CSAMT法在浙江東陽水口一帶地熱勘查中的應用

（湖南省核工業地質調查院，長沙 410016）

地熱資源作為一種清潔能源，被得到廣泛的開采與利用[1]。其埋藏分布大多與北東向區域斷裂的基底埋藏分布、深部地層巖性等相關。浙江中部斷裂帶較發育，自然出露的地熱異常點很少，尤其在東陽市水口一帶屬于地熱空白區。CSAMT法具有探測深度達、分辨率高等特點，被廣泛地用于地熱勘查中[2-11]。

1 區域地質背景

1.1 地質背景概述

工作區及周邊主要有北東和北西向兩組斷裂分布（見圖1），近鄰測區北東向斷裂有三條，由北至南是荷花山斷裂、水口-木棉田斷裂、揚塢斷裂、清塘-新塘斷裂，大致呈40°～50°走向，以間距1～2 km近似平行展布。北東向斷裂北東部斷裂有后嶺山—胡前莊斷裂，長大于20 km，走向310°～315°。

工作區出露地層較為簡單，主要為第四系沖洪積層；侏羅系火山碎屑巖，其巖性多由玻屑、晶屑熔結凝灰巖，角礫沉凝灰巖；第三系由粗面英安巖構成，底部為火山集塊巖、角礫巖以及紫紅色泥質粉砂巖等。

1.2 地球物理特征

區內不同地層、巖石間存在明顯的電阻率差異，并且與密度有相似的變化規律，如表1所示。總體上，成巖地層電阻率高于松散層，第四系覆蓋層電阻率與斷裂帶相近。

由表1可見，各巖性之間電性有較大的差異，可以較好地區分，為開展CSAMT法提供了較好的物理前提。

圖1 研究區區域地質簡圖

表1 地層地球物理參數特征

2 工作方法

2.1 野外觀測系統

根據地質野外調查情況以及試驗數據，野外觀測系統發射極至接收機的距離為6～8 km，AB=1.5 km，電流為6～10 A，有效勘探深度約為1 500 m，測點偏離發射偶極子中垂線最大角度為15°。

2.2 觀測設備選擇

本次勘查采用加拿大鳳凰公司研發的V8網絡多功能電法儀。該設備主要由接收系統與發射系統兩部分，該接收與發射系統依靠GPS授時、同步，不受人為操作干預，從而減小同步的測量誤差。

2.3 資料處理

資料處理主要包括數據預處理和數據正反演兩部分內容。本次資料處理采用成都理工大學研發的MTsoft2D數據處理軟件，該軟件具有強大的預處理及正反演功能[12]。一是數據預處理：主要解決編輯跳點、靜態效應、近場矯正、場源效應和隨機干擾等問題。二是正反演計算：數據經過預處理后可進入正反演計算，其中，正演計算是在設定初始模型下進行的，正演結果與實測數據進行對比，是模型參數調整和反演參數設定的依據。

3 成果解譯（CSAMT法典型斷面異常分析及綜合解釋）

3.1 典型斷面異常分析

圖2（a）為3線反演斷面圖，地表有一似層狀低阻異常體，視電阻率在200 Ω·m以內，在推測為第四系覆蓋層，60～180 m、260～420 m段有一條帶狀低阻異常體，電阻率在50～200 Ω·m，推測為含水斷裂帶F1和F2，260～420 m段低阻異常體較為寬大，推測在該段有別的方向的斷裂帶存在。

圖2 2線和4線二維反演斷面圖

圖2（b）為4線反演斷面圖，其距離2線200 m，由此可見，地表有一似層狀低阻異常體，視電阻率在200 Ω·m以內，推測其為第四系覆蓋層，20～180 m、240～420 m段有一條帶狀低阻異常體，電阻率在50～200 Ω·m，推測其為含水斷裂帶F1和F2，推測該段有別的方向的斷裂帶存在。

從兩個斷面成果對比，低阻異常體形態、產狀大致一致，地層空間展布基本呈線性分布，斷面成果相互佐證，說明推測斷裂帶的存在真實可靠[13-15]。

3.2 成果綜合解釋

根據測線物探異常位置以及異常形態，結合地質資料綜合分析，本次勘查基本查明地質結構的空間展布規律。工作區內發現3條斷裂帶F1、F2、F3（見圖3），其中F1、F2為NE向斷裂，F3斷裂為NE向，斷裂帶走向穩定，產狀較為陡立。根據物探成果，本研究圈定了兩個含水性較好的區塊，結合地質情況分析，確定了北面含水區塊F1與F3斷裂交匯位置，即探采結合井井位布設在物探3測線180 m點北東側5 m處，設計孔深為800 m。

圖3 物探綜合成果圖

3.3 成果驗證

鉆探巖心顯示，巖石均為上侏羅統火山碎屑凝灰巖、沉凝灰巖，韻律結構明顯，巖石微密堅硬，斷裂帶巖石呈碎裂結構，含有較多石英脈、碳酸鹽脈。含水段分別為105～150 m；290～348 m；509.5～597.0 m；688～740 m處，這些含水段總體位置與斷裂帶產出一致，總體含水特征裂隙發育，巖心破碎。終孔孔深為760 m，水溫為35.8℃，水量為300 t/d。

通過鉆探資料與物探剖面對比，筆者發現，含水部位都處于斷裂帶內開啟較好的部位，與物探成果相吻合，說明在地熱盲區開展CSAMT法有效的。

4 結論

浙江東陽水口一帶開展地熱勘查，通過采用CSAMT法，查明該區的地質構造空間展布情況，結合區域水文地質資料，為地熱井的布設提供依據。同時，這對地熱盲區尋找地熱資源具有一定的指導意義。工作區利用CSAMT法進行地熱勘查，發現了3條斷裂帶，圈定了兩個富水區，查明了研究區地質構造的空間展布情況，為工作區地熱的開采提供科學依據。鉆孔施工結果表明，CSAMT法成果與鉆探成果相吻合，取得較好效果，驗證了CSAMT法的可靠性，同時說明CSAMT在地熱盲區開展工作具有較好的應用效果。