弁南地区地热资源勘查中物探组合方法研究

弁南地区地热资源勘查中物探组合方法研究

索漓陈焕元郑晓伟

浙江省核工业二六二大队浙江省湖州市313000

摘要：在弁南地区地热资源的勘查过程中，通过物探方法组合来进行对勘查区地质构造特征、深部热储岩性和盖层分布规律做出推断，初步评价勘查区地热资源，为地热资源开发利用规划提供依据。

关键词：综合物探，地热资源；

1.概况

勘查工作区位于湖州市西北部，长湖申航道和宣杭铁路贯穿北部，318、104国道擦境而过。距离上海、苏州、杭州等大城市均为100公里左右。弁南乡，属于湖州吴兴区杨家埠镇，其东毗龙溪乡，南邻南埠乡，西北部与长兴县接壤。乡人民政府驻地塘口，距湖城12公里。西苕溪自西向东蜿蜒流过乡境中部，尤以矿石资源居多，是一个以产粮为主，桑、渔、牧、林为副的丘陵地区。

2.地球物理特征

据浙江省地球物理地球化学勘查院，浙江省石油队、浙江省煤炭地质大队等单位的物性资料分析，该区岩石物性特征如下

2.1密度特征：

第四系粘土、粉砂、砂砾等，平均密度2.0×103kg/m3。古近系，砂岩、泥岩、角砾岩等，平均密度2.2×103kg/m3。白垩系安山质凝灰角砾岩等，平均密度2.50×103kg/m3。侏罗系上统凝灰熔岩、安山岩类熔岩、火山岩等，平均密度2.50×103kg/m3。古生界石英砂岩、灰岩、泥岩、页岩等，平均密度2.7×103kg/m3。

2.2电性特征：

（1）第四系表土平均电阻率为1.0～35Ω·m左右，其下部淤泥层电阻率较低，一般为小于10Ω·m，部分地区海积淤泥层电性更低，电阻率甚至仅为3Ω·m左右，常组成H型曲线的低阻层。

（2）新近系平均电阻率较高，约在30～50Ω·m之间，古近系电阻率亦与它相近。

（3）白垩系地层平均电阻率约30～50Ω·m左右。在凹陷中由于岩层较厚，形成HKH型曲线。在凹陷边缘或隆起边部缺失古近系，白垩系地层直接覆盖在上侏罗统碎屑岩之上，且厚度较小，则常与后者组成同一电性层，电阻率约为25～40Ω·m左右，组成HA和HKH型曲线。

（4）上侏罗系黄尖组火山熔岩，电阻率约为n×103Ω·m级次，由于具有相当大的厚度，可作为高阻标准层。劳村组电性变化较大，西部露头测深结果为90～150Ω·m。在测深曲线上电阻率反映为30～50Ω·m左右。

（5）二叠系龙潭煤系（P2l），平均电阻率约为60～90Ω·m左右，当第四系覆盖或古近系较薄时，曲线反映为接近90Ω·m的二层曲线或大于60Ω·m的HA型曲线。

3.工作方法选择

3.1剖面1线综合解释

（1）根据布格重力异常曲线可以看出，异常由北西往南东呈现出阶梯状递减，其幅值从-5.517×10-5m/s2到-2.736×10-5m/s2，最大值位于-120Km，最小值位于1880Km，并在剖面1.3Km到1.8Km之间存在一个平台。

（2）根据剩余场剖面曲线可以看出：

-0.12到0.1Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.159×10-5m/s2。该低密度体规模较小，异常未封闭。

0.1到0.22Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.055×10-5m/s2。该高密度体规模较小，埋深较浅。

0.22到0.34Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.037×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

0.34到0.82Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.110×10-5m/s2。该高密度体规模较大。

0.82到1.7Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.196×10-5m/s2。该低密度体规模较大。

1.7到1.82Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.104×10-5m/s2。该高密度体规模较小，埋深较浅。

1.82到2Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.074×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

图4-1剖面1线重力测量曲线图

3.2剖面2线综合分析解译

（1）根据布格重力异常曲线可以看出，异常由北西往南东呈现出阶梯状递减，其幅值从-5.353×10-5m/s2到-0.704×10-5m/s2，最大值位于260Km，最小值位于3180Km，并在剖面2.5Km到3.2Km之间存在一个平台。

（2）根据剩余场剖面曲线可以看出：

0.1到0.4Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.591×10-5m/s2。该高密度体规模较大。

0.4到0.6Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.087×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

