河南省中深層地?zé)岬刭|(zhì)特征、靶區(qū)選擇及物探工程設(shè)計

祁新堂，張燕贊

(1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局 第四地質(zhì)大隊，河南 鄭州 450016)

地?zé)豳Y源是指能夠經(jīng)濟(jì)地被人類所利用的地球內(nèi)部的地?zé)崮?、地?zé)崃黧w及其有用組分。地?zé)豳Y源屬于可再生清潔能源，在建筑物供暖、工業(yè)發(fā)電、農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖、溫泉理療等領(lǐng)域可以起到替代燃煤的作用，具有資源儲量大、分布廣泛、可再生性強、清潔環(huán)保、開發(fā)利用方便等特點。大力發(fā)展地?zé)豳Y源的勘查開發(fā)，對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和減少霧霾具有積極意義，也是促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措[1-5]。河南省地?zé)豳Y源豐富，總可采資源量261 027.47×1012kJ/a，其中中深層可采資源量13 003.47×1012kJ/a，僅占總資源量的4.981%。

近年來，隨著物探技術(shù)、鉆井設(shè)備能力的提高，中深層地?zé)峥辈榧夹g(shù)得到了很大的改善。河南省埋深1 000～3 000 m的中深層水熱型地?zé)崮?，地?zé)崧癫厣疃冗m中、保溫性能好、水溫高、厚度穩(wěn)定、技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，具備良好的開發(fā)條件[6-12]。天津市和雄安新區(qū)有了成功的大規(guī)模開發(fā)利用經(jīng)驗，為我國北方地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用提供了借鑒。

河南省深部地?zé)豳Y源地質(zhì)結(jié)構(gòu)不清，目標(biāo)不明。地?zé)豳Y源勘查開發(fā)投入大、成本高，動則幾百萬元，甚至上千萬元。因此，靶區(qū)的選擇顯得優(yōu)為重要，直接關(guān)系到地?zé)峥辈殚_發(fā)的成敗。本文研究了通許凸起鄢陵段和李口向斜凹陷區(qū)地?zé)嵫芯繀^(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征、靶區(qū)選擇及物探工程設(shè)計，研究為推動河南綠色高質(zhì)量發(fā)展、優(yōu)選勘查開發(fā)區(qū)域、提高中深層地?zé)豳Y源勘查開發(fā)利用效率提供借鑒。

1 研究區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件

研究涉及工作區(qū)范圍：通許凸起鄢陵段地?zé)嵫芯繀^(qū)、李口向斜凹陷區(qū)地?zé)嵫芯繀^(qū)。

1.1 通許凸起鄢陵段地?zé)嵫芯繀^(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征

1.1.1 地溫場特征

(1)平面分布規(guī)律。通許凸起地溫梯度相對較高2.75～3.50 ℃(圖1)。

鄢陵附近梯度值達(dá)4.19 ℃/hm，地球內(nèi)部的熱通常以正常的地溫梯度(2.5～3.0 ℃/hm)表現(xiàn)出來，凡地溫梯度高于或低于該值時，稱為地溫異常。根據(jù)河南省實際，認(rèn)定地溫梯度大于3.0 ℃/hm為高溫異常，地溫梯度小于2.5 ℃/hm位低溫異常。

通許凸起高溫異常區(qū)分布于通許—尉氏—鄢陵及太康西南一帶，斷裂較發(fā)育，基巖埋藏淺，具有較高的熱傳導(dǎo)率，熱源條件較好，地溫梯度3.5～4.92 ℃/hm。尉氏縣城井深800～866 m，水溫40～45 ℃，地溫梯度3.47～3.68 ℃/hm；通許縣城(通許水利局、通許賓館)井深1 263～1 276 m，水溫49～55 ℃，地溫梯度3.5 ℃/hm左右；鄢陵許熱2號深1 101.3 m，水溫62 ℃，地溫梯度4.92 ℃/hm；太康縣城800～1 223 m地?zé)峋?，水?2～62 ℃，地溫梯度3.71～4.23 ℃/hm。

