淺析綜合物探方法在地熱勘查中的應用效果

■劉暢

（遼寧省物測勘查院 遼寧沈陽110121）

淺析綜合物探方法在地熱勘查中的應用效果

■劉暢

（遼寧省物測勘查院 遼寧沈陽110121）

在遼北某地區的斷陷盆地尋找地下熱水，通過物探綜合剖面測量方法，大致圈定出了凹陷邊界和基底起伏特征，大致查明了區內主要斷裂構造的位置、產狀和地層變化情況，圈定了地熱成礦區帶，在上述工作的基礎上布設驗證井位2個。經打鉆驗證綜合物探方法在地熱勘查中的應用效果是顯著的。

地熱物探凹陷剖面斷裂構造

0　前言

在該項目中，設計施工了重、磁剖面測量和可控源音頻大地電磁法剖面測量的物探勘查工作。主要目的是通過綜合物探方法：①大致圈定盆地邊界和基底起伏特征；②大致查明工作區內主要斷裂構造位置、產狀和地層變化情況；③在上述工作的基礎上選擇有利部位布置驗證井位。實際布設了四條剖面，分別為L2、L4、L6、L8，總長度為17.4km，采用方法包括重力勘探、高精度磁測和可控源音頻大地電磁測深法。

1　物探成果解釋推斷

磁場值總體上呈正負值間隔分布特征，西北部表現條帶狀高磁異常，走向北東。在其東南側呈現出與之平行的條帶狀負磁場，西南部存在明顯負異常等值線封閉圈，負磁場向北東向呈斷續相連的條帶狀，這與已知斷陷帶位置相當，推斷該負異常為斷陷帶基底巖性的反映。西北部正磁場呈北東向條帶狀分布，推測為隆起區域。共推斷出兩條北東向斷裂構造，分別為Fc1、Fc2。其中Fc1構造走向為北東向，構造長度約3km，推斷傾向為西北；Fc2構造走向為北東向，構造長度約4km，推斷傾向為東南。

重力場宏觀特征為：南東部重力高，北西部重力低，其南東端最高場值達26.6×10-5m/s2（L6剖面），向北西場值逐漸遞降，剖面中段重力值相對最低，極值為15.2×10-5m/s2（L4剖面）；再向北西重力值略有抬升，至北西端處，重力值升至20×10-5m/s2左右，其中L8剖面北西端重力值為21.2×10-5m/s2。

推斷斷裂點的依據是各剖面曲線的最陡部。如L2剖面的3300點附近，重力曲線下降梯度突然增大，推斷此處為斷裂點。在各剖面上確定斷裂點后，將各剖面相應斷裂點在平面上連線，可大致推斷劃分出斷裂帶的展布特征。據此，劃分出Fg1斷裂帶和Fg2斷裂帶。

從各剖面的可控源音頻大地電磁測深反演擬斷面圖中可看出，各測線普遍表現為剖面中部視電阻率值較低，兩側的視電阻率值相對較高，在垂向上，由淺至深視電阻率值逐漸升高，這一點反映了兩隆夾一凹的基底格局。根據測深結果共推斷出斷裂4條，Fk1、Fk2、Fk3、Fk4，其空間位置關系見三維示意圖。四條斷裂構造均為北東向，其中Fk1與Fk2位置、走向大致相同，傾向不同。二者與Fk3之間為低阻凹陷區。Fk3與Fk4之間為高阻變質巖區。

2　地熱地質條件

Fg1和Fg2兩條斷裂之間形成狹長斷陷帶，這兩條斷裂控制了徐家湖凹陷帶的北西和南東邊界。北東部的L8剖面上凹陷帶寬約3km，而南西部的L4剖面上凹陷帶約寬2.5km，說明凹陷帶向南西逐漸變窄的趨勢。同時，該凹陷帶南東邊緣相對傾斜陡，而北西邊緣相對較緩。根據收集鄰區地熱井資料，徐家堡凹陷的底部為含水層介質-薊縣系霧迷山組和鐵嶺組白云巖。結合上述地層巖性推斷結果，在凹陷帶內該層位埋深約-700m～-1200m。物探推斷的F1、Fk2斷裂正好是在此通過，且是兩組斷裂的交匯處，同時是低阻反映，所以推斷該處有一定的構造破碎，且含水性較好。在推斷斷裂Fk1、Fk2所處的破碎帶區域，低阻范圍延深至-2500m左右，重力曲線在此段與兩側曲線走勢有明顯不同，上升的趨勢變得更加緩慢，證實了此處巖石破碎程度較高。該破碎帶埋深深度相對較為適宜，且目標層位為薊縣系碳酸鹽巖及石英砂巖，巖石堅硬性脆，受斷裂構造易破碎，產生節理裂隙，利于地下水徑流和儲存，可以作為尋找地下熱水源的有利靶區。

3　孔位布設

根據分析結果，結合斷陷盆地地熱的三要素，鉆孔的布設依據如下：

（1）斷陷盆地的邊緣起區地下熱水較好。（2）有一定厚度的保溫層。（3）有良好的熱源通道即斷裂。（4）地下有一定的儲水空間即儲水構造破碎帶。

推斷斷陷帶兩側的斷裂帶是地熱的最佳部位，經綜合研究，布設兩個地熱鉆孔孔位。分別為ZK1、Zk2，其中ZK1布設在L8剖面上，ZK2布設在L4剖面上。

ZK1孔：主要依據磁法Fc2，可控源Fk1、重力Fg1。該孔位于徐家堡凹陷的北側Fk1斷裂的南側，處于徐家堡斷陷盆地的邊緣地區，推測新生界及中生界蓋層700m～1200m厚，目標層位為薊縣系霧迷山組白云巖含水破碎帶，L8剖面中Fk1與Fk2交匯處的地質條件完全符合上述鉆孔布設依據。

ZK2孔：主要依據磁法Fc2，可控源Fk1、重力Fg1。該孔位于徐家堡凹陷的北側Fk1斷裂的南側，處于徐家堡斷陷盆地的邊緣地區，推測蓋層700m～1200m厚，目標層位為薊縣系霧迷山組白云巖含水破碎帶，L4剖面中Fk1與Fk2交匯處的地質條件完全符合上述鉆孔布設依據。設計為直孔，-1500m左右鉆遇斷裂Fk1，-2000m左右鉆遇Fk2，孔深1800—2200米。

4　結論

通過四條剖面綜合物探測量，并結合鉆孔資料，初步推斷出該區斷裂構造及其展布特征，較清晰的顯現出八里莊-城南堡斷陷帶展布范圍，區內共推斷劃分出斷裂構造5條，分別為F1、F2、Fk2、Fc1、Fk4，均為北東向；主要斷裂2條；F1、F2。由上述斷裂構造圈定了徐家湖斷陷帶邊界展布特征，呈越向西南越窄的帶狀分布，南東邊緣相對較陡，而北西邊緣相對較緩。Fk2與F1距離較近，但傾向不同，Fk2可能為隱伏構造，從可控源剖面圖中可以看到二者的破碎帶是連續甚至共同作用的，該破碎帶延深至近-2500米深處，可作為尋找地熱資源的目標層位。

[1]蔣麗麗,遼寧省鐵嶺縣新臺子地區地熱勘查物探工作報告 [R].2012,12.

[2]遼寧省區域地質志 [M].

[3]地熱勘查規范.

S761.5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-174-1