0.6到1.52Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.209×10-5m/s2。该高密度体规模较大。

1.52到2.76Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.362×10-5m/s2。该低密度体规模较大。

2.76到3.16Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.285×10-5m/s2。该高密度体规模较大，对应深部有两条高密度体。

3.16到3.26Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.212×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

图4-2剖面2线重力测量曲线图

3.3剖面3线综合分析解译

（1）根据布格重力异常曲线可以看出，异常由北西往南东呈现出阶梯状递减，其幅值从-5.975×10-5m/s2到-0.502×10-5m/s2，最大值位于40Km，最小值位于3840Km，并在剖面2.6Km到3.3Km之间存在一个平台。

（2）根据剩余场剖面曲线可以看出：

0到0.7Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.203×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

0.7到1.78Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.361×10-5m/s2。该高密度体规模较大。

1.78到2.94Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.297×10-5m/s2。该低密度体规模较大。

2.94到3.7Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.44×10-5m/s2。该高密度体规模较大，对应深部有两条高密度体。

3.7到3.84Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.248×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

（3）根据EH4反演电阻率断面图，剖面整体为两侧高中部低的电性特征，局部有凹陷低阻异常。具体特征如下：

1.25到3.2Km之间，呈现从上到下逐渐增高的电性特征，其中2.5到3.1之间为明显的低阻凹陷异常区，电阻率曲线形态发生变化。

3.2到3.65Km之间，从上到下整体为高阻特征。

（4）根据CSAMT反演电阻率断面图，剖面整体为从上到下逐渐增高的电性特征，局部有条带状低阻异常。具体特征如下：

1.1到2.5Km之间，呈现从上到下逐渐增高的电性特征，存在明显的高低阻分界面。

2.5到3.2Km之间，为电阻率小于500Ω·m的条带状低阻异常区。

3.2到3.7Km之间，上部为高阻，下部为低阻，存在高低阻分界面。

（5）结合地质资料分析物探成果，可大致推测出基岩埋深情况和断裂带位置。

1.1到2.5Km之间约150m深度为基岩面，上部为第四系覆盖层，下部为基岩，并且基岩较完整。

2.5到3.2Km之间的低阻异常区应为断裂带影响所致，推测存在F1和F2两条断裂，且断裂影响带内富水。

3.2到3.7Km之间第四系覆盖层很薄，主要为基岩，且深度1.4Km的高低阻分界面推测是由于上下的岩性发生变化引起。

图4-3剖面3线物探综合成果图

3.4剖面4线综合分析解译

（1）根据布格重力异常曲线可以看出，异常由北西往南东呈现出阶梯状递减，其幅值从-5.24×10-5m/s2到-0.578×10-5m/s2，最大值位于40Km，最小值位于3760Km，并在剖面2.5Km到3.2Km之间存在一个平台。

（2）根据剩余场剖面曲线可以看出：

0到0.26Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.254×10-5m/s2。该低密度体规模较小，埋深较浅。

0.26到1.3Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.282×10-5m/s2。该高密度体规模较大，对应两条中浅部高密度体。

1.3到2.58Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.49×10-5m/s2。该低密度体规模较大。

2.58到3.3Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.376×10-5m/s2。该高密度体规模较大，对应深部有两条高密度体。

3.3到3.76Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.567×10-5m/s2。该低密度体规模较小。

（3）根据EH4反演电阻率断面图，剖面整体为北西部低阻、南东部高阻电性特征，局部有凹陷低阻异常。具体特征如下：

1.6到2.55Km之间，呈现从上到下逐渐增高的电性特征，其中2.4到2.55之间为明显的低阻凹陷异常区，电阻率曲线形态发生变化。

2.55到3.75Km之间，从上到下整体为高阻特征。

（4）根据CSAMT反演电阻率断面图，剖面整体为从上到下逐渐增高的电性特征，局部有条带状低阻异常。具体特征如下：

1.4到2.45Km之间，呈现从上到下逐渐增高的电性特征，存在明显的高低阻分界面。

2.45到3.4Km之间，上部为电阻率小于1000Ω·m的条带状低阻异常区。

3.4到3.75Km之间，上部为低阻，下部为高阻，存在高低阻分界面。

（5）结合地质资料分析物探成果，可大致推测出基岩埋深情况和断裂带位置。

1.4到2.45Km之间约150m深度为基岩面，上部为第四系覆盖层，下部为基岩，并且基岩较完整。

2.45到3.4Km之间的低阻异常区应为断裂带影响所致，推测存在F1、F3和F4三条断裂，且断裂影响带内富水。

3.4到3.75Km之间第四系覆盖层较薄，下部基岩较完整。

图4-4剖面4线物探综合成果图

3.5剖面5线综合分析解译

（1）根据布格重力异常曲线可以看出，异常由北西往南东呈现出阶梯状递减，其幅值从-6.374×10-5m/s2到-0.046×10-5m/s2，最大值位于0Km，最小值位于3680Km，并在剖面2.3Km到2.9Km之间存在一个平台。

