物探技術(shù)在地?zé)峋碧街械膽?yīng)用探討

魏新安

摘 要：地?zé)峋鳛橐环N重要的資源可以大力推進(jìn)當(dāng)?shù)氐穆糜问聵I(yè)，越來(lái)越多的旅游景區(qū)以地?zé)崴鳛榫皡^(qū)亮點(diǎn)吸引游客。本文將針對(duì)物探技術(shù)在地?zé)峋碧街械膽?yīng)用進(jìn)行探討，并以鄭州櫻桃溝景區(qū)為例展開研究。

關(guān)鍵詞：地?zé)峋晃锾剑豢碧剑粦?yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.254

1 引言

地?zé)峋鳛橐环N重要的資源可以大力推進(jìn)當(dāng)?shù)氐穆糜问聵I(yè)，越來(lái)越多的旅游景區(qū)以地?zé)崴鳛榫皡^(qū)一大亮點(diǎn)吸引游客。鄭州櫻桃溝景區(qū)位于二七區(qū)侯寨鄉(xiāng)南部，以櫻桃溝為中心，延綿15公里，丘陵起伏，溝壑縱橫，深深的溝里布滿了青翠繁茂的櫻桃樹，景色十分宜人。櫻桃溝一帶先前就有三李溫泉、陳頂溫泉出露，但由于近幾年附近地下水過(guò)量開采，目前這幾處溫泉均已枯竭。為了進(jìn)一步開發(fā)景區(qū)的地?zé)豳Y源， 本文將以鄭州櫻桃溝景區(qū)為例針對(duì)物探技術(shù)在地?zé)峋碧街械膽?yīng)用進(jìn)行探討。本次研究分為：初步查明探查區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)條件；圈定地?zé)岙惓５姆秶怀醪讲槊鞯責(zé)岙惓^(qū)；在綜合分析各類資料基礎(chǔ)上，確定鑿井位置、井深，并推斷井口出水溫度。

2 熱儲(chǔ)類型特征

熱儲(chǔ)類型及特征根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、綜合以往資料研究。依據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)勘查規(guī)范劃分熱儲(chǔ)類型，區(qū)內(nèi)屬于斷裂深循環(huán)型地?zé)幔瑹醿?chǔ)沿?cái)嗔殉蕩罘植肌Ｔ摕醿?chǔ)分布于郭小寨斷層以南，處于東西向構(gòu)造帶上。該熱儲(chǔ)裸露地表，熱儲(chǔ)層巖性為石炭系、奧陶系、寒武系灰?guī)r，蓋層以頁(yè)巖、泥巖為主。熱儲(chǔ)區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為東西向，其次為北西向和北東向，構(gòu)造格局形成地壘和地塹。控制本區(qū)熱儲(chǔ)層的斷裂有東西向三李北斷裂和三李南斷裂、北西向郭小寨斷裂。泥灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育，為地下熱水的儲(chǔ)存準(zhǔn)備了良好的場(chǎng)所。斷裂構(gòu)造的發(fā)育，為地下水深循環(huán)提供了通道。三李斷層以南寒武系、奧陶系出露，巖溶裂隙發(fā)育，直接接受大氣降水補(bǔ)給，為深循環(huán)地下水提供豐富的水源。因而，早期在梨園河河谷地形成三李溫泉，在下李河河谷形成了陳頂溫泉。兩地溫泉相距4km多。

3 熱儲(chǔ)埋藏條件

根據(jù)本次對(duì)西南三李一帶的地?zé)嵴{(diào)查，主要受控于三李南斷裂和三李北斷裂（東西向），郭小寨斷裂（北西向）及三李至郭小寨斷裂（北東向）。前三組斷裂為三李地?zé)崽峁┝松畈繜崴蛏涎h(huán)的通道。而郭小寨斷裂，斷距80～200 m，其兩側(cè)水量差異較大。該斷裂在一定程度上阻礙了西南方向地下水向東北方向流動(dòng)，但三李至郭小寨斷裂又為西南方向地下水向東北方向徑流提供了良好通道。

