重力勘探方法在撫順某地區(qū)地?zé)峥辈轫?xiàng)目中的研究

周為

摘 要：重力勘探是以不同巖石的密度差為基礎(chǔ)的地球物理勘察手段，它通過(guò)對(duì)地層重力場(chǎng)的觀測(cè)和研究，來(lái)查明地質(zhì)構(gòu)造。地?zé)豳Y源與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系非常密切。通過(guò)重力測(cè)量圈定異常范圍，查明河谷區(qū)構(gòu)造及深部構(gòu)造在淺部的反映，解決構(gòu)造異常分布的基本特征和區(qū)內(nèi)地層的主要分布規(guī)律，為深部工程驗(yàn)證提供設(shè)計(jì)依據(jù)。闡述了遼寧撫順地區(qū)地?zé)峥辈橹械闹亓ぷ鞯膽?yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：地?zé)峥辈椋恢亓Γ粦?yīng)用研究

地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)是全球經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。利用地?zé)衢_(kāi)發(fā)旅游早已成為重要方向，世界許多國(guó)家的溫泉區(qū)，地?zé)崧糜钨Y源豐富。20世紀(jì)80年代以來(lái)，中國(guó)各地利用地?zé)後t(yī)療與景觀資源優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展地?zé)崧糜螛I(yè)已取得長(zhǎng)足進(jìn)展。

為了研究重力勘探在地?zé)峥辈熘械膽?yīng)用效果，在撫順地區(qū)開(kāi)展了一系列重力勘查工作。

1 重力物探方法簡(jiǎn)介

重力勘探是測(cè)量與圍巖有密度差異的地質(zhì)體在其周圍引起的重力異常﹐以確定這些地質(zhì)體存在的空間位置﹑大小和形狀，從而對(duì)工作地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況作出判斷的一種地球物理勘探方法。它是深部礦產(chǎn)勘探的主要技術(shù)。近年來(lái)物探技術(shù)飛速發(fā)展，新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為深部地?zé)峥碧教峁┝思夹g(shù)前提。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件

勘察區(qū)位于渾河斷裂帶內(nèi)。渾河斷裂帶對(duì)遼寧地區(qū)地質(zhì)發(fā)展史具有重要的控制作用。新近紀(jì)以來(lái)渾河斷裂仍有活動(dòng)，主要表現(xiàn)在火山噴發(fā)和差異升降運(yùn)動(dòng)及弱震，有的地方發(fā)現(xiàn)有熱泉。在清原草市、南山城包括本工作區(qū)一帶新近系上新統(tǒng)橄欖玄武巖分布，厚20m左右，為本工作區(qū)地?zé)嵩刺峁┝宋镔|(zhì)來(lái)源和客觀存在條件。

通過(guò)所述，認(rèn)為該區(qū)內(nèi)地下深部構(gòu)造裂隙較為發(fā)育，且構(gòu)造裂隙含水性較好，有熱源地質(zhì)體的客觀存在和地表地溫異常的存在，對(duì)地下熱水的形成極為有利。

3 勘查區(qū)地球物理特征

斷層兩側(cè)的巖層發(fā)生明顯的垂直位移或水平錯(cuò)動(dòng)，并具有明顯的密度差異時(shí)，利用重力資料確定斷層位置、走向和長(zhǎng)度等具有良好的地質(zhì)效果。

勘查區(qū)主要巖性為：白堊系砂礫巖、侏羅系頁(yè)巖、石棚子巖組閃長(zhǎng)巖、紅石砬子花崗巖及片麻巖、閃長(zhǎng)巖等，標(biāo)本密度參數(shù)測(cè)定結(jié)果顯示，測(cè)區(qū)礫巖、砂巖、頁(yè)巖密度在2.1克/厘米3左右，與其他巖性之間密度相差0.4-0.5克/厘米3，這為重力方法劃分巖性分界帶及構(gòu)造斷裂提供了可行性。

4 重力工作方法實(shí)驗(yàn)

野外數(shù)據(jù)采集使用美國(guó)Scintrex公司生產(chǎn)的CG-5自動(dòng)讀數(shù)重力儀，觀測(cè)參數(shù)為相對(duì)重力值（gal）。工作前對(duì)儀器進(jìn)行了下列試驗(yàn)：

