南通市狼山地热选址CSAMT勘查

郝红蕾，杨　生，赵理芳，刘　玲，朱春生

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队，江苏 南京 210007；2.有色矿产地质调查中心，北京 100012)



南通市狼山地热选址CSAMT勘查

郝红蕾1，杨生2，赵理芳1，刘玲1，朱春生1

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队，江苏 南京 210007；2.有色矿产地质调查中心，北京 100012)

[摘要]为狼山风景区地热井选址，开展可控源音频大地电磁测深(CSAMT)物探。通过对6条测线进行处理解释，结论得出：垂向斗状低阻异常反映断裂带。断裂带为地下水流通与储集的主要载体，建议布孔于测区北部F4附近，钻孔1000m左右可望取得略大于30度的地热水。基本查清勘查区内地层结构，是地下水分布的主要地质因素，有利于地热成井。

[关键词]垂向低阻异常；断裂带；地热选址；CSAMT勘查；狼山

南通市狼山风景区为开发地热，开展可控源音频大地电磁测深(CSAMT)物探工作，为地热井选址。工作区面积约3.5 km2，CSAMT测线6条，总长度7.5 km，点距40 m，共187个测点(图1)。

图1　CSAMT测线位置分布图

1地质概况

工区位于狼山复背斜核部，山体出露砂岩，夹页岩。五通组地层见于山体，残留厚度较小；茅山组地层厚度超过1 600 m。周围均为第四系(Q)覆盖。工区内有4口钻孔，揭露周围第四系厚约20～175 m，直接覆盖于茅山组(S3m)之上(图1、表1)。

区内主构造线方向为NE-NEE向。发育两组断层，一组方向为NE-NEE向，大致平行于狼山背斜走向，生成较早；另一组为NW向，形成较晚，多将前者错切。

茅山组与五通组石英砂岩，岩性致密，含水性差，性脆易生裂隙。

表1　钻遇地层孔深(m)一览表

2CSAMT勘查

2.1电性特征

收集电测井参数及区域地质调查报告中岩芯的电性参数，综合整理见表2。

表2　狼山地区地层综合电阻率一览表

第四系是区内的主要低阻层，五通组与茅山组两者电性上均为高阻，难以分开，且五通组位于浅表，残厚甚薄，解释上两者作合并处理。

2.2CSAMT采集与处理

2.2.1数据采集

CSAMT采用可控制人工场源，测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1～2 km，测量是在距离场源5～10 km以外的范围进行。

本次勘测采用的是赤道偶极测量装置，观测区域布置在以发射偶极形成的60°角的一个梯形面积内，梯形的上底为AB发射偶极所在的位置，测线到AB的距离R大于三倍的趋肤深度，测线的长度保持在发射偶极60°射线控制的梯形面积之内，AB极布线方向按要求与测线方向平行布设。一个排列一次即可测量240 m。

2.2.2资料处理

二维反演是资料处理中最主要一环，假定大地电性结构为二维的的一种反演方法。电阻率断面图如图2。

图2　C12线二维反演电阻率断面图

2.3电性异常与地质解释

1)CSAMT二维反演断面能清晰显示海拔-1 000 m以浅的电性异常特征。

2)电性异常分析

(1)浅表层状低阻反映第四系(Q)分布。

(2)第四系下的高阻为基岩分布区，以茅山组(S3m)为主，仅在各山体有五通组(D3w)残留分布。

(3)基岩区上部深约100 m范围内，电性偏低，考虑为基岩风化带，含水亦较丰富。

(4)基岩区内，相间出现了垂向低阻异常，呈下垂倾斜的囊状、斗状，反映断裂破碎带，是该区地电主要特征与推测断层的重要依据。低阻异常的倾斜方向可指示断层的倾向与倾角。

3)测线断面异常地质解释

以C4、C8-1、C12为例。

(1)C4线(见图3)

高阻基岩区相间出现3个垂向低阻异常，反映了F1-F4、F5、F3三处断裂破碎带。

(2)C8-1线(见图4)

高阻基岩区相间出现了4个垂向低阻异常，反映了F1、F2、F7、F3四处断裂破碎带。

(3)C12线(见图2)

高阻基岩区相间出现了3个垂向低阻异常，反映了F1-F4、F6、F8三处断裂破碎带。

2.4断层分布特征

依据电性断面，结合区域地质特征，划分了8条断层，NW向3条(F1～F3)，NNE-NE向5条(F4～F8)，见图5，各断裂要素见表3，是本区地下水储存分布的主要地质因素。

断层在剖面上的位置、倾向、倾角均有清晰的电性异常显示，平面上的走向连接依据宏观地质特征并参照重力异常梯度走势。断层性质以推测为主。

图3　C4线CSAMT处理解释剖面图

图4　C8-1线CSAMT处理解释剖面图

F1～F3平面上呈NW向展布，为区内主断裂，控制了北西向山脉的断凸构造。F1、F2为逆断层，F3为正断层，均NE倾向，倾角陡，均兼剪切平移。

F4～F8呈NNE-NE走向，分割了各个山体。其中F4～F6为正断层，F5倾向SEE，F4、F6倾向NWW-NW，倾角均陡。F7、F8均为逆断层，分别为SE、NW倾向，倾角陡。

断层组合呈网格状。NNE-NE向断层及其断块，与区域上北东向背斜宏观构造一致，为本区早期断裂构造。NW向断层为形成时代稍晚的断层，切割前期北东向构造。区内断层主要为印支期形成，具左旋应力背景。后期有进一步发展。

图5　断层分布与布孔建议图

表3　断裂要素表

3结论及建议

3.1建议

水源主要来自长江与地表水，北北东-北东向断层伸入长江，长江水由其渗入扩展至北西向断层内。同时地表水通过Q下渗进入各条断层。基岩砂岩致密，含水性差，水体主要赋存于各断裂破碎带。故本区地下水属基岩断裂与裂隙水。断裂带为地下水流通与储集的主要载体。

与F4有关的垂向低阻异常最为发育，与各断层相交汇，向下延伸最深，故宜选对F4布钻。建议布孔于测区北部图5的紫色椭园区内。钻孔深度1 000 m左右可望取得略大于30度的地热水。如需提高水温，可加深钻探。

3.2结论

1)通过CSAMT勘探，基本查清了勘区内的地层结构、断层构造格架，认为断层是本区地下水储存分布的主要地质因素。

2)F4附近各断层交汇，断层切割深，有利于地热成井，是区内有利的地热远景区。

参考文献

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Geothermal location to CSAMT exploration in wolf-mountain Nantong

HAO Hong-lei1，YANGSheng2，ZHAO Li-fang1，LIULing1，ZHU Chun-sheng1

(1.Team 814 East China Mineral Exploration and Development Bureau, Nanjing, 210007；2.Geological Survey Center of Nonferrous metal Mineral, Beijing, 100012)

Abstract:The CSAMT geophysical work was carried out for geothermal location in the wolf-mountain scenic spot. The low resistance abnormality of vertical bucket shape was reflected fault zone based on the processing and interpretation results of six CSAMT survey lines. The fault zone was main carrier of underground-water flow and reservoirs. The author determined the position of the drill hole nearby F4 in the northern part of the surveyed area, the underground hot water slightly higher than 38℃ was discovered when was drilled to 1 000 m.

Key words:vertical low resistance abnormality；fault zone；geothermal location；CSAMT exploration；wolf-mountain

[中图分类号]P314.1

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)02-0046-02

[作者简介]郝红蕾(1982-)，女，江苏姜堰人，工程师，主要从事地质勘查、物探地质解释研究工作。

[收稿日期]2015-11-05