可控源音頻大地電磁法在河北省礬山鎮地熱資源勘查中的應用

■石峰

（天津地熱勘查開發設計院天津300250）

可控源音頻大地電磁法在河北省礬山鎮地熱資源勘查中的應用

■石峰

（天津地熱勘查開發設計院天津300250）

采用可控源音頻大地電磁法對河北省礬山鎮的地熱資源進行了勘查，結合地質、地球物理特征，對數據資料進行了處理與反演解釋。查明了勘查區的地層時代、巖性特征、地質構造等情況，分析了地熱資源存在的可能性，本文對可控源音頻大地電磁法在其它地區地熱資源勘查中的應用具有十分重要的參考意義。

可控源音頻大地電磁 河北省礬山鎮 地熱資源 勘查

研究區礬山鎮處于礬山盆地中心部位，而礬山盆地構造比較復雜，表現為典型的斷塊式盆嶺構造。根據地下水的賦存條件，水理性質及水力特征，本區地下含水系統可劃分為基巖風化裂隙含水層組、中更新統含粘土礫石含水層組，其中，中更新統含粘土礫石含水層組為區內主要含水層。

1 野外工作方法

本次勘探選用GDP32II儀器系統，采用面積性標量觀測方式進行野外數據采集，即在每個測點測量沿測線方向的電場和垂直測線方向的磁場分量。結合該區的區域地質構造特征和本次工作的目的任務，本次物探工作采用面積性標量測量方式，布設兩個方向的測線，北西向布設2條測線，北東向布設3條測線，由于受到地形地物等條件的限制，部分測點進行了平移，具體位置見實際材料圖（圖1）。本次測量點距40m，MN距40m，測線總長度10.2km，測點數255個。

圖1 實際材料圖

2 數據處理方法

2.1 數據預處理與遠區數據頻點的選擇

為了減少隨機干擾、提高數據質量的目的，為后期處理做數據準備。預處理主要包括以下幾個方面：根據原始記錄及測深曲線形態、數據離差，對原始數據進行人機交互處理，刪除一些明顯人文干擾的數據塊。將每條剖面數據進行拼接，為整條剖面處理做數據準備。用ZONGE公司預處理軟件對原始數據進行重排及磁場振幅進行三點滑動濾波處理。本次對近區數據的改正采用人機聯作方法對每個測深點數據進行挑選，保證參與反演數據都屬于遠區及過渡區。

2.2 反演初始模型選擇

本次反演初始模型的生成采用3種方法來完成，即原始數據的滑動平均、1D模型的滑動平均模型、均勻半空間電阻率模型三種。反演結果斷面圖中，三種反演方法獲得的電阻率等值線形態基本一致，根據區域地質情況及測井資料，本次反演初始模型選擇為原始數據的滑動平均模型做為反演初始模型。

2.3 圓滑系數的選擇

圓滑系數的選擇主要為Ressmth的選擇，反演程序中的Ressmth參數直接控制反演模型數據擬合度與模型粗糙度。為了選取 合 理 的 Ressmth，分 別 做 了 Remsmth=0.1、Remsmth=0.5、Remsmth=1反演試驗。根據試驗結果，最終反演參數Ressmth＝0.5、水平圓滑系數為10、垂直圓滑系數為1。

3 電性解釋

L1線剖面整體以中高阻值為主，連續性較好，僅在33號點出現了視電阻率等值線不連續，總體呈現出高—低—高的三層結構。L2線剖面在7號點約海拔500m處向大號點延伸方向存在一個視電阻率等值線密集變化帶，整體呈現出高—低—高的三層結構。L3線剖面在33號點約海拔400m處存在一個視電阻率等值線密集變化帶，向小號點方向延伸，整體呈現出高—低—高的三層結構。L4線剖面在27號點約海拔400m處存在一個視電阻率等值線密集變化帶，向小號點方向延伸，整體呈現出高—低—高的三層結構。L5線剖面整體電阻率曲線總體比較平緩，呈現出高—低—高的三層結構，僅在35號點約海拔400m處存在一個視電阻率等值線密集變化帶，向小號點方向延伸。

4 地熱地質條件綜合分析

通過對可控源音頻大地電磁測深各條測線反演成果圖、水平切面圖、三維立體圖的對比分析，推測勘查區斷裂發育和地層的基本情況如下：

4.1 斷裂

F1：整體走向北西，傾向西南，傾角為70°左右，為正斷層。F1斷裂雖然穿過測線L1、L2，但在反演成果圖中并無明顯反映，可能與斷裂穿過該測線的具體相對位置有關，故未在L1、L2的解釋圖上劃分斷裂。F2：整體走向北東，傾向南東，傾角約70°，為正斷層。F3：整體走向北東，傾向南東，傾角為70°左右，為正斷層。

4.2 地層

研究區地層受NE向繼承性活動斷層和F1、F2、F3斷裂的控制，總體上是北西向東南變深的趨勢。新生界：為第四系亞粘土、亞砂土夾砂礫層、夾薄層粗砂細礫層，地層厚度200～400m；元古界：上覆為薊縣系霧迷山組地層，巖性主要以白云巖、硅質條帶白云巖為主，厚度400～600m；下面為長城系地層，主要巖性上部以白云巖為主，下部薄層砂巖、鐵質石英砂巖、泥質粉砂巖及頁巖夾白云巖透鏡體，底部石英砂巖，偶含片麻巖礫石，地層厚度1100m左右。太古界：為一套遭受麻粒巖相區域變質的變質巖系，主要有變質表殼巖和花崗變質片麻巖兩套巖石組成。頂板埋深1600～2200m。

5 結論

（1）通過分析卡尼亞電阻率、阻抗相位、一二維反演圖、水平切面圖，推測測量范圍內存在北西向斷裂F1和北東向斷裂F2、F3。三維立體圖并結合相關地質資料再次驗證了第四系、薊縣系、長城系、太古界地層的分布情況、發育深度等信息。

（2）研究區發育的主要地層為薊縣系與長城系白云巖，在構造的有利部位能夠形成熱儲，因此若能選定適宜井位進行地熱鉆探，可有希望獲得可利用的地下熱水，鉆探終孔具體應以鉆遇破碎帶，出現較大漏失為終孔依據。

[1]湯井田，何繼善.可控源音頻大地電磁法及其應用 [M],中南大學出版社,2005.

[2]河北省地質礦產局.河北省北京市天津市區域地質志 [M],地質出版社，1989.

[3]董浩，孫立萍.物探方法在河北地熱勘查開發中的作用 [J],河北地質，2012（3）.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-316-1

石峰（1987～），男，物探助理工程師，研究方向為地球物理勘探和地熱資源的勘查開發利用工作。