(2)垂向變化規(guī)律。不同埋深下地溫等值線如圖2所示。

①1 000 m埋深地溫(圖2(a))。地溫變化范圍30～56 ℃，在50 ℃以上的地溫區(qū)，主要分布在新鄉(xiāng)東南、通許凸起內(nèi)由通許經(jīng)尉氏、許昌五女店南到鄢陵縣張橋，往東經(jīng)扶溝、到太康形成的閉合圈、臨潁—漯河，沈丘城區(qū)一帶以及南陽盆地的南陽市區(qū)—魏崗—唐河一帶。高溫分布區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育，鄢陵縣城附近地溫高達(dá)56.64 ℃。②1 500 m埋深地溫(圖2(b))。地溫變化范圍一般50～74 ℃，高于66 ℃的高溫地溫區(qū)主要分布在開封縣—尉氏—漯河南—周口西—扶溝—通許閉合圈內(nèi)、太康附近、沈丘—鄲城—鹿邑一線的東南地區(qū)、永城附近、新鄉(xiāng)東南洪門—長垣牛屯鎮(zhèn)以南—封丘—蘭考堌陽鎮(zhèn)一帶，以及南陽盆地新野東北部—唐河。鄢陵城關(guān)附近地溫最高達(dá)72.59 ℃。③2 000 m埋深地溫(2(c))。地溫變化范圍58～86 ℃，高于82 ℃的地溫區(qū)，主要分布在延津—通許—太康—漯河南，呈南北向不規(guī)則條帶展布，其次為鹿邑—沈丘一線東南及南陽盆地魏崗以東至唐河，地溫一般82～88 ℃。④3 000 m埋深地溫(2(d))。地溫變化范圍一般86～122 ℃，地溫高于118 ℃的區(qū)域，主要分布于開封市北部內(nèi)黃凸起與開封凹陷的交界處的封丘—延津一帶及菏澤凸起南部黃河沿岸、通許—鄢陵—漯河—商水—太康閉合圈，其次為鹿邑—沈丘一線東南。太康一帶地溫最高為125.21 ℃。

1.1.2 熱儲特征

區(qū)內(nèi)主要熱儲層有新近系明化鎮(zhèn)組及館陶組、古近系熱儲層、古生界寒武—奧陶系熱儲層。

(1)新近系明化鎮(zhèn)組熱儲層。主要含水介質(zhì)巖性為中細(xì)砂、粉砂、粗砂及含礫砂，累計厚度占地層厚度的30%～36%，單層厚度5～20 m，最厚達(dá)40 m，孔隙度25%～30%。靜水位埋深鄭州市區(qū)一般為60～70 m，最大達(dá)90 m左右，尉氏一帶為40～30 m，商丘市區(qū)一般30～50 m，最大達(dá)80 m。單井涌水量700～1 600 m3/d，尉氏、商丘、臨潁及通許一帶較大，鄭州一帶700～1 000 m3/d。水化學(xué)類型以HCO3-Na型為主，其次為HCO3-Na·Ca、HCO3·Cl-Na型，總?cè)芄?.56～2.19 g/L。

(2)新近系館陶組熱儲層。頂板埋深800～100 m，底板埋深900～1 500 m，厚度100～700 m。主要含水介質(zhì)巖性中細(xì)砂、含礫砂、粉砂。累計厚度占地層厚度的35%～46%，單層厚度5～30 m，孔隙度20%～25%。靜水位埋深鄭州市區(qū)一般為70～80 m，最大達(dá)100 m(降落漏斗北部影響到黃河一帶，東部到鄭州與中牟交接帶)，尉氏及通許一帶為30～20 m，許昌—鄢陵為5～20 m，臨潁一帶30～35 m，太康及西華、扶溝一帶為15～20 m。單井涌水量500～1 600 m3/d，鄭州一帶相對較小(500～700 m3/d)。水化學(xué)類型以HCO3-Na、SO4·HCO3-Na及Cl-Na型為主，總?cè)芄?.45～2.9 g/L。

(3)古近系熱儲層。頂板埋深1 000～1 400 m、底板埋深1 600～2 000 m。含水介質(zhì)主要為粉細(xì)砂巖，占地層厚度的20%。

(4)古生界寒武—奧陶系熱儲層。頂板埋深500～2 000 m，上覆蓋層為上古生界及新生界。熱儲層巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖。由于下古生界地殼長期上升隆起，碳酸鹽巖裸露地表受到溶蝕作用，巖溶裂隙發(fā)育好，具地下水儲存空間，埋藏深度適當(dāng)，熱儲層條件較好。

