綜合物探方法在安徽省大別山區地下熱水勘查方面的應用

賀強 洪歐洲

摘要：研究區位于大別山變質巖漿構造帶的北部，該巖漿構造帶是華北與揚子陸塊最終實現斂合形成的碰撞造山帶，它是以深大斷裂構造所圍限的“東寬西窄”的楔形地質塊體，間夾于華北與揚子陸塊之中。綜合物探工作主要任務是在前期地質及水文等綜合異常較好地區，采用高精度磁法，圈定隱伏花崗巖體范圍及分布;在工作區分別進行直流電阻率聯合剖面、直流電測深、α卡等綜合物探剖面工作，對物探異常進行多參數綜合分析研究，以控制地下熱水分布范圍或圈定新的地下水水源，為鉆探驗證工作提供參考依據，研究結果為綜合開發利用地熱資源提供了重要的參考價值。

關鍵詞：綜合物探法;地熱資源;應用;勘查

隨著中國經濟的飛速發展，旅游行業日漸成為推動各地區GDP增長的重要指標，溫泉度假旅游逐漸成為炙手可熱的項目之一。各地方政府紛紛采取措施，加大地下熱水開發和宣傳力度，此時，綜合物探方法在尋找地下水方面起到了至關重要的作用。本文將從方法選擇、技術指標、初步成效等方面系統闡述綜合物探方法在安徽省大別山區某地區尋找地下熱水資源的應用實例。

1.區域地質、水文及地球物理特征

研究區位于大別山變質巖漿構造帶的北部，該巖漿構造帶是華北與揚子陸塊最終實現斂合形成的碰撞造山帶，它是以深大斷裂構造所圍限的“東寬西窄”的楔形地質塊體，間夾于華北與揚子陸塊之中。整個造山帶以北西向主體褶皺和數條走向北西—近東西向斷裂形成區域構造的基礎和骨架，控制了褶皺帶的總體構造格局;同時被數條近于平行的北東向斷裂所切割，形成“南北成帶，東西成塊”的構造格局。

研究區地表水體不發育，僅有湯河自南向西北流徑礦區，屬陡沙河支流，最終流入白蓮崖水庫。該河汛期流量較大，旱季流量甚微，一般常年不斷流。

研究區內各類巖石的電阻率ρ都在n×102Ω·m～n×104Ω·m，而熱泉水電阻率僅在17Ω·m～22Ω·m范圍變化，兩者電性差異幾十倍乃至幾百倍，圍巖相對于富水的構造破碎帶是高阻地質體，所以物探用電阻率法尋找地下熱田和地下熱水構造破碎是具備良好的地球物理條件的。

2.綜合物探工作方法選擇

根據設計方案，本次物探工作具體實施方案為：先通過高精度磁法掃面、電阻率聯合剖面法、α射線剖面測量進行快速、初步尋找斷裂及其破碎帶位置，后在異常最佳部位進行電測深剖面工作，最終確定其含水性、埋深和產狀。電阻率聯合剖面法從理論與實踐均較為成熟，并且對風化裂隙水和構造裂隙水發育地段反映較為靈敏。對其圈定的低阻正交點較好部位進行電測深剖面工作，觀測其視電阻率ρs、視極化率ηs、半衰時St、衰減度D等參數，利用多參數進行綜合推斷解釋，以盡量減少物探異常的多解性。

3.野外工作參數

1∶5000高精度磁法掃面工作觀測網度50m×20m（線距×點距）。測線編號50-98線，共49條，測點為單編號，測點范圍50-100點;剖面方向180°～0°，實測面積4.59km2。

直流電剖面法設計剖面8條，實測剖面9條，測點為雙編號，其中4、6、8、10、12、14、16、18線剖面方位角161°，測點距均為20m，剖面點線號范圍均為50-102點;新增1剖面方位角55°，測點距為10m，測點觀測范圍130-230點。

聯合剖面法采用AO=BO=110m、220m兩種供電極距，測量極距MN=20m，點距20m。測點O為MN中點，無窮遠C極垂直測線方位，且長度大于5倍OA。聯合剖面法觀測范圍4、6、8、10、12、14、16、18線，測點范圍50-102點;后根據工作需要，新增1線，測點觀測范圍130-230點，測量極距MN=20m，點距10m。

電測深工作選擇垂向對稱四級測深裝置進行，供電極距AB/2最大為500m，最小為3m;測量極距MN/2最大為60m，最小為0.5m。分別在8線、新增1線聯合剖面法圈定異常好的地段布設實測了8個、9個測深點。