（1）靜態(tài)試驗(yàn)；（2）動(dòng)態(tài)試驗(yàn)；（3）一致性試驗(yàn)；（4）格值和比例因子標(biāo)定。

5 測(cè)量數(shù)據(jù)處理及整理

測(cè)點(diǎn)的重力值計(jì)算經(jīng)過(guò)固體潮改正和混合零點(diǎn)位移改正。固體潮計(jì)算以工區(qū)中心作為固體潮計(jì)算點(diǎn)，由CG5重力儀自動(dòng)完成。近區(qū)和中遠(yuǎn)區(qū)地形改正應(yīng)用rgis2006重力處理系統(tǒng)，來(lái)進(jìn)行改正。

6 斷裂帶推斷解釋

從圖1等值線中可以看出，測(cè)區(qū)中重力區(qū)域背景場(chǎng)形態(tài)變化相對(duì)簡(jiǎn)單，重力數(shù)值高、低分帶明顯，測(cè)區(qū)中部重力值較低，測(cè)區(qū)上半部分與下半部分重力值相對(duì)較高，同一巖性內(nèi)重力值高低的不同是由于各巖性的成分細(xì)微差異導(dǎo)致的密度差異，以及斷裂帶周圍巖石擠壓破碎影響巖石密度組成所造成。各異常高值區(qū)之間布格重力異常值大小相當(dāng)，均在20-30mgal之間，各低值區(qū)之間布格重力異常值大小也無(wú)明顯變化，均在10-20mgal之間，場(chǎng)值變化幅值在20mgal左右，測(cè)區(qū)礫巖、砂巖、頁(yè)巖密度在2.1克/厘米3左右，與其他巖性之間密度相差0.4-0.5克/厘米3，所以在等值線圖上可以看出明顯的分界帶。布格重力異常總體輪廓與測(cè)區(qū)內(nèi)地形呈鏡像關(guān)系，這是地殼現(xiàn)代均衡理論的表現(xiàn)，反映了地殼莫霍界面變化總體趨勢(shì)。

勘查區(qū)內(nèi)重力梯度帶比較發(fā)育，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化和插值以后，等值線圖異常總體延伸和連續(xù)性較好，其展布方向主要為北東走向；以北東向?yàn)橹鞯闹亓Φ戎稻€和異常軸向是該區(qū)重力圖的主要特征，這與區(qū)域重力場(chǎng)走向吻合，為測(cè)區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造框架。

圖1遼寧省撫順某地區(qū)地?zé)崞詹椴几裰亓Ξ惓?shù)據(jù)等值線平面圖（縮略圖）

應(yīng)用物探成果資料推斷斷裂、破碎帶，重力是以相應(yīng)重力值變化規(guī)律為基礎(chǔ)，結(jié)合已知的地質(zhì)資料進(jìn)行推斷。一般情況下，斷裂構(gòu)造在重力測(cè)量中表現(xiàn)為沿?cái)嗔褞Х植嫉囊幌盗谐示€狀本行排列的等值線密集帶或等值線同形扭曲帶，前者多反映為垂向斷裂或張性斷裂，而后者則表現(xiàn)為平移斷裂或壓扭性斷裂。本區(qū)結(jié)合圖1及地表地貌特征推斷以下3條斷裂構(gòu)造

斷裂構(gòu)造WF1：北東走向，長(zhǎng)7100m余米。

斷裂構(gòu)造WF2：北東走向，長(zhǎng)8600m余米。

斷裂構(gòu)造WF3：北西走向，長(zhǎng)5600m余米。

7 結(jié)論

重力測(cè)量在本區(qū)應(yīng)用效果較好，對(duì)斷裂范圍的圈定反應(yīng)較好，高低值異常區(qū)的圈定為鉆孔布設(shè)工作提供了依據(jù)。結(jié)合地質(zhì)資料，在斷裂區(qū)布設(shè)并完成了ZK48-1號(hào)鉆孔中，該孔出水量為1000立方米/天，水溫為68度，符合地?zé)釡厝臉?biāo)準(zhǔn)，這證明重力方法在該地區(qū)的地?zé)峥辈橹腥〉昧撕芎玫男Ч?/p>

8 建議

重力勘探方法在有些時(shí)候，會(huì)因地形和環(huán)境因素影響存在局限性，工作中若采用綜合物探方法，結(jié)合地質(zhì)和化探資料，綜合判斷斷裂構(gòu)造具體位置會(huì)取得良好的應(yīng)用效果。■

參考文獻(xiàn)

[1]曾華霖.重力場(chǎng)與重力勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，2005，6.

[2]張勝業(yè)，潘玉玲.應(yīng)用地球物理[M].北京：地質(zhì)出版社，2000，12.

[3]劉天佑.應(yīng)用地球物理數(shù)據(jù)采集與處理[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2004，6.