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ＣＳＡＭＴ在鏡泊湖玄武巖覆蓋區(qū)深部地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用

  １ 引 言
 
  地?zé)豳Y源的利用具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。近年來隨著勘查深度的不斷加大，地表的熱異常顯示極其微弱，具有較大探測深度的物探方法得到了廣泛應(yīng)用。目前應(yīng)用于地?zé)豳Y源勘查的物探方法包括重磁、地震、電磁測深及大地電場巖性探測ＣＹＴ等多種，其中以探測地下介質(zhì)電性差異為基礎(chǔ)的頻率域電磁方法應(yīng)用最為廣泛。
 
  工區(qū)鏡泊小鎮(zhèn)位于鏡泊盆地南部，具備一定的熱儲條件。已開展的地?zé)?/a>普查工作也取得了良好效果，推動了當(dāng)?shù)?a href="http://m.cityofbrews.com/t/旅游.html" >旅游經(jīng)濟的發(fā)展。為尋找并確定地質(zhì)構(gòu)造及熱封閉條件均具備的地?zé)峋?/a>位，開展了本次可控源音頻大地電磁剖面勘探工作。
 
 
  工區(qū)位于興凱湖－布列亞山地塊區(qū)之張廣財嶺－太平嶺邊緣隆起帶海浪凹陷南部，敦化－密山巖石圈斷裂通過工區(qū)西部。該斷裂走向北東，自古生代以來多次活動，具有擠壓特征，它控制了區(qū)內(nèi)大多數(shù)次級斷裂，而次級斷裂又控制了巖漿及火山活動。巖漿巖具有多期次特點，主要以早期華力西期花崗巖（γ３４）和晚期為燕山期花崗巖（γ２５）為主。工區(qū)地表大部覆蓋第四系全新統(tǒng)玄武巖（βＱ１４），局部出露二疊紀(jì)花崗閃長巖和侏羅紀(jì)二長花崗巖。
 
  ２．２ 地?zé)岬刭|(zhì)條件及物性特征
 
  從生儲條件上看，本區(qū)位于地塹式斷裂帶的邊
 
  緣帶，由于區(qū)域地殼變薄形成地溫梯度較高的地溫場，地?zé)豳Y源屬構(gòu)造隆起區(qū)的地?zé)?/a>增溫型熱藏，地溫梯度變化范圍２．６２９℃／１００ｍ～２．９℃／１００ｍ。
 
  此外，工區(qū)處于元古代花崗巖帶，不同期次的酸性巖漿形成的花崗巖中的放射性物質(zhì)也會產(chǎn)生大量熱量，兩者共同構(gòu)成了地?zé)?/a>的能量來源。工區(qū)深部沉積了巨厚的白堊系、古近系及新近系，其中白堊系下統(tǒng)猴石溝組（Ｋ１ｈ）、上統(tǒng)海浪組（Ｋ２ｈｌ）及受斷裂控制的花崗巖破碎帶，均是本區(qū)主要的熱儲層［１３］。此外，新近系中－上新統(tǒng)具有一定的厚度和低空隙度、低滲透率，是主要的蓋層。上述斷裂構(gòu)造、巖漿活動及地層共同提供了在本區(qū)內(nèi)形成地下熱儲資源的地質(zhì)條件。
 
  物性特征（表１）表明出露地表的玄武巖電阻
 
  率值較低，下伏新近系玄武巖電阻率略高；埋深更大的白堊系由于經(jīng)歷多期侵入作用，裂隙發(fā)育導(dǎo)致電阻率差異較大，兩期侵入花崗巖層整體為高阻（大于２ ０００Ω·ｍ），但花崗巖體的風(fēng)化帶、斷層破碎帶及巖石裂隙由于充水、充泥會出現(xiàn)低阻異常。地層與儲層的電性差異使應(yīng)用電磁測深成果進行地層劃分具備了前提。根據(jù)地層電性特征可以劃分電性層，結(jié)合巖石特征、地層與電性層的相互關(guān)系實現(xiàn)地質(zhì)分層。本次應(yīng)用ＣＳＭＡＴ 方法進行深部地?zé)?/a>勘查就是在高阻花崗巖基底背景中尋找隱伏的、深埋的、表現(xiàn)為相對低阻的異常特征的充水?dāng)嗔哑扑閹А?/div>
 
  ３ ＣＳＡＭＴ方法及數(shù)據(jù)處理
 
  ３．１ 方法原理
 
  可控源音頻大地電磁法（ＣＳＡＭＴ）是利用布設(shè)于地表的人工場源發(fā)射變頻電磁信號，在遠(yuǎn)區(qū)測量相互正交的電場和磁場的水平分量，通過波阻抗Ｚ 計算獲得大地視電阻率的電磁測深方法。由于采用能量較大的人工場源并可控制發(fā)射頻率，相對于天然源的電磁方法具有更強的抗干擾能力和更高的縱向分辨率。
 
