大地電磁測(cè)深法在阜陽(yáng)市地?zé)豳Y源可行性勘查中的應(yīng)用

薛小建 陳海波

摘 要：大地電磁測(cè)深法是研究地殼巖石圈至上地幔構(gòu)造的一種地球物理深部探測(cè)方法。它是以天然交變電磁場(chǎng)為場(chǎng)源的頻率域電磁測(cè)深法，利用大地電磁測(cè)深法反映地質(zhì)體的電性差異，可以確定具有不同電性特征的地質(zhì)體的空間展布。在本次地?zé)豳Y源勘查中，利用大地電磁法解譯斷裂帶的走向和產(chǎn)狀、地層結(jié)構(gòu)界線（熱儲(chǔ)及蓋層）、松散層厚度、基底分布，圈定地?zé)岙惓^(qū)，取得了一定的成果。

關(guān)鍵詞：大地電磁;地?zé)豳Y源;電性差異

1 緒論

阜陽(yáng)市是安徽西北部輕工業(yè)及農(nóng)業(yè)大市，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，是帶動(dòng)安徽西北部經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵地區(qū)。近年來(lái)隨著城市建設(shè)和旅游業(yè)的發(fā)展及國(guó)家提倡開(kāi)發(fā)利用環(huán)保綠色能源，市政府多次主動(dòng)向省國(guó)土資源主管部門提出要求勘查并開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源，主要用于人體洗浴保健、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)和室內(nèi)取暖等方面。勘查開(kāi)發(fā)地?zé)豳Y源是阜陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迫切需要[1]，過(guò)去大地電磁測(cè)深法在地?zé)豳Y源勘查中取得了很多成績(jī)[3-4]，因此在阜陽(yáng)地區(qū)投入此方法是可行的。

2 區(qū)域地質(zhì)概況及地球物理特征

2.1 地層

勘查區(qū)區(qū)域地表皆被第四系覆蓋，上第三系較均勻分布全區(qū)。據(jù)已有資料顯示：其下伏地層水平及垂向變化均較大。地層分布情況可總體概括為四層，自上而下分別為：第一層由第四系和上第三系組成，其下部的館陶組構(gòu)成第一熱儲(chǔ)層組。第二層由下第三系和白堊系組成，構(gòu)成下伏熱儲(chǔ)層的蓋層，其中下第三系為弱熱儲(chǔ)層組（第二層熱儲(chǔ)組）。第三層由寒武—奧陶灰?guī)r組成，構(gòu)成第三熱儲(chǔ)層組。第四層為基底，由變質(zhì)巖組成。

2.2 構(gòu)造

勘查區(qū)分布的斷裂主要為阜陽(yáng)斷裂和插花斷裂，這些斷裂對(duì)第一、第二熱儲(chǔ)層的分布沒(méi)有明顯的控制作用，可以產(chǎn)生一定的熱傳導(dǎo)效應(yīng)。斷裂構(gòu)造對(duì)第三熱儲(chǔ)層組的分布有明顯的控制作用，可以直接成為導(dǎo)熱、導(dǎo)水通道。該區(qū)處于淮河臺(tái)坳的南緣及江淮臺(tái)隆北緣，尤其東南部明顯表現(xiàn)為臺(tái)隆特征，霍邱群變質(zhì)巖埋深僅為700m左右。根據(jù)已有成果，阜陽(yáng)斷裂對(duì)地?zé)豳Y源的分布有十分明顯的控制作用，基底構(gòu)造及斷裂構(gòu)造都有利于地?zé)豳Y源的分布和形成。

2.3 地球物理特征

2.3.1 物性特征

皖西北地區(qū)太古界變質(zhì)巖系底層因其埋深大，較少開(kāi)展物性調(diào)查工作，本區(qū)物性資料綜合借鑒霍邱、渦陽(yáng)等幾個(gè)鄰近地區(qū)的物性資料。新生代地層總體呈低密度低電阻率無(wú)磁，可引起相對(duì)重力低異常;中生代地層總體呈中等密度低電阻率無(wú)磁，可引起相對(duì)重力高異常;古生代—中元古代淺變質(zhì)巖、沉積巖總體呈中高密度中等電阻率無(wú)（微）磁性，能夠引起相對(duì)重力高異常;早元古代—太古代變質(zhì)巖系總體呈高電阻率高密度中等磁性，可引起區(qū)域重力高與正磁綜合物探異常。

