物理性質(zhì)的差異為基礎(chǔ)，通過探測地表或地下地球物理場參數(shù)，分析其變化規(guī)律，來確定被探測的地質(zhì)體在地下賦存的空間范圍和物理性質(zhì)，達(dá)到尋找礦產(chǎn)資源或解決地質(zhì)、水文、和環(huán)境問題為目的的一種探測方法。綜合地球物理方法是指在一個項目中采用多種地球物理方法進行探測，并將探測結(jié)果進行綜合解釋的一種常用的工作方法。在地?zé)峥辈橹胁捎镁C合地球物理方法，克服了單一地球物理勘查方法的局限性和可能導(dǎo)致的地質(zhì)推斷多解性，利用多種地球物理方法從不同角度來研究同一對象能更好地接近地下實際情況，獲得對地下構(gòu)造更全面更準(zhǔn)確的認(rèn)識。

沈陽地區(qū)地?zé)豳Y源豐富，特別是沈北盆地地區(qū)，已成功打成多口地?zé)峋?，并得到了合理的開發(fā)利用。本次以沈陽南部某地為例，采用綜合地球物理方法對本區(qū)域地?zé)豳Y源進行了勘查，為未來開發(fā)區(qū)域地?zé)豳Y源提供了依據(jù)[1]。

1 綜合地球物理工作方法

通過已搜集的資料可知，勘查區(qū)在下遼河斷陷東部邊緣，處于北東走向的深溝子斷陷地塹，地?zé)峥辈閰^(qū)的地層結(jié)構(gòu)完整，沉積層厚、深埋的儲層中地下水溫度高。工區(qū)位于郯廬斷裂帶東南部，其次級斷裂對控制該區(qū)域地?zé)豳Y源的賦存有一定的積極意義。測區(qū)地處沈陽南部，出露巖層均為太古界老地層，根據(jù)附近收集的物性資料可知，混合花崗巖為高磁性、高密度、高電阻率特征；石英砂巖為中等磁性、中等密度、中等電阻率特征；若存在斷裂破碎帶，則密度大幅度降低，含水破碎帶呈現(xiàn)為較低電阻率特征，完整的巖體因破碎磁性亦遭到破壞而降低。因此區(qū)內(nèi)各巖性和含水破碎帶在物性上存在明顯的差異，在該地區(qū)具備利用磁法、重力和電法尋找地下水的地球物理前提。

（1）重力測量。重力勘探是以巖、礦石間的密度差異為基礎(chǔ)，通過儀器觀測與研究天然重力場的變化規(guī)律，來解決地質(zhì)問題的方法。本測區(qū)投入加拿大產(chǎn)CG-5型重力儀共2臺。為了取得高質(zhì)量的觀測數(shù)據(jù)，必須確保儀器正常的工作狀態(tài)，開工前要做好儀器性能的調(diào)校及試驗工作。在較平穩(wěn)的場所對儀器光學(xué)靈敏度及水準(zhǔn)器進行檢查和調(diào)節(jié)，每月測定一次，具體要求按規(guī)范執(zhí)行。重力儀的性能試驗工作主要為靜態(tài)試驗、動態(tài)試驗和一致性試驗。①靜態(tài)試驗。選擇安靜、環(huán)境溫度變化小于3度、讀數(shù)穩(wěn)定的場所連續(xù)觀測24小時以上，CG-5型每10分鐘取一組讀數(shù)，經(jīng)固體潮改正后做出重力儀靜態(tài)零漂曲線，分析儀器的靜態(tài)工作狀況。重力儀靜態(tài)掉格必須滿足儀器作測點觀測時其混合零點掉格的相關(guān)要求[2]。②動態(tài)試驗。每臺儀器在開工前和工作結(jié)束后均要做動態(tài)試驗，試驗時長不得少于12小時。為了更真實模擬測點觀測本項目采用多點動態(tài)觀測法：在測區(qū)內(nèi)選擇一條重力梯度較大的剖面(路線)進行試驗，觀測方式為往返重復(fù)觀測法并保證各邊段觀測所需時間大致相同。③一致性試驗。一致性試驗采用動態(tài)試驗結(jié)果計算各儀器間的一致性，要求各儀器間一致性誤差不大于±0.020×10-5m/s2，同時計算各儀器的單臺觀測精度，要求同各儀器間一致性精度要求。

（2）磁法測量。磁法勘探是以巖礦石等介質(zhì)磁性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究天然磁場及人工磁場的變化規(guī)律，用以勘查地質(zhì)構(gòu)造和尋找礦產(chǎn)的一種地球物理方法。

本次磁力工作使用捷克產(chǎn)PMG-2型高精度質(zhì)子磁力儀，采用總場觀測方式進行，使用單次觀測法。每次開機后應(yīng)對儀器進行預(yù)熱，待儀器進入正常工作狀態(tài)后，方可開始工作。每日工作必須始閉于校對點，遇到磁暴時應(yīng)停止工作。對特殊點的處理辦法是將發(fā)生的情況及遇到的干擾物做好現(xiàn)場記錄。

（3）大地電磁測量。大地電磁法簡稱MT，是以天然電磁場為場源的頻率域電磁勘查方法。自然界存在著天然變化的電磁場，高頻部分起因于大氣層的雷電活動，低頻部分起因于太陽活動拋出的等離子體流與地球磁層間的相互復(fù)雜作用。來自高空的電磁波，可近似看成是垂直入射地面向地球內(nèi)部穿透，感應(yīng)出電場和磁場，感應(yīng)場與地球內(nèi)部的巖石電性分布有關(guān)。電磁波頻率愈低，穿透深度愈大。通過研究大地對天然電磁場的頻率響應(yīng)，可以獲得不同深度電阻率的分布，根據(jù)電性分布特點來解決地質(zhì)問題。該方法目前主要用于研究深部地質(zhì)構(gòu)造、普查油（氣）田和地?zé)豳Y源調(diào)查等。

2 綜合地球物理解釋推斷

三種地球物理方法的數(shù)據(jù)經(jīng)過專業(yè)軟件處理后，繪制綜合成果圖件，并對成果圖件進行分析。磁法測量異常等值線平面圖中可以看出，該勘查區(qū)整體上中部異常高，兩側(cè)異常低。測區(qū)中南部有一北東向高值區(qū)，推測為混合花崗巖體；兩側(cè)相對低值區(qū)推測為青白口系石英砂巖。從重力測量布格重力異常等值線平面圖中可以看出，勘查區(qū)布格重力異常整體上西北部高，東南部低，結(jié)合地質(zhì)及物性資料推測西北部為混合花崗巖，東南部為青白口系石英砂巖。從大地電磁測量視電阻率等值線反演擬斷面圖中可以看出，上部藍(lán)色低阻推測為第四系覆蓋，下部剖面西側(cè)不連續(xù)高阻推測為混合花崗巖，其余中等電阻率推測為石英砂巖。根據(jù)低電阻率特征推斷出4條構(gòu)造[3]。

3 結(jié)束語

本次工作通過綜合地球物理方法大致查明了勘查區(qū)內(nèi)的地層和構(gòu)造特征，為下一步確定地?zé)豳Y源勘探靶區(qū)提供了依據(jù)，為進一步開展鉆探工作提供了技術(shù)支撐。