地球物理勘探在尋找臨沂小黃山地區(qū)地?zé)豳Y源中的應(yīng)用

于曉霞，潘迎波

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250014）

地?zé)崾且环N來(lái)自于地球內(nèi)部的一種能量資源[1]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，縱穿本區(qū)的鄌郚—葛溝斷裂表現(xiàn)為強(qiáng)烈的擠壓和破碎，該斷裂是沂沭斷裂帶的組成部分，沂沭斷裂帶是郯廬斷裂帶最活躍的段落[2，3]?；顒?dòng)沿老的地塹邊界以張性活動(dòng)為主，在斷裂活動(dòng)時(shí)伴有巖漿活動(dòng)，溝通了深部熱源，為地?zé)岬男纬商峁┝送ǖ馈?/p>

1 區(qū)域地質(zhì)背景及地?zé)岢傻V條件

該區(qū)域地層較為齊全，其分布規(guī)律受構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，縱穿本工作區(qū)的鄌郚—葛溝斷裂長(zhǎng)約7km，走向北北東，局部近直立[4]，傾向南東，傾角80°左右，東盤(pán)下降，西盤(pán)上升，區(qū)內(nèi)鮮有出露。由于斷面主要傾向東，故顯示正斷層性質(zhì)，并以?shī)A古生界斷片為其特征，走向上或?yàn)閱我坏闹鞲蓴嗔?，或呈斷裂束出現(xiàn)[5]。根據(jù)本區(qū)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征，本區(qū)地下水分為三大類(lèi)型：松散巖類(lèi)孔隙水、碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙水、噴出巖類(lèi)孔洞裂隙水[6]。區(qū)內(nèi)熱源主要是大地?zé)崃鳌崃饕徊糠謥?lái)自地殼深處和上地幔，另一部分來(lái)自于地殼上部放射性元素集中層；另外，鄌郚—葛溝斷裂是本區(qū)新生代的活動(dòng)斷裂，在生成和活動(dòng)過(guò)程中不斷產(chǎn)生熱量，且導(dǎo)致地殼深處和上地幔的熱源直接上涌，從而產(chǎn)生附加熱量。

本區(qū)內(nèi)地層主要由古生界寒武系、奧陶系、石炭系；中生界白堊系；新生界第四系組成。其地球物理特征不但受其成分、結(jié)構(gòu)影響，而且還受地下水、地質(zhì)構(gòu)造、充填礦物、地溫等多種因素影響。就本區(qū)而言，視電阻率值越低反映區(qū)內(nèi)富水的可能性越大。由此可見(jiàn)，測(cè)區(qū)內(nèi)地層之間（垂向上）均有明顯的電性差異，具備地球物理勘探的前提條件。

2 物探工作方法及成果

2.1 視電阻率垂向測(cè)深

視電阻率垂向測(cè)深剖面布設(shè)的原則是：初步尋找目標(biāo)斷裂的位置和傾向，為下一步可控源的布設(shè)提供指導(dǎo)思想。

2.2 可控源音頻大地電磁測(cè)量

CSAMT法野外裝置包括場(chǎng)源和測(cè)站。在最普通的標(biāo)量CSAMT測(cè)量中，在地面上布設(shè)一個(gè)單一偶極源，在保證提供所需的信號(hào)強(qiáng)度的前題下，偶極源應(yīng)當(dāng)足夠長(zhǎng)，但為了不過(guò)多地耽誤時(shí)間，它又應(yīng)當(dāng)足夠短。通常偶極源的長(zhǎng)度為1km～2km。偶極的兩端聯(lián)接到接地電極上，并在電極周?chē)盟畯氐诐餐竵?lái)改善電極和大地的電耦合。測(cè)區(qū)測(cè)線布在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，一般離場(chǎng)源5km～9km。測(cè)量與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)Ex及與之垂直的磁場(chǎng)Hy，一般采用長(zhǎng)10m～50m的電偶極子（測(cè)量電極）來(lái)觀測(cè)電場(chǎng)，偶極的兩端聯(lián)接到用水澆濕的坑中的不極化電極上。磁場(chǎng)測(cè)量是檢測(cè)磁性天線中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其中包括電位差和把場(chǎng)源信號(hào)作為參考的相位角。由天線探測(cè)到的信號(hào)通過(guò)較短的隔離饋線送到接收機(jī)，以便與電場(chǎng)達(dá)到同步觀測(cè)[7]。在斷層位置，電阻率呈現(xiàn)出中間低、兩邊高這樣一個(gè)非常簡(jiǎn)單的異常特征[8]，可以較好地用于確定礦體的產(chǎn)狀和大致地層結(jié)構(gòu)[9]。

2.3 瞬變電磁測(cè)量

瞬變電磁法（Transient Electromagnetic Method，簡(jiǎn)稱(chēng)TEM法）屬于時(shí)間域電磁感應(yīng)法，具有勘探深度大、抗干擾能力強(qiáng)、分辨力高、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，它是利用不接地回線向地下發(fā)送一次脈沖電磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)的間歇期間，利用線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法，它是在沒(méi)有一次場(chǎng)背景的情況下觀測(cè)研究二次場(chǎng)（純異常），大大地簡(jiǎn)化了對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象所產(chǎn)生異常場(chǎng)的研究，有利于提高該方法的探測(cè)能力，有效地控制斷層的空間位置。

瞬變電磁法是利用大功率的發(fā)射裝置向鋪設(shè)在地面的矩形線圈（或稱(chēng)發(fā)射框）發(fā)送雙極性矩形大電流?？商綔y(cè)到關(guān)于地下介質(zhì)電性和結(jié)構(gòu)的豐富信息。

3 物探資料的解譯

利用視電阻率測(cè)深剖面、瞬變電磁測(cè)量法和可控源音頻大地電磁測(cè)量方法，通過(guò)圖像解譯提取地質(zhì)信息，對(duì)區(qū)內(nèi)的鄌郚-葛溝斷裂和F3、F4斷裂進(jìn)行了定位，基本確定了各斷裂的傾向、發(fā)育寬度及發(fā)育深度，并新尋找到了F1、F2兩條近東西向斷裂。見(jiàn)圖1。

4 物理勘探成果

經(jīng)分析認(rèn)為由于本區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造發(fā)育，地下水的賦存及運(yùn)動(dòng)受地形、地貌、地層巖性等的影響，更明顯的受斷裂構(gòu)造的控制，地下水接受大氣降水補(bǔ)給后，沿?cái)嗔褬?gòu)造帶向南東運(yùn)移，至鄌郚-葛溝斷裂附近由于斷裂帶東側(cè)為白堊系阻水地層，在F1與F2之間形成了一個(gè)相對(duì)富水的凹陷地帶。

5 小結(jié)

區(qū)內(nèi)主要斷裂有北東向鄌郚葛溝斷裂、F3斷裂F4斷裂；近東西向的F1斷裂、F2斷裂。

區(qū)內(nèi)具有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的主要熱儲(chǔ)為奧陶系馬家溝組的灰?guī)r、白云巖。根據(jù)投入的物探手段，確定了區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造的位置及產(chǎn)狀，初步了解了主要斷裂構(gòu)造破碎帶發(fā)育程度及規(guī)模，為該地區(qū)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)提供了地球物理依據(jù)。

圖1 CSAMT視電阻率垂向測(cè)深法剖面圖