可控源音频大地电磁法在大连某区地热资源勘查中的应用

2016-04-06辽宁省有色地质局勘察研究院辽宁沈阳110013

中国新技术新产品 2016年3期

楚颖（辽宁省有色地质局勘察研究院，辽宁沈阳 110013）

楚颖
（辽宁省有色地质局勘察研究院，辽宁沈阳 110013）

摘要：地热资源是一种备受人们青睐的新型绿色能源。近年来，我国已开发的地热田有4000余处，地热资源利用总能量已位居世界前列。如何有效提高地热田的勘查效果，是高效开发利用地热资源的前提。可控源音频大地电磁测深数据进行反演得到的电阻率分布不仅能够探测地层埋深和断裂构造的空间分布情况，而且在一定条件下可以推断深部地热田的温度。本文以大连某地地热勘察为实例，所得结果对进一步研究相似地质条件下，可控源音频大地电磁法在地热资源勘察中有一定的参考意义。

关键词：地热资源；可控源音频大地电磁法；开发利用

1　引言

地热资源是集矿、热、水三位一体的综合资源，作为重要的绿色能源，地热资源的开发利用日益受到人们的广泛重视。地热资源是埋于地下的，开发利用地热资源，首先要勘探清楚地热位于地下的赋存状态，地热储量大小等。目前，勘探地热的地球物理方法有遥感技术、电法勘探、重磁勘探、地温测量等。

地球物理勘查是地热资源调查的重要手段之一。可控源音频大地电磁测深法（简称CSAMT）是利用人工偶极频域电场向下发送，电磁场在地下介质中产生各种效应并不断向远处传播，在一定范围内通过对不同频率信号的接收，来反映地下不同深度介质变化特征的方法。

2　CSAMT方法主要特点

CSAMT方法是利用人工偶极频域电场向下发送，电磁场在地下介质中产生各种效应并不断向远处传播，在一定范围内通过对不同频率信号的接收，来反映地下不同深度介质变化特征的方法。此方法主要特点如下：（a）适合在干扰大，山高林密工作区作业；（b）勘探深度大；（c）垂向分辨能力好；（d）水平方向分辨能力高。

3　CSAMT方法在大连某区断陷热储勘查中的应用

区内出露地层主要为永宁组的石英砂岩、砂岩及页岩，局部为砂岩与页岩互层。钓鱼台组主要为石英砂岩。根据区域地质资料，深部岩性主要为太古界变质角闪斜长片麻岩，在区内未发现露头。第四系多为洪冲积物，主要分布在河床及两侧阶地。

区内页岩电性类别属于低阻，一般介于80Ω·m～450Ω·m；砂岩的电性类别也应为低阻，一般介于130Ω·m～ 800Ω·m；区内的石英砂岩质地坚硬，含大量的石英质，属于高阻，电阻率可达1000Ω·m～50000Ω·m；区内角闪片麻岩可划分为中高阻，一般介于800Ω·m～ 5000Ω·m。以上只是针对于完整岩石显示的电阻率相比较，当岩石破碎或是节理裂隙发育时，充水时，电阻率会有不同程度的降低。地热水的储量和温度一般与导热构造、地热增温梯度、热储层等关系密切。而深部断裂导致岩石破碎、充水必然导致电阻率值降低、电性层出现错动或被分割等断裂特征，热储层高温含水也同样导致岩层电阻率值降低。可见，在该区进行电法地热勘查具备地球物理前提，方法有效。寻找断裂构造水是本区寻找地热资源的最佳选择。

由图1（a）可见，在标高-900m以下，等值线发生明显的向下凹曲现象，表现为上开口的相对低阻异常，以1000Ω·m为界的低阻带可向下延伸至约-2400m，带内的低阻团呈串珠状，低阻带内最低电阻率为800Ω·m，与两侧正常场相比差值为2～6倍，可见该断裂断裂带比较破碎，富水性较好。

由断面图可见，在标高-900m以下，等值线发生明显的向下凹曲现象，表现为上开口的相对低阻异常，以1000Ω·m为界的低阻带可向下延伸至约-2400m，带内的低阻团呈串珠状，低阻带内最低电阻率为800Ω·m，与两侧正常场相比差值为2～6倍，可见该断裂断裂带比较破碎，富水性较好。

由图1（b）可见，在标高-1100m以下的时候，等值线发生了明显的向下凹曲现象，表现为上开口的低阻异常，以1000Ω·m为界的低阻带可向下延伸至约3000m。在标高-1000m左右，可见，在断裂左右两侧等值线垂直方向发生明显的错动，表现为“左高右低”，应为地层高低不平而产生的异常。根据该异常判断，该断层为逆断层。低阻带内最低电阻率为800Ω·m，与两侧正常场相比差值为3倍，可见该断裂断裂带比较破碎，富水性较好。而且，最低电阻率封闭圈埋藏较深，可达-2450m～2700m，是热储比较理想的位置，预计为地热出水点。根据物探低阻带的异常形态来看，断裂构造十分明显，所有测线中断裂物探异常反应最好的，而且低阻带的影响宽度较宽，可达上百米，因而，此处是地热井位的最佳位置。