1.1.3 地?zé)崃黧w特征

地?zé)峋當(dāng)?shù)據(jù)見表1。

表1 地?zé)峋當(dāng)?shù)據(jù)Tab.1 Geothermal well data

根據(jù)煤田勘探資料，新鄭1802孔，深494 m，石炭系灰?guī)r涌水量達(dá)467 m3/d，水溫40 ℃，總?cè)芄?.73 g/L，水源可能為下部寒武—奧陶系巖溶裂隙水沿斷裂帶上涌形成。鄢陵花都溫泉1號井水質(zhì)分析資料，總硬度(以CaCO3計)697.5 mg/L，溶解性總固體3 521.77 mg/L，pH值7.9，水化學(xué)類型SO4+Cl-Na型，屬中性硬咸水。據(jù)地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范，該地下水偏硅酸含量52 mg/L，可命名為硅水；偏硼酸含量6.975 2 mg/L，鋰離子含量3.68 mg/L，均達(dá)到礦水濃度，是很好的理療熱礦泉水，且地?zé)崃黧w溫度均大于63 ℃，且不具腐蝕性、不結(jié)垢，可以作為鍋爐用水，可以廣泛應(yīng)用于地?zé)峁┡?、理療礦水、溫泉洗浴旅游、生態(tài)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等諸多領(lǐng)域，社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益非常顯著。

1.2 李口向斜凹陷區(qū)地?zé)嵫芯繀^(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件

本區(qū)域位于郟縣斷層、鍋底山斷層、襄郟斷層，斷層均為溝通深部熱源的良好通道，斷裂構(gòu)造越發(fā)育的地帶越有利于深部地?zé)崮芟蛏蟼鬟f和地?zé)崴谄溟g的運移，從而形成高溫異常區(qū)，尤其是鍋底山斷層北部與李口向斜附近的碳酸鹽巖巖溶熱儲埋藏相對較深，且斷裂構(gòu)造發(fā)育。

1.2.1 地溫場特征

河南省大地?zé)崃髦党尸F(xiàn)出東高西低的特點，分布形態(tài)主體呈NW—NWW向，其次為NE—NNE向。具體來說，沉積盆地內(nèi)，凸起區(qū)熱流值高于凹陷區(qū)，構(gòu)造發(fā)育部位熱流值相對較高；隆起區(qū)和山前地帶除局部地段外，一般為低熱流值。平頂山凸起的大地?zé)崃髦禐?7.41～85.83 mW/m2，平均值73.3 mW/m2，高于河南省大地?zé)崃髌骄?6.9 mW/m2，高于我國大地?zé)崃髌骄?63～68 mW/m2)，分布形態(tài)呈NWW向展布。平頂山地區(qū)大地?zé)崃髦翟?1.0～73.3 mW/m2，低于平頂山凸起大地?zé)崃髦?。平頂山地區(qū)平均地溫梯度在2.52～3.00 ℃/hm，低于平頂山凸起李口向斜區(qū)域地溫梯度(2.60～4.66 ℃/hm)(圖3)，平頂山凸起平均地溫梯度為3.466 ℃/hm，屬異常地溫區(qū)，這與大地?zé)崃髦档姆植继卣飨喾?/p>

圖3 地溫梯度等值線Fig.3 Geothermal gradient contour

根據(jù)已有研究成果，平頂山地區(qū)恒溫帶深度為25 m左右，溫度為17.2 ℃。

1.2.2 熱儲特征

研究區(qū)域為一個隱伏地?zé)崽?，熱儲層有二疊系砂巖裂隙熱儲層，石炭系巖溶裂隙熱儲層，寒武系頂部古風(fēng)化殼巖溶裂隙熱儲層，寒武系中上統(tǒng)張夏組巖溶熱儲層，寒武系朱砂洞組巖溶熱儲層。

(1)二疊系砂巖裂隙熱儲層在研究區(qū)普遍發(fā)育，埋深100～420 m，為裂隙承壓水。根據(jù)周邊鉆孔資料顯示，水溫30～40 ℃，水量20～80 m3/h，水溫偏低，其中砂巖段可作為備用熱儲層。

(2)石炭系裂隙熱儲層厚度10～45 m，水量分布不均，含水層厚度小、且有煤層和鋁土礦層，不是理想熱儲層，可作為備用熱儲層。

(3)寒武系巖溶裂隙熱儲層，具有有效空隙、滲透性的巖溶裂隙與斷裂構(gòu)造集中發(fā)育部位構(gòu)成主要熱儲空間，以對流傳熱為主、平面上呈條帶狀延伸。且有新生界、中生界、上古生界作為熱儲蓋層，是理想熱儲層，埋深1 200～2 800 m，地?zé)崴疁囟?5～85 ℃。