（2）根据剩余场剖面曲线可以看出：

0到0.86Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.317×10-5m/s2。该高密度体规模较大。

0.86到2.42Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.373×10-5m/s2。该低密度体规模较大。

2.42到3.46Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.674×10-5m/s2。该高密度体规模较大，对应深部有多条高密度体。

3.46到3.68Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.45×10-5m/s2。该低密度体规模较小。

（3）根据EH4反演电阻率断面图，剖面整体为北西部低阻、南东部高阻电性特征，局部有凹陷低阻异常区。具体特征如下：

0.85到2.5Km之间，呈现上高下低的电性特征，其中2到2.5之间为明显的低阻凹陷异常区，电阻率曲线形态发生变化。

2.5到3.65Km之间，从上到下整体为高阻特征。

（4）根据CSAMT反演电阻率断面图，剖面整体为从上到下逐渐增高的电性特征，并存在明显的高低阻分界面。1.6到2.2Km之间有凹陷低阻异常区，3Km处存在条带状低阻异常区。

（5）结合地质资料分析物探成果，可大致推测出基岩埋深情况和断裂带位置。

剖面基岩面起伏较大，西北部约在200m深部，南东部约在50m深度，上部为第四系覆盖层，下部为基岩，并且大部分基岩较完整。

1.6到2.2Km之间的凹陷低阻异常区，3Km处的条带低阻异常区应为断裂带影响所致，推测存在F1和F5两条断裂，且断裂影响带内含水。

图4-5剖面5线物探综合成果图

3.6剖面6线综合分析解译

（1）根据布格重力异常曲线可以看出，异常由北西往南东呈现出阶梯状递减，其幅值从-6.654×10-5m/s2到-0.045×10-5m/s2，最大值位于0Km，最小值位于3640Km。

（2）根据剩余场剖面曲线可以看出：

0到0.94Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.198×10-5m/s2。该高密度体规模较小，埋深浅，有多条低密度体。

0.94到2.06Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.419×10-5m/s2。该低密度体规模较大。

2.06到3.54Km之间，剩余异常值为正值，最高值达0.516×10-5m/s2。该高密度体规模较大，对应深部有多条高密度体。

3.54到3.64Km之间，剩余异常值为负值，最低值达-0.355×10-5m/s2。该低密度体规模较小。

图4-6剖面6线重力测量曲线图

4.结论

1、工作区共完成测线6条，高精度重力剖面测量20Km，可控源音频大地电磁和EH4电磁法测深物理点150个，探测数据满足技术规范要求。

通过对全区3条测线的反演分析认为，可控源音频大地电磁法在断裂勘探中能很好地确定地下断裂位置，较好的反映了各低阻异常区，其含水水区的低阻特性能直观地展现出来。

2、全区数据处理解释采取现场地质调查、定性解释和综合地质解释相结合的方式进行，而且数据处理、定性解释和综合地质解释是交叉和反复进行的，从而使本区数据处理与解释工作逐步深化。

3、通过分析对比4线可控源音频大地电磁测深和EH4电磁测深成果图，发现两种方法成果有差距，主要体现在大号点方向，根据实际地形地貌条件分析，4线大号点方向输电线较多，据此推测其影响了EH4数据，但是可控源音频大地电磁法属于有源探测，所以电磁干扰的影响较小，数据也更可靠。

4、通过对6条剖面的分析解译，圈定了每条测线的高、低密度区和低阻异常区，并根据地质资料定性分析每个异常区的成因、赋存位置及空间展布。

5、经本次物探勘查工作，推测多处断裂破碎带，包括3线的F1和F2之间，4线的F1、F3和F4之间，5线的F1和F5处。

参考文献：

[1]浙江省区域地质志[R].浙江

[2]浙江省矿产资源潜力评价成果报告[R].浙江

[3]湖州市幅、南浔幅综合区域地质调查报告[R].浙江

[4]浙江省地热资源分布规律及开发利用前景调查研究报告[R].浙江