么作庚　孙荣厚　张安合　杜晶

[摘 要]地球物理勘探是一种快速勘查地热资源的有效方法。本文在某旅游区内采用音频大地电磁测深法（AMT）和大地电磁测深法（MT）进行了地热资源勘查工作，利用物探异常定位了一处隐伏的深部构造，并钻孔验证，证实了综合地球物理方法在寻找深部地热资源的可行性。

[关键词]地热资源 音频大地电磁测深法 断裂

中图分类号：F426.91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0268-01

本次工作在综合旅游区外围，工作区内电磁干扰程度较低，适宜进行天然场地球物理勘探工作，投入了音频大地电磁法（AMT）和大地电磁法（MT）进行了深部地热资源的勘查工作，，以寻找与深部地热资源关系密切的隐伏的断裂构造，并确定断裂构造的产状及空间分布规律，地下热水的储存部位。

1、工作区地质概况

1.1 岩性

工作区大地构造单元属中朝准地台燕山台褶带辽西台陷北宁凸起与彰武—黑山盆地接合部位。区域上分布地层由老到新划分为太古界建平群大营子组以混合质黑云斜长片麻岩为主、瓦子峪组以石英片岩为主，中元古界长城系高于庄组以白云质灰岩为主及新生界第四系，工作区内主要为燕山期侵入岩体。

1.2 构造

工作区处于医巫闾山二长花岗岩体内，地质构造表现为断裂构造，以北东向构造体系为主，控制了全区的构造格局。

1.3 地热地质条件

1.3.1 地温场特征

由于工作区年平均气温8.2℃，标准冻深1.3m，结合收集的地热地质调查资料，可以确定工作区常温带深度为30 m，常温带背景地温为10℃，盆地周边及区内深部地热井的揭露，表明工作区的地温梯度均大于2℃/100m。

1.3.2地热赋存特征

根据地质资料，工作区表层为较薄的第四系，大面积分布的是燕山早期二长花岗岩侵入岩体，无相对隔热、隔水的保温盖层。断裂破碎带既是地下热水的通道，又是地下热水的储存空间，热储层一般埋藏较深，地表无明显热异常显示。

从地下热水赋存特征、地下水循环特征及地温场特征来分析，将该区地热资源成因类型划分为带状构造对流型地热资源，热储层为燕山早期二长花岗岩中的构造裂隙。

2、工作方法

运用音频大地电磁法和大地电磁法两种方法进行勘探，音频大地电磁法探测深度接近2km，大地电磁法探测深度接近3km。两种方法的综合运用、互补关系使物探成果更为可靠、精确。

2.1 野外工作方法

根据推测的隐伏的断裂破碎带F2的走向及实地地形地物，测线的布置以垂直于断裂破碎带F2的走向为原则，布设了编号为Ⅰ线剖面，长1.7km，点距40 m～50m，走向为122°。

2.2 资料处理

大地电磁测深法的数据处理采用加拿大凤凰公司V8多功能电法仪配套的系列数据处理软件SSMT2000及MTEditor来完成，SSMT2000以时间序列文件、标定文件、测点参数文件为输入，生成傅立叶变换因子，然后从参考点的数据中用robust程序进行再处理，输出MTPlot软件可读的数据处理文件，输出文件中包含每个频点的crosspower（一个单频的叠加因子）。然后用MTEditor程序读入SSMT2000程序的输出文件，显示电阻率、相位曲线、用来计算特定频率对应的电磁参数的crosspower。在MTEditor对电阻率及相位曲线进行数据编辑整理，之后输出工业标准的EDI及PLT文件。

通过MTsoft2D软件对数据进行各种噪声的识别，然后对数据进行处理包括：数据编辑、静位移校正、地形校正等。本区电性呈现非均匀性，静态效应较严重，对出现的畸变点和静态位移已进行静态校正。

3、地球物理工作成果及验证情况

对音频大地电磁法测深两条剖面的数据进行了圆滑处理，最后在均匀半空间条件下二维反演成图（见图1）。从图1二维反演电阻率断面图在纵向上都出现上高下低的二元结构分层异常特征，上部电阻率明显比下部电阻率低很多，上部电阻率值一般为50～400Ω.m，图形从小号到大号呈水平波状展布，推测为表层第四系和浅层的二长花岗岩强风化层；在横向上，电阻率断面图以2200/Ⅰ点号为中心点附近都出现了条带状低阻异常，以电阻率值为1000Ω.m的等值线圈出的异常范围规模较大，向深部一直延深到2000米以下，两侧高阻电阻率值一般为2000～6000Ω.m，推测两侧高阻区为完整的二长花岗岩，中间条带状低阻异常带为二长花岗岩中的断裂破碎带（F2）。断层倾向大号段（南东），倾角约为80°。

对Ⅰ线的大地电磁法测深剖面的数据进行了圆滑处理，最后在均匀半空间条件下二维反演成图（见图2）。Ⅰ线MT法二维反演断面图形态与AMT法二维反演断面图形态相似，电阻率断面图在纵向上高、低阻异常分层明显，上部电阻率明显比下部电阻率低很多，上部电阻率值一般为50～400Ω.m，图形从小号到大号呈水平层状展布，推测为表层第四系和浅层的二长花岗岩强风化层；在横向上，电阻率断面图以2200点号为中心点附近都出现了条带状低阻异常，以电阻率值为2000Ω.m的等值线圈出的异常范围规模较大，向深部一直延深到3000米以下，两侧高阻电阻率值一般为3000～6000Ω.m，推测两侧高阻区为完整的二长花岗岩，中间条带状低阻异常带为二长花岗岩中的断裂破碎带（F2）。断层倾向大号段（南东），倾角约为80°。

根据地球物理的工作成果，分析认为隐伏断裂 F2构造裂隙发育，沿构造带形成线状或带状蓄水储热构造，是主要的热储构造。因此在Ⅰ线2300点位置布设了钻孔ZK001，经钻孔验证，在孔深1845m处见热水，孔口水温达52°，涌水量1150m3/d。在该区内实现了地热井零的突破。成功的证实了音频大地电磁测深法和大地电磁法的综合运用在寻找深部地热资源的可行性。

4、结论

在工作区内利用音频大地电磁测深法和大地电磁测深法二种地球物理综合方法发现隐伏的断裂F2，并确定了其产状及破碎情况，推测其含水性较好，经钻孔证实与本次勘查工作成果吻合较好。本次工作证实了综合地球物理方法是寻找与地热相关联的深部断裂构造是经济有效的方法，该方法探测深度大，分辨率高。

参考文献

[1] 刘国栋 大地电磁测深研究。 北京：地震出版社，1990

[2] 贾智鹏，刘建军。综合物探在地热勘查中的应用。山西科技 2004（3）