在聯合剖面法異常較好的1、6、8、10、12線進行了α卡測量工作，其位置與聯合剖面法同位。α卡測量時取位置在40cm～50cm深處原狀土壤進行測量，并記錄了相應的干擾點。

4.綜合物探工作異常特征及解釋推斷

4.1高阻、中磁組合異常

主要分布在145/19～150/23.2點一線上，位于湯河北段河床內。聯合剖面高阻異常表現為ρsA、ρsB同步上升，形態規則，相鄰曲線連續較好。視電阻率平均峰值達1600Ω·m以上，峰值兩側梯度陡。且峰值由北向南逐漸降低，到18線視電阻率降至500Ω·m的相對（兩側）低阻。與高阻相對應重合的是△Z高磁異常，其異常范圍比高阻一查略寬。峰值500r，兩側梯度平緩，單大號點一側較小號點一側梯度為陡。推斷為以蛤蟆石為交點的近東西向、北西向二組花崗巖脈充填的斷裂構造所引起。有聯剖二組不同極距視電阻率曲線特征點的位移性，推測其構造產狀近于直立，它橫切湯河起著阻礙地下水流動的作用。

4.2低阻、高磁組合異常：

主要分布在工區南部125～145/13——125～145/17點附近。聯合剖面視電阻率平均峰值200ΩM，在大號點低阻帶內一側有明顯低阻正交點，交點兩側視電阻率變化平緩，與低阻對應重合的是高磁異常，其峰值達2500r，峰值內有次級異常波動?！鱖曲線在大號點一側梯度較陡，并與負磁異常相接。高磁異常在小號點一側延向工區以外。推斷確定區內8條斷裂及破碎帶，其中北西向、近南北向和近東西向的有6條（F1、F2、F3、F4、F5、F7），北偏東向的有4條（F6、F8、F9、F10）。并認為斷層在南段具有破碎帶性質。在155/15.5～17點附近地質見到構造碎裂巖，也證實了這一點。

4.3低阻、低磁異常

主要分布在155/10～155/17點一帶附近，位于工區南部鷹咀巖已知溫泉周圍河床及其東岸坡地一帶，自電、聯剖及△Z異常均具有明顯得走向和連續性，△Z負磁異常尤為明顯，在15.5線低達-2000r，寬達150m。這負異常在相鄰線上梯度明顯變陡，僅為-500r左右的起伏。

與負磁異常對應的聯剖低阻，反映在13.5～18線上呈寬緩一片，平均視電阻率在200Ω·m左右，并有明顯低阻正交點。自電負電位異常形態及位置與負磁異?；绢愃魄椅呛?。自電電位相對兩側達-25mV。

4.4聯合剖面低阻正交點或同步下降異常

主要分布在工區中部及湯河以東坡田內，低阻正交點均為規則，交點平均視電阻率一般在500Ω·m左右。這些低阻正交點（或PAS、PAS同步下降異常）大多數還與有規律的負磁異常大體對應。但這些異常多數僅在相鄰2根～3根測線上具有一定的連續性。

從聯合剖面Aо=110m和Aо=210m得二種極距上，視電阻率曲線僅有幅值上的變化外，形態及特征點的位移變化不大。為了對比曲線，我們作了Ps比值F曲線，其反映特征與聯剖基本一致，只是在曲線變化復雜段上特征點更清楚了。

4.5電測深曲線特征

由于受地形的影響和地層受到構造運動或火成巖漿的傾人等，使地層傾角過大。因電測深曲線類型變化復雜些，但大體可以為HA型和HK型兩種，局部地區還出現A型及H型曲線。從等Ps斷面分析，各剖面上均有波浪起伏，基本上反映了上述特征。

綜合上述異常特征推測：8線92點附近很可能有含水構造存在，向北西西微傾，低阻異常體中心埋深約70m（以AB/2為解釋推斷深度），埋深450m以下可能還有另一層低阻異常體存在。1剖面192點可能有含水斷層構造存在，其埋深約為60m，厚約240m;300m下很明顯的半封閉高值等值圈為下伏高阻巖體（花崗巖）產生。兩處低阻異常體均很可能由含水構造產生，為下一步鉆探驗證重要部位。

5.結論

根據綜合物探方法提供的鉆孔位置，最終經過502m鉆孔驗證，成功打出地熱井一處，經過連續90h抽水試驗觀測，出水水溫達66°C，日出水量超過400m3。成為該地區尋找地熱資源的一大突破，為當地開發旅游業提供了地熱資源保障。該地熱井位于大別山（六安）國家地質公園園區之一的銅鑼寨景區內，是一項重要的水文地質遺跡，同時具有極高的醫療保健及科研價值，對于當地旅游業發展更具有重要綜合開發利用價值。

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