4 地球物理特征及解釋方法

物性差異是開展物探工作的重要前提，地層電阻率具有從新至老逐漸增大的特征，寒武—奧陶系為高阻層，其值可達(dá)數(shù)千歐姆·米；新生界電阻率較低。巖礦石電阻率以灰?guī)r、白云巖最高，其值可達(dá)數(shù)萬(wàn)歐姆·米，其次為砂巖，而斷裂帶電阻率較低，只有數(shù)百歐姆·米，與其圍巖有較大的電阻率差異。本次工作所勘探的目的層（基巖斷裂破碎帶及構(gòu)造破碎帶）與圍巖（粘性土層及完整基巖）存在有比較明顯的電磁性差異，因此，采用瞬變電磁法、直流電法及大地電磁法進(jìn)行探測(cè)是理想的方法選擇。本文選用瞬變電磁法和EH4大地電磁測(cè)深法進(jìn)行物探。瞬變電磁法屬于時(shí)間域電磁感應(yīng)法，它利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖場(chǎng)，在一次脈沖場(chǎng)間歇期間利用回線或電偶極接收感應(yīng)二次場(chǎng)，該二次場(chǎng)是由地下良導(dǎo)地質(zhì)體受激勵(lì)引起的渦流所產(chǎn)生的非穩(wěn)電磁場(chǎng)。本次EH4大地電磁測(cè)深法進(jìn)行物探工作執(zhí)行中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《大地電磁測(cè)深法技術(shù)規(guī)范規(guī)程》（DZ/T0173—1997）。EH4大地電磁法共布設(shè)了6條測(cè)線，分別為四條東西向，兩條南北向。瞬變電磁法共布設(shè)了6條測(cè)線，分別為四條東西向，兩條南北向，測(cè)線和大地電磁法方向一致。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，大地電磁測(cè)深法和瞬變電磁法解釋結(jié)果基本一致，可以互相驗(yàn)證，這說(shuō)明本次物探工作選擇測(cè)量方法正確有效，所獲得的觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。

5 預(yù)選井位

根據(jù)測(cè)區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查及以往資料分析，櫻桃溝地區(qū)熱儲(chǔ)類型為斷裂深循環(huán)型地?zé)幔瑹醿?chǔ)沿?cái)嗔殉蕩罘植迹瑹醿?chǔ)層巖性為石炭系、奧陶系、寒武系灰?guī)r，熱儲(chǔ)蓋層為頁(yè)巖、泥巖。據(jù)此推薦1#熱水井位于小魯河村南。坐標(biāo)為：X： 3839500、Y：19736100。選擇該處熱水井位的優(yōu)點(diǎn)是該點(diǎn)位于老家印象休閑旅游度假區(qū)之內(nèi)，不存在另外再征地的問題，不足之處是該點(diǎn)熱儲(chǔ)層埋深較大，開采風(fēng)險(xiǎn)較高。設(shè)計(jì)井深1000m，根據(jù)物探分析結(jié)果，結(jié)合測(cè)區(qū)外圍地?zé)峋Y料，預(yù)測(cè)涌水量10～15T/h，預(yù)計(jì)井溫40℃左右。2#熱水井位于陳丁村南。坐標(biāo)為：X： 3837185、Y：19735826。選擇該處熱水井位的優(yōu)點(diǎn)是該處熱儲(chǔ)層埋藏較淺，易于開采。不足之處是該點(diǎn)不在老家印象旅游度假區(qū)范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)井深600m，根據(jù)物探資料分析，結(jié)合測(cè)區(qū)外圍地?zé)峋Y料，預(yù)測(cè)涌水量10～15T/h，預(yù)計(jì)井溫40℃左右。

6 結(jié)論

通過(guò)本次物探工作，基本查明了測(cè)區(qū)內(nèi)地層巖性、結(jié)構(gòu)、斷裂構(gòu)造分布及地?zé)崴癫貤l件；圈定了兩個(gè)地?zé)岙惓^(qū)，兩個(gè)地?zé)岙惓^(qū)分別位于小廟嘴-小魯河和劉家溝-郭家嘴；工作區(qū)主要熱儲(chǔ)層為深部寒武系、奧陶系灰?guī)r，蓋層以第四系、新近系的粘土、泥巖、頁(yè)巖為主。通過(guò)分析對(duì)比，我們優(yōu)先推薦井位為2#井位，該點(diǎn)位于陳頂村南，其坐標(biāo)為：X： 3837185、Y：19735826。之所以優(yōu)先推薦該井位，是因?yàn)椋篴、該點(diǎn)位于陳頂溫泉群附近，據(jù)早期地?zé)嵴{(diào)查，該溫泉群溫度最高達(dá)27℃，一般在20.5～22℃。b、該點(diǎn)與老墳后地?zé)峋挥谌畋睌鄬痈浇嗬蠅灪蟮責(zé)峋s2Km，成井地質(zhì)條件相對(duì)較好。c、大地電磁測(cè)深剖面及瞬變電磁剖面均反映該處有斷層存在，與地面地質(zhì)調(diào)查及收集資料基本一致，物探反映該處灰?guī)r埋深相對(duì)較淺，鑿井成本相對(duì)較低，成井條件相對(duì)較好。由于測(cè)區(qū)水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，熱儲(chǔ)埋藏深，建議選擇適當(dāng)?shù)你@探工藝和設(shè)備施工。鉆探時(shí)作好鉆探記錄，以便最終估算涌水量，確定終孔深度。

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