(4)寒武系頂部古風(fēng)化殼巖溶裂隙熱儲層，寒武系辛集組與其下伏震旦系地層的不整合界面熱儲層，為古風(fēng)化界面，含水，是理想熱儲層。

(5)二疊系砂巖裂隙熱儲層是平頂山市主要的熱儲層之一，富水巖性以細(xì)粒、中粗粒砂巖為主，全區(qū)均有發(fā)育。頂板埋深100～420 m，厚度120～380 m，孔隙度4%～20%，預(yù)測單井出水量為60～80 m3/h，出水溫度為30～40 ℃。

(6)寒武系張夏組是平頂山市主要的熱儲層之一，富水巖性以厚層狀白云巖、鮞狀灰?guī)r為主，全區(qū)均有發(fā)育。頂板埋深1 200～1 600 m，厚度60～220 m，孔隙度1%～4%，預(yù)測單井出水量30～40 m3/h，出水溫度為63.25～74.23 ℃。

(7)寒武系朱砂洞組是平頂山市主要的熱儲層之一，富水巖性以厚層狀豹皮狀灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r為主，全區(qū)均有發(fā)育。頂板埋深2 000～2 400 m，厚度20～150 m，預(yù)測單井出水量30～40 m3/h，出水溫度為74.35～89.49 ℃。

1.2.3 地?zé)崃黧w特征

(1)第四系松散類孔隙含水層。該含水層區(qū)域鉆孔單位涌水量為0.000 7～16.200 0 L/(s·m)，水化學(xué)類型為HCO3-Ca型，礦化度<0.5 g/L，水溫為16～18 ℃。

(2)二疊系裂隙含水層。包括上統(tǒng)石千峰組、中統(tǒng)石盒子組及下統(tǒng)山西組，含水層部分由各組中的砂巖組成。水化學(xué)類型為HCO3-Ca、HCO3-Ca·Na及HCO3·SO4-Na·Ca型，礦化度0.300～0.412 g/L。石盒子組及山西組的各煤層均有厚度不等的砂巖含水層，各含水層都有泥巖、砂質(zhì)泥巖相隔，一般無明顯的水力聯(lián)系。含水層以細(xì)—粗粒砂巖為主，水化學(xué)類型為HCO3-Ca、HCO3-Na型，為弱含水的裂隙承壓含水層。

(3)石炭系太原組巖溶裂隙含水層。含水層由上部灰—深灰色石灰?guī)r和下部深灰色顯晶質(zhì)石灰?guī)r組成。上部巖溶裂隙發(fā)育，富水性較好，礦化度為0.26～0.59 g/L，水化學(xué)類型為HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型，下部含水層富水性不均一。

(4)寒武系巖溶裂隙含水層。含水層主要由寒武系下、中、上統(tǒng)膏溶角礫巖、白云質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r組成，寒武系以中、下部饅頭組泥巖、砂質(zhì)泥巖為隔水層分為2個含水段。上段崮山、張夏組巖溶較發(fā)育，以巖溶裂隙為主，巖溶裂隙發(fā)育，相對富水性較強，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Na及HCO3-Ca·Na水，礦化度0.287 8～0.655 0 g/L；下段朱砂洞膏溶角礫巖發(fā)育，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Na及HCO3-Ca·Na水，礦化度0.4 g/L。

2 靶區(qū)選擇依據(jù)

2.1 通許凸起鄢陵段靶區(qū)選擇依據(jù)

研究區(qū)處在通許凸起的西部。區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育。據(jù)1∶20萬前新生界基巖地質(zhì)圖、《河南省鄢陵工區(qū)地震普査工作成果報告》、《河南省許昌鐵礦普査及武莊礦床詳查地質(zhì)報告》及此次工作區(qū)內(nèi)所作剖面圖綜合分析，區(qū)內(nèi)共有5條斷層。通許凸起鄢陵段斷裂構(gòu)造如圖4所示。