2.3.2 區(qū)域重力場(chǎng)特征

根據(jù)區(qū)域重力特征顯示，區(qū)域重力整體呈現(xiàn)低的特征。工區(qū)西邊有一重力低閉合圈，對(duì)應(yīng)李寨凹陷區(qū);在勘查區(qū)北部、東南部都存在明顯的重力梯級(jí)帶，均為斷裂構(gòu)造的反映;阜陽(yáng)深大斷裂的東部重力高異常為古老基底抬升隆起的反映。

3 工作布置及數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)

本次野外工作布設(shè)大地電磁測(cè)深剖面6條（圖1），其中4條東西向測(cè)線，點(diǎn)距200m線距2km。2條南北向測(cè)線，點(diǎn)距200m線距1km。累計(jì)完成剖面長(zhǎng)度41.49km，大地電磁物理工作點(diǎn)146個(gè)。

3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)

本次項(xiàng)目質(zhì)檢點(diǎn)為6個(gè)，質(zhì)檢點(diǎn)詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表1。

4 工作成果及推斷解釋

4.1 成果剖面特征描述

從圖2二維反演斷面圖來(lái)看：縱向上該區(qū)域分層明顯，第四系覆蓋分層清晰，橫向上電阻率變化明顯，東西向上呈現(xiàn)兩端高中間低的特征，南北向上呈現(xiàn)南低北高的特征，結(jié)合該區(qū)域地質(zhì)資料認(rèn)為這些電阻率的變化特征是該區(qū)域的構(gòu)造所引起的。

4.2 成果推斷解釋

由于第四系和上第三系，以黏土、細(xì)砂為主，電阻率較低且與下覆地層電阻率差異較大。我們主要以相對(duì)低電阻率劃分覆蓋層厚度（圖3）;向下電阻率表現(xiàn)為中等電阻率劃分為館陶組地層（熱儲(chǔ)層），厚度在500m左右;下覆地層為相對(duì)中高電阻率;異常高電阻率部分為老變質(zhì)巖地層或老變質(zhì)巖地層隆起。

以4線為例繪制了查區(qū)的地質(zhì)模型（圖4），其中查區(qū)內(nèi)推斷的北東向斷裂構(gòu)造可能是為查區(qū)內(nèi)主要的熱流通道，而老變質(zhì)巖地層為隔水層，熱儲(chǔ)層為館陶組地層。很好地對(duì)應(yīng)于亳—阜盆地封閉型中熱儲(chǔ)類型。

綜合六條剖面分析后，得到查區(qū)覆蓋層厚度并在此基礎(chǔ)上圈定地?zé)岚袇^(qū)。覆蓋層厚度總體表現(xiàn)為西厚東薄，厚度在1000m左右。我們根據(jù)上述地?zé)崮Ｐ腿Χ巳齻€(gè)地?zé)岚袇^(qū)。這幾個(gè)靶區(qū)具有上部被巨厚不透水的蓋層覆蓋，周邊受斷裂控制。熱儲(chǔ)層多產(chǎn)狀平緩，呈層狀，分布較穩(wěn)定，下部有大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)等特點(diǎn)。

最終在剖面4設(shè)計(jì)了一個(gè)鉆孔。經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，在深度為1500m處見(jiàn)水，水溫40℃～55℃，井口日出水量在1000m3左右。

結(jié)論

本文從研究區(qū)的地層、構(gòu)造等地質(zhì)資料為出發(fā)點(diǎn)，介紹了大地電磁法在阜陽(yáng)城區(qū)地?zé)豳Y源勘查中的應(yīng)用情況，由反演電阻率剖面圖推斷區(qū)內(nèi)的斷裂及儲(chǔ)熱層的埋深及厚度，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證證明大地的磁法勘查在阜陽(yáng)尋找地?zé)豳Y源方面是可行的。

參考文獻(xiàn)：

[1]官煜，黃多成.安徽省阜陽(yáng)市城區(qū)地?zé)豳Y源[C].地溫資源與地源熱泵技術(shù)應(yīng)用論文集，2008（2）：61-65.

[2]陳樂(lè)壽，劉國(guó)棟.大地電磁測(cè)深研究[M].北京：地震出版社，1984.

[3]黎雪梅，聶瑞平，王連成.MT在天津地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用及主要成果[J].地質(zhì)調(diào)查與研究，2010，33（1）：76-80.

[4]張里恩，陳少鋒.MT法在地?zé)峥碧街械膽?yīng)用[J].石油地球物理學(xué)報(bào)，2004，39（增刊）：66-71.

作者簡(jiǎn)介：薛小建（1988— ），男，漢族，安徽合肥人，本科，工程師，長(zhǎng)期從事地球物理勘查工作。