  該方法利用不同頻率成分的電磁波在地下介質(zhì)中傳播具有不同趨膚深度的特性，通過改變頻率的方式實現(xiàn)了對不同深度上介質(zhì)電阻率的測量。觀測結(jié)果對表征儲熱層特征的低阻地層的反應(yīng)靈敏，是目前地?zé)豳Y源勘查中一項重要的物探方法。
 
  ３．２ 數(shù)據(jù)采集及處理
 
  共布置四條測線。數(shù)據(jù)采集使用了加拿大鳳凰地球物理Ｖ８電磁觀測系統(tǒng)和ＴＸＵ－３０ｋＷ車載發(fā)射系統(tǒng)。根據(jù)工區(qū)特點、干擾條件及工作目的制定了施工方案，采用赤道偶極觀測裝置（圖２ｂ），工作技術(shù)參數(shù)具體為：供電偶極距２ｋｍ，收發(fā)距１２～１３ｋｍ，點距４５ｍ，頻率范圍７ ６８０～１Ｈｚ（４０個頻率），最大發(fā)射電流１７Ａ，最大探測有效深度２ ０００ｍ。
 
  數(shù)據(jù)處理及反演：首先預(yù)處理消除實測測深頻譜曲線中記錄的干擾信息，考慮到民電、車輛等人文電磁影響及方法存在的場源效應(yīng)、靜態(tài)效應(yīng)等，進行畸變頻點剔除、靜態(tài)校正、近場校正等處理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。之后結(jié)合地質(zhì)、鉆井資料建立反演初始模型、運用二維反演的方法求取電性體的物性參數(shù)和幾何參數(shù)（埋深、形態(tài)及產(chǎn)狀）。
 
  結(jié)合本區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，由電測解釋成果確定地質(zhì)目標(biāo)體的性質(zhì)、深度、形態(tài)及產(chǎn)狀等。借助ＣＭＴ－ｐｒｏ、ＭＴｓｏｆｔ２Ｄ等工具軟件，實現(xiàn)了本次數(shù)據(jù)處理，二維反演使用了ＮＬＣＧ方法。
 
 
  樁號３８～４８深部存在垂向條帶狀低阻異常，相鄰剖面也可見該異常，推斷為斷層Ｆ１導(dǎo)致巖石破碎充水所致，斷層走向北北東１０°，傾向西。
 
  受該斷層控制的破碎帶石容水構(gòu)造和運移通道。
 
  綜上推斷工區(qū)深部存在多層裂縫和破碎帶熱儲層，斷層破碎帶位置是最有利的熱儲部位。
 
  以本次勘探異常解釋成果為基礎(chǔ)，結(jié)合本區(qū)水文地質(zhì)資料，確定井位在剖面４６號樁位置。鉆井資料與可控源音頻大地電磁法的推斷基本吻合，第四系全新統(tǒng)玄武巖該層厚５５ｍ，３３８ｍ 見花崗巖，１ ５７０ｍ處鉆遇含熱水破碎帶，出水溫度２７℃，出水量２２０ｍ３／ｄ，為一低溫地?zé)峋?/a>，分析原因主要為斷裂構(gòu)造發(fā)育導(dǎo)致了地下水倒灌降低了水溫。
 
  ５ 結(jié) 語
 
  １）在分析鏡泊湖玄武巖覆蓋區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)特征及物性差異前提的基礎(chǔ)上，制定了可控源音頻大地電磁法勘查方案，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，結(jié)合已知的地質(zhì)、水文條件和鉆探資料推斷解釋了工區(qū)內(nèi)的地層及斷裂構(gòu)造，推斷結(jié)果得到了鉆孔的驗證。
 
  ２）本區(qū)地表玄武覆蓋厚度為５０～１００ｍ，白堊系頂部風(fēng)化帶埋深２００～３５０ｍ，深部大部為花崗巖侵入層。
 
  ３）本區(qū)地?zé)?a href="http://m.cityofbrews.com/t/資源.html" >資源受北東向斷裂控制，深度超過１ ５００ｍ。熱源主要來源為地溫場增溫，構(gòu)造斷裂發(fā)育導(dǎo)致整體水溫不高，為中低溫地?zé)崽?/a>，儲層為白堊統(tǒng)及斷層破碎帶。
  此外，物探方法存在多解性，采用綜合勘查方法、引入先進的數(shù)據(jù)處理方法以提高工作精度是今后地?zé)峥辈?/a>的發(fā)展方向。