浅层地震反射波法在地热勘查中的应用

■张哲

（辽宁省冶金地质勘查局物探测绘大队辽宁鞍山114001）

浅层地震反射波法在地热勘查中的应用

■张哲

（辽宁省冶金地质勘查局物探测绘大队辽宁鞍山114001）

浅层地震是工程地质勘查中的一种重要手段，其具有分辨率高、抗干扰能力强等特性，有利于确定地层分界及其起伏变化的形态。同时其具有成本低、对地形条件要求低的优点，经过资料处理以及解释，可得到较好的效果，是地球物理勘探方法中较为常用的一种。本文主要介绍浅层地震反射波法在某地热勘探工作中的应用效果。

浅层地震反射波法 数据处理 地热勘探

1　浅层地震反射波法

浅层地震反射波法是地震勘探方法中的一种。浅层地震反射波法利用了地震波的动力学和运动学特征。动力学特征主要指波的强度、频谱、相位、波长等参数，而运动学特征则指波的传播时间和空间的关系。工作原理是：采用人工激发震源，使震源附近质点产生震动，形成的地震波在地下介质中传播，当遇到两种不同弹性介质界面时，便产生反射，利用反射波的强度、频谱、相位、波长和反射波的传播时间和空间的关系（反射波的走时规律）来解决相关地质问题。由于反射波在介质中传播时,其传播路径、振动强度和波形将随通过介质的结构和弹性性质的不同而变化,根据接收到的反射波旅行时间和速度资料,就能推断解释地层结构和地质构造的形态,而根据反射波的振幅、频率、速度等参数,则可以推断地层或岩石的性质,从而达到地震勘探的目的。

2　应用实例

2.1地区地球物理特性

本例为某地区地热物探勘查。该地区地热田浅部为第四系残坡积和冲洪积层所覆盖，第四系覆盖层之下主要为太古代花岗岩和燕山晚期千山花岗岩。太古界鞍山群变质岩系呈规模不大的包体，零星分布于太古代花岗岩中。

依地下水储存部位分为空隙热储和裂隙热储。空隙热储，由亚粘土、亚砂土、粘土及少量砂砾石等组成，多呈互层，岩相变化不大，不稳定。厚度21～41m，一般为35m左右。由于受下伏基岩构造裂隙热水的压力补给或烘烤进行扩散，在一定范围内形成空隙热储（次生热水）。其透水性、富水性不均，水量较小。随着基岩裂隙热水的不断开发利用，水头不断降低，致使空隙热储范围逐渐缩小，水温也不断下降。

裂隙热储，岩性主要为太古代花岗岩和燕山晚期千山花岗岩。该层揭露厚度140～260m。热储沿北东东向断裂带发育，其赋水性主要取决于构造裂隙的发育程度、破碎程度及连通程度。各裂隙含水性并非均一。地下热水的补给主要是大气降水通过区域下渗，经过深循环加热，再运移上升。

与地热田有关的断裂构造主要有两组，一是北东向，二是北东东向。

北东向断裂：控制延长20km左右。总体走向北东30°，主断面倾向北西，倾角70～80°。断裂破碎带宽5～10m，为一高角度正断层。该断裂是一条在全新世时期曾经活动的活动断裂。

北东东向断裂：为控制地热田热储的断裂，走向70～75°，断层性质属压扭性。断裂带是由2～3条以上近于平行的断层组成的断裂束，展布宽度110～130m。断层倾向不一。倾角均在75～85°之间。

2.2野外资料采集

该方法使用的仪器为吉林大学工程技术研究所生产的GEOPEN系列24道浮点地震仪。采用锤击震源的方式激发地震波。其优点是安全、方便、廉价，通过多次叠加可使有效信号增强，便于寻找目的层，利于垂直叠加。接收采用100Hz单个检波器，偏移距30m，道间距1m，采样率1024，采样间隔0.2ms，频带50～200Hz。在保证检波器一致性的前提下，反射波法采用六次覆盖观测系统，保证了反射波法数据采集的可靠性和分辨率。

2.3数据处理及解释

图1　DJ3

从剖面图我们可以看出（图1），地层起伏变化明显，反射层齐全，同相轴连续，资料信噪比高，剖面所反映的地质现象是真实可信的。红线标注区域为测量出现的构造异常区，可以看出，异常区有明显的地层变化。地层破碎不连续，导致反射破无法在异常区正常传播；地层明显的下倾，导致图像形态也随之下倾。

FD4、FD5、FD6为构造标号，由剖面图及其他测线测量结果可知，FD4断裂走向NEE，倾向NW，控制长度650m。FD4、FD5、FD6三条构造基本平行，产状一致。现揭露的热水井应为FD6、FD5断裂构造，说明这3组构造应为热储构造或与之相关。

3　结论

浅层地震反射波法对工作环境要求较低，受到的干扰也较为单一，而且其勘探效果较好，适用于本次工作的勘查区域。根据地震反射波法推出的构造异常，与已知热水井吻合程度较高，同时RK4钻井的钻探结果，也验证了地震反射波法测量结果的正确性，顺利找出新的热储区域。物探方法具有多解性，在野外工作中要结合实际情况综合运用物探方法，达到更好的勘探效果。

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P315[文献码]B

1000～405X（2016）～4～202～1