(1)F1。分布在鄢陵北彭店—北辛莊一帶。據(jù)《河南省鄢陵工區(qū)地震普查工作成果報告》(1∶5萬)，該斷層延伸35 km以上，走向北西，傾角5°左右，為一正斷層。在斷層的南北兩盤，波組反映差異很大，北盤反射層次突然增多，深度突然增大，斷距很大，斷層北部有巨厚的地層沉積。新近系底部界面也發(fā)生了明顯的錯斷，錯動距離在200 m左右，說明該斷層一直到新近系沉積后仍有活動。斷層南為太古界凸起，北為古生界凹陷斷層北部基底地層主要為二疊系地層。

圖4 通許凸起鄢陵段斷裂構(gòu)造Fig.4 Fault structure of Yanling segment of Tongxu uplift

(2)F2。F2斷層展布在鄢陵至陳化店到公平寨帶。據(jù)1∶20萬前新生界基巖地質(zhì)圖資料，該斷層性質(zhì)為壓性，長度大于110 km。走向北東一近東西，是鄢陵一太康凸起與張橋凹陷遜姆口凹陷及鹿邑凹陷之分界。斷層北為太古界凸起，南為古生界凹陌(地層主要為二疊系)，這在本次工作區(qū)的剖面中有所反映。該斷層是一條延伸遠(yuǎn)的深大斷裂，其與F1斷層一起為該區(qū)的熱儲層從地殼深處源源不斷地傳導(dǎo)熱能。

(3)F3。分布于許昌西七里店至半截河到新郭莊一帶。據(jù)《河南省許昌鐵礦普查及武莊礦床詳査地質(zhì)報告》及1∶20萬前新生界基巖地質(zhì)圖資料，該斷層屬禹縣—許昌—太康大斷裂的組成部分。斷層走向北西西，斷層北為許昌—鄢陵古生界—太古界凸起，南為古生界凹陷。

(4)F4。分布在蘇橋到尹家堂一帶。據(jù)《河南省許昌鐵礦普査及武莊礦床詳査地質(zhì)報告》，該斷層為尹家堂斷裂，形成較晚，穿插和切割東西向和北西向斷裂。斷層斷距較小，走向北東，傾向南西，為一逆斷層。斷層南東為凸起，北西為凹陷。

(5)F5。分布在F4西至長葛一帶。據(jù)1∶20萬前新生界基巖地質(zhì)圖，該斷層走向北西，傾向北東，為一正斷層。斷層南西(下盤)為太古界凸起，北東(上盤)為元古界凹陷。

鄢陵凸起段擬選擇有利位置施工地?zé)峋豢?，目?biāo)層位新近系館陶組熱儲層，井深870～1 130 m，對地?zé)峋M(jìn)行試驗，求取地?zé)峋黧w參數(shù)。

2.2 李口向斜靶區(qū)選擇依據(jù)

李口向斜凹陷區(qū)域為地溫梯度較高區(qū)，導(dǎo)水構(gòu)造多，具有豐富的地?zé)豳Y源。地?zé)豳Y源的靶區(qū)選擇不能只考慮地?zé)豳Y源豐富程度，更要考慮今后的開發(fā)利用方向，有許多地?zé)犴椖靠辈焱瓿珊螅淅脙r值較小，造成資源浪費。秉著經(jīng)濟(jì)合理、可持續(xù)開發(fā)為原則，可把研究區(qū)進(jìn)一步縮小至郟縣縣城附近，擬在縣城處，圍繞郟縣斷層附近設(shè)計一口地?zé)峋甁R01，設(shè)計深度為2 800 m，目標(biāo)層位為寒武系張夏組。李口向斜凹陷區(qū)斷裂構(gòu)造如圖5所示。

圖5 李口向斜凹陷區(qū)斷裂構(gòu)造Fig.5 Fault structure in the Likou syncline depression area

