浅析综合物探方法在地热勘查中的应用效果

■刘畅

（辽宁省物测勘查院 辽宁沈阳110121）

浅析综合物探方法在地热勘查中的应用效果

■刘畅

（辽宁省物测勘查院 辽宁沈阳110121）

在辽北某地区的断陷盆地寻找地下热水，通过物探综合剖面测量方法，大致圈定出了凹陷边界和基底起伏特征，大致查明了区内主要断裂构造的位置、产状和地层变化情况，圈定了地热成矿区带，在上述工作的基础上布设验证井位2个。经打钻验证综合物探方法在地热勘查中的应用效果是显著的。

地热物探凹陷剖面断裂构造

0　前言

在该项目中，设计施工了重、磁剖面测量和可控源音频大地电磁法剖面测量的物探勘查工作。主要目的是通过综合物探方法：①大致圈定盆地边界和基底起伏特征；②大致查明工作区内主要断裂构造位置、产状和地层变化情况；③在上述工作的基础上选择有利部位布置验证井位。实际布设了四条剖面，分别为L2、L4、L6、L8，总长度为17.4km，采用方法包括重力勘探、高精度磁测和可控源音频大地电磁测深法。

1　物探成果解释推断

磁场值总体上呈正负值间隔分布特征，西北部表现条带状高磁异常，走向北东。在其东南侧呈现出与之平行的条带状负磁场，西南部存在明显负异常等值线封闭圈，负磁场向北东向呈断续相连的条带状，这与已知断陷带位置相当，推断该负异常为断陷带基底岩性的反映。西北部正磁场呈北东向条带状分布，推测为隆起区域。共推断出两条北东向断裂构造，分别为Fc1、Fc2。其中Fc1构造走向为北东向，构造长度约3km，推断倾向为西北；Fc2构造走向为北东向，构造长度约4km，推断倾向为东南。

重力场宏观特征为：南东部重力高，北西部重力低，其南东端最高场值达26.6×10-5m/s2（L6剖面），向北西场值逐渐递降，剖面中段重力值相对最低，极值为15.2×10-5m/s2（L4剖面）；再向北西重力值略有抬升，至北西端处，重力值升至20×10-5m/s2左右，其中L8剖面北西端重力值为21.2×10-5m/s2。

推断断裂点的依据是各剖面曲线的最陡部。如L2剖面的3300点附近，重力曲线下降梯度突然增大，推断此处为断裂点。在各剖面上确定断裂点后，将各剖面相应断裂点在平面上连线，可大致推断划分出断裂带的展布特征。据此，划分出Fg1断裂带和Fg2断裂带。

从各剖面的可控源音频大地电磁测深反演拟断面图中可看出，各测线普遍表现为剖面中部视电阻率值较低，两侧的视电阻率值相对较高，在垂向上，由浅至深视电阻率值逐渐升高，这一点反映了两隆夹一凹的基底格局。根据测深结果共推断出断裂4条，Fk1、Fk2、Fk3、Fk4，其空间位置关系见三维示意图。四条断裂构造均为北东向，其中Fk1与Fk2位置、走向大致相同，倾向不同。二者与Fk3之间为低阻凹陷区。Fk3与Fk4之间为高阻变质岩区。

2　地热地质条件

Fg1和Fg2两条断裂之间形成狭长断陷带，这两条断裂控制了徐家湖凹陷带的北西和南东边界。北东部的L8剖面上凹陷带宽约3km，而南西部的L4剖面上凹陷带约宽2.5km，说明凹陷带向南西逐渐变窄的趋势。同时，该凹陷带南东边缘相对倾斜陡，而北西边缘相对较缓。根据收集邻区地热井资料，徐家堡凹陷的底部为含水层介质-蓟县系雾迷山组和铁岭组白云岩。结合上述地层岩性推断结果，在凹陷带内该层位埋深约-700m～-1200m。物探推断的F1、Fk2断裂正好是在此通过，且是两组断裂的交汇处，同时是低阻反映，所以推断该处有一定的构造破碎，且含水性较好。在推断断裂Fk1、Fk2所处的破碎带区域，低阻范围延深至-2500m左右，重力曲线在此段与两侧曲线走势有明显不同，上升的趋势变得更加缓慢，证实了此处岩石破碎程度较高。该破碎带埋深深度相对较为适宜，且目标层位为蓟县系碳酸盐岩及石英砂岩，岩石坚硬性脆，受断裂构造易破碎，产生节理裂隙，利于地下水径流和储存，可以作为寻找地下热水源的有利靶区。

3　孔位布设

根据分析结果，结合断陷盆地地热的三要素，钻孔的布设依据如下：

（1）断陷盆地的边缘起区地下热水较好。（2）有一定厚度的保温层。（3）有良好的热源通道即断裂。（4）地下有一定的储水空间即储水构造破碎带。

推断断陷带两侧的断裂带是地热的最佳部位，经综合研究，布设两个地热钻孔孔位。分别为ZK1、Zk2，其中ZK1布设在L8剖面上，ZK2布设在L4剖面上。

ZK1孔：主要依据磁法Fc2，可控源Fk1、重力Fg1。该孔位于徐家堡凹陷的北侧Fk1断裂的南侧，处于徐家堡断陷盆地的边缘地区，推测新生界及中生界盖层700m～1200m厚，目标层位为蓟县系雾迷山组白云岩含水破碎带，L8剖面中Fk1与Fk2交汇处的地质条件完全符合上述钻孔布设依据。

ZK2孔：主要依据磁法Fc2，可控源Fk1、重力Fg1。该孔位于徐家堡凹陷的北侧Fk1断裂的南侧，处于徐家堡断陷盆地的边缘地区，推测盖层700m～1200m厚，目标层位为蓟县系雾迷山组白云岩含水破碎带，L4剖面中Fk1与Fk2交汇处的地质条件完全符合上述钻孔布设依据。设计为直孔，-1500m左右钻遇断裂Fk1，-2000m左右钻遇Fk2，孔深1800—2200米。

4　结论

通过四条剖面综合物探测量，并结合钻孔资料，初步推断出该区断裂构造及其展布特征，较清晰的显现出八里庄-城南堡断陷带展布范围，区内共推断划分出断裂构造5条，分别为F1、F2、Fk2、Fc1、Fk4，均为北东向；主要断裂2条；F1、F2。由上述断裂构造圈定了徐家湖断陷带边界展布特征，呈越向西南越窄的带状分布，南东边缘相对较陡，而北西边缘相对较缓。Fk2与F1距离较近，但倾向不同，Fk2可能为隐伏构造，从可控源剖面图中可以看到二者的破碎带是连续甚至共同作用的，该破碎带延深至近-2500米深处，可作为寻找地热资源的目标层位。

[1]蒋丽丽,辽宁省铁岭县新台子地区地热勘查物探工作报告 [R].2012,12.

[2]辽宁省区域地质志 [M].

[3]地热勘查规范.

S761.5[文献码]B

1000-405X（2016）-2-174-1