3 綜合物探工作布置

地?zé)豳Y源的勘查屬于一項工作量較大，并且整個勘查工作流程比較復(fù)雜的項目類型，在實際工作過程中需要投入大量的人力物力和財力。地質(zhì)勘查工作單位必須充分了解到地?zé)釁^(qū)域的地質(zhì)條件差異，并以此為基礎(chǔ)來開展后續(xù)的地?zé)峥辈楣ぷ?，要以先進(jìn)的綜合物探勘查技術(shù)作為技術(shù)中心，對整個地?zé)峥辈楣ぷ鞯膶嵤┓桨讣右源_認(rèn)，有效保證整個地?zé)峥辈楣ぷ鞯捻樌_展。綜合物探勘查技術(shù)主要是應(yīng)用多種單一的物探方式建立起地質(zhì)勘查技術(shù)，在我國各大地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用效果較好，和單一性的物探探測方法相比，綜合物探法優(yōu)勢非常明顯。在地?zé)峥辈楣ぷ髦?，運用綜合物探法可以有效適用地?zé)峥辈楣ぷ髦胁煌ぷ鳝h(huán)節(jié)的勘查要求，首先要對勘查地區(qū)的地?zé)豳Y源類型情況有詳細(xì)了解，才能運用綜合物探法來進(jìn)行地?zé)峥辈楣ぷ?，在不同勘查方式上所表現(xiàn)出的作用也存在不同，可以解決地?zé)峥辈楣ぷ鳟?dāng)中一些特定性問題[13-14]。

根據(jù)近些年物探技術(shù)的發(fā)展和研究，本次綜合物探認(rèn)為采用大深度廣域電磁測量、微動測量具有一定的優(yōu)勢。

3.1 大深度廣域電磁測量

廣域電磁法是何繼善院士針對CSAMT和MELOS的不足提出的一種能在全域進(jìn)行廣域電阻率計算的電磁方法，廣域電磁法繼承了CSAMT使用人工場源克服場源隨機性的優(yōu)點，也繼承了MELOS方法非遠(yuǎn)區(qū)測量的優(yōu)勢，大大拓展了人工源電磁法的觀測范圍，提高了觀測速度、精度和野外效率。

廣域電磁法和偽隨機信號電磁法結(jié)合起來，形成了獨具特色的一種新的電法勘探方法。①天然場信號微弱，MT、AMT容易受到干擾。②采用單分量測試，只測量Ex，不測量磁場，簡便、易于掌握。③采用全域電磁場計算公式，可縮小收發(fā)距離，信號強、測量盲區(qū)小。④CSAMT采用的公式形式與MT、AMT相同，導(dǎo)致在一般觀測距離下，不滿足近似計算的條件，很容易進(jìn)入非遠(yuǎn)區(qū)，使得曲線尾支呈45°上升。⑤廣域電磁法采用精確計算公式，避免因過度簡化公式而帶來的假象，可以在相對較大的區(qū)域里進(jìn)行觀測和數(shù)據(jù)處理 。擴大了觀測范圍?？碧缴疃燃s為收發(fā)距的1/4。⑥CSAMT采用近似計算公式，對變形的觀測數(shù)據(jù)采取各種校正措施，也不能從根本上解決問題。廣域電磁法采用精確計算公式，能正確觀測到實際的地電模型。⑦由于廣域電磁法采用精確計算公式，可以適當(dāng)縮短收發(fā)距離(r>4H)，提高信號強度。⑧CSAMT至少要觀測Ex和Hy兩組數(shù)據(jù)，Hy難以觀測，無形中增大了難度和成本，為減小難度和成本，經(jīng)常采用1個Hy對應(yīng)多個Ex的方式進(jìn)行觀測和數(shù)據(jù)處理，導(dǎo)致剖面上可能出現(xiàn)等值線掛面的現(xiàn)象；廣域電磁法僅觀測Ex，用迭代法計算出視電阻率，數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯比CSAMT好，施工效率也比CSAMT高。⑨測量噪聲小。由于只測量電場，不測量磁場，受到的干擾小(誤差傳遞)。目前在干擾較大的城區(qū)，信號強度僅約1 μV也能進(jìn)行較好的觀測。⑩在收發(fā)距合適的情況下，對深部低阻體的反映較敏感，測試曲線不會出現(xiàn)類似CSAMT方法尾支呈45°上升的假象。不觀測相位，發(fā)射與接收不需要嚴(yán)格同步。

3.2 微動測量

微動探測(MS)是目前常用的物探新技術(shù)，在探測效果和勘探成本上具有明顯技術(shù)優(yōu)勢。該方法是從天然場源微動信號中提取瑞雷波信息，通過數(shù)據(jù)處理與分析反演、解釋地下介質(zhì)S波速度結(jié)構(gòu)的地球物理勘探技術(shù)。該方法無需人工源，不受工業(yè)電磁場、淺層高速層、(海水侵入)低阻高導(dǎo)層屏蔽作用影響，對深部低速層的分辨能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他地球物理方法，對斷層破碎帶、采空區(qū)(空洞)、陷落柱等構(gòu)造、巖性突變導(dǎo)致的低降速區(qū)域敏感，探測效果好。該方法已在蘇州、無錫、徐州、東海、高郵、寶應(yīng)、如東等多地的地?zé)豳Y源勘查和地?zé)峋贿x址工作中發(fā)揮了重要作用，實測勘探點多達(dá)89個，積累了大量原始數(shù)據(jù)和探測成果。微動探測成果和地?zé)徙@探成果為深入研究熱儲層結(jié)構(gòu)、控?zé)針?gòu)造背景提供了重要的深部信息，對2種成果的對比分析，研究不同熱儲層、構(gòu)造類型的微動探測效果及最佳工作方法，總結(jié)分析影響探測效果的地質(zhì)與技術(shù)因素，建立典型熱儲層地質(zhì)—巖石物性模型，可為同類地區(qū)的地?zé)豳Y源勘查和地?zé)峋贿x址工作提供技術(shù)示范，對更好開展地?zé)豳Y源勘查、提高地?zé)徙@井的成功率具有重要指導(dǎo)意義。

3.3 綜合物探工作布置

3.3.1 通許凸起鄢陵段靶區(qū)綜合物探工作布置

根據(jù)通許凸起鄢陵段靶區(qū)的資料收集研究，F(xiàn)2斷層展布在鄢陵至陳化店到公平寨帶，該斷層是一條延伸遠(yuǎn)的深大斷裂，有很好的地?zé)釛l件。具體物探綜合工作布置在F2斷層帶上，方法為大深度廣域電磁測量和微動測量綜合剖面，線編號為WTL1線，點距100 m，剖面長2 km。其中，大深度廣域電磁測量20個測點、微動測量20個測點，2種方法各預(yù)留10個加密點。根據(jù)剖面情況選擇加密位置，通許凸起鄢陵段靶區(qū)共設(shè)計大深度廣域電磁測量點30個、微動測量點30個。

通許凸起鄢陵段靶區(qū)綜合物探工作布置如圖6所示。

圖6 通許凸起鄢陵段靶區(qū)綜合物探工作布置Fig.6 Layout of comprehensive geophysical exploration work in the target area of Yanling section of Tongxu uplift

3.3.2 李口向斜靶區(qū)綜合物探工作布置

根據(jù)李口向斜靶區(qū)的資料收集分析，靶區(qū)主要研究的是郟縣斷層，郟縣正斷層為區(qū)域大斷層，總體走向呈北東方向，落差2 000 m，將襄郟斷層、李口向斜錯斷。根據(jù)十一礦資料，該處斷層斷距大于400 m，為導(dǎo)水?dāng)鄬?。在主斷層兩?cè)發(fā)育了多條次生斷裂(襄郟斷層)，呈羽狀排布，推測為該區(qū)主要導(dǎo)水導(dǎo)熱構(gòu)造，有很好的地?zé)釛l件。具體物探綜合工作布置在郟縣斷層與黃道斷層交叉帶上，方法為大深度廣域電磁測量和微動測量綜合剖面，線編號為WTL1線，點距100 m，剖面長2 km。其中，大深度廣域電磁測量20個測點、微動測量20個測點，2種方法各預(yù)留10個加密點。根據(jù)剖面情況選擇加密位置，通許凸起鄢陵段靶區(qū)共設(shè)計大深度廣域電磁測量點30個、微動測量點30個。李口向斜靶區(qū)綜合物探工作布置如圖7所示。

圖7 李口向斜靶區(qū)綜合物探工作布置Fig.7 Layout of comprehensive geophysical exploration work in Likou syncline target area

4 結(jié)語

通過研究，可提高中深層地?zé)峥辈閰^(qū)和靶區(qū)優(yōu)選率，最大限度降低中深層地?zé)峥辈殚_發(fā)投資風(fēng)險；是推動河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局轉(zhuǎn)型發(fā)展、抓住河南省實施污染防治攻堅戰(zhàn)3年行動計劃、實施燃煤替代、發(fā)展地?zé)峁┡?制冷)的重大機遇；是為政府、企業(yè)開展地?zé)衢_發(fā)利用可行性研究提供依據(jù)，以滿足指導(dǎo)商業(yè)性地?zé)衢_發(fā)需要的重要舉措。