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综合物探技术在太阳城地热水勘查中的应用

更新时间:2016-07-05

0 引言

地热是蕴藏于地下的重要地质资源,可以作为热源、水源和矿物资源加以利用,作为一种新型能源,与传统能源相比,具有易开采、可循环及无污染等许多优点,有着广泛的应用前景。由于地下深处地质环境复杂,很难根据地表有限的地质信息判断地下深处的情况,在开发地热水调查前,做足做细地球物理勘探工作,挖掘深部信息,是做出正确判断、降低勘查风险的必要手段。

黄山地区先后在黄山风景区,歙县结竹营,黟县打鼓岭等地发现多处地热点,有的已经开采利用多年,更多地热点尚处于勘探开发阶段,黄山地区具有良好的地热资源勘查前景。

太阳城地区首度开展地热勘探工作,遵循先普查后详查的原则,首先展开面积性高精度磁测,大致了解含水构造的分布特征,然后针对有前景的含水构造开展对称四极电阻率测深,高频大地电磁和音频大地电磁(AMT)等了解含水构造的剖面产出状态规模大小及向下延伸情况。

1 工区地质概况

区域上调查区夹持于北东向黄土岭-潜口深大断裂(F1)与雄村-屯溪断裂之间。前者将前震旦纪地层分为强变质与弱变质两个区域,后者构成前震旦纪地层与中生代地层的分界线。查区内岀露地层绝大部分为新元古代牛屋组地层,南部边界有侏罗纪洪琴组地层出现。根据最新的地质理论,牛屋组地层为远处推覆过来的外来地体,逆淹在中生代地层洪琴组之上,形成盖层,构成热储藏形成的有利条件。

精神分裂症属于精神疾病的一种,其发病率在6.55%左右,阴性症状、阳性症状以及认知功能障碍为患者主要临床症状,早期患者主要有发呆、不理睬人及反应不灵敏等临床表现,随着病情逐渐发展,患者可出现妄想、幻觉等严重表现。本文主要选取了74例急性期精神分裂症患者为研究对象,分别给予氨磺必利与奥氮平治疗,对比两种方法的临床疗效,现报告如下。

基性脉岩磁化率较高,常见值为800×4π×10-6~1200×4π×10-6SI,牛屋组砂质千枚岩为300~600,洪琴组砂砾岩为100~300,碎裂岩、硅质岩磁化率较低仅几十,石英脉、灰岩最低仅n×4π×10-6SI,甚至是负值,显示弱磁性或反磁性特征。鉴于不同地层岩矿石具有不同的磁化率,因此根据高精度磁测成果可以初步分辨不同地层以及构造破碎带的分布形态。

第二层为高阻层,从海拔-200m至海拔-800m,厚度约为600m,为新元古代牛屋组千枚岩地层;

1 研究对象 收集某妇幼保健医疗中心2011年4月-2016年6月收治的宫腔粘连患者共161例,其中轻度粘连50例、中度粘连54例及重度粘连57例。

2 几种物探方法简介

2.1 高精度磁法测量

高精度磁测是一项较为成熟的物探勘查技术,广泛运用于资源勘探,基础地质调查和工程地质调查等,近几年的理论研究和实践表明,高精度磁测资料在解释断裂构造中可发挥很大作用[4],虽然有些地层磁性微弱,但发生断裂形成破碎带时,由于断面两盘发生了明显的错位,会产生一定的异常和磁化率的变化,使用高分辨率(0.1nT)的质子磁力仪,可以有效记录磁异常的微弱变化,甄别出3000m深度30m短距的断层,对于埋深浅的断层解释能力会更强。应用地球物理的方法主要作用是圈定含水破碎带和热储水层的分布,是勘查地热空白区的常用手段[1]

磁法勘探的优点是轻便快捷和高效,适合面积性工作,快速锁定目标靶区,缺点是无法了解断裂破碎带的剖面产状,埋深及延伸情况。

2.2 电阻率测深

图2为常规对称四极测深视电阻率反演成果断面图,从图中可以看出1440点以北电阻率较低,而该点南侧电阻率相对偏高,说明在1400点附近存在断层,断层岀露位置与磁测推断的CF1基本吻合,从而进一步证实了CF1的客观存在,并且该断层倾向北东,倾角约60°~70°向下延伸至海拔-200m以下。

学生的“主动性”形成的原因受多方面因素的影响:如,学生的独立性;学生的兴趣取向;周围环境变化的影响;教学行为等等。这些因素作用于学生效果是因人而异的。这些因素也相互作用与影响,有时互为因果关系。

2.3 大地电磁法

近年来大地电磁法作为一种主要的物探方法成功用于地热勘查研究中[2~3],取得了良好勘探效果,大地电磁法是利用太阳风、雷电等天然电磁场垂直入射到地下,不同介质产生不同的电磁响应,来研究地下地质结构、断裂及其分布特征[4],依据接收电磁波的频段不同,又可以细分出高频大地电磁法(HMT)音频大地电磁(AMT)和低频大地电磁法(MT),勘探深度可达数千米。根据趋肤效应,大地电磁场的变化周期越长,电磁能量在传播过程中损耗越小,因而穿透得越深[5],也就是从高频到低频,勘探深度越来越大,观测时间越来越长,工作效率越来越低,只有根据需要选择适当的工作频率和工作方法,才能做好优质高效并举。

图4为音频大地电磁卡尼亚电阻率反演断面图,图中依然显示在480点处存在北东向低阻断层,断层下延伸至海拔-1800m以下,断面纵向中间层(-200至-800m)处高阻层依然存在,浅部相对低阻从横向看,依然是西南段高而东北段低,和前面的常规电阻率以及高频电阻率基本相似,说明音频大地电磁测深中部和浅部电阻率异常特征和高频大地电磁及常规电阻率法基本相似,从而证实了音频大地电磁的数据可信度较高,可以采用。

天然源大地电磁法的优点是勘探深度大,装备轻便,低成本高效率。缺点是深处信号比较弱,容易遭受工业游散电流的影响,消除干扰比较困难。

几种物探方法各有其自身的优势和不足,几种方法配合使用,可以相互补充,相互验证,最大限度排除多解性,有效降低勘探风险。

3 异常解释

3.1 太阳城磁异常特征

图1为太阳城磁异常等值线图,根据磁异常的特征,推断了四条断裂带,分别命名为CF1~CF4,其中CF1、CF3为两条北西向断层,分布在太阳城至北海路以及胡家墩至雀山路一带,CF2、CF4为两条近南北向的断层,分布在胡家墩至下资以及井坞至北海路一带,两条北西向的断层(CF1、CF3)将太阳城磁异常分成三个区,即CF3东北一侧为正值异常区,磁异常以正值为主,CF1、CF3之间为正负异常过度区,CF1西南一侧为负值异常区,推断正值低缓异常区由牛屋组砂质千枚岩引起,局部的高值异常与隐伏岩体岩脉有关,负值异常下方为中生代沉积岩分布区,中间过渡带的正负相间异常可能与构造破碎带有关。

图1 屯溪太阳城高精度磁测△T化极异常等值线平面图 Fig.1 High-precision magnetic survey △T reduction-to-the-pole anomaly contour plan for Taiyangcheng, Tunxi

推断两条西北向的断层依据是断层两侧磁性差异明显,且东北一侧的磁性强于西南一侧,推断两条近南北向断层的依据是线性负值异常特征,两条断层均穿过负磁异常中心。

寻找地热资源主要是要了解查区深大断裂的分布情况,依据磁异常特征我们划分了四条断裂带,通过地质考察,CF1和CF4确实存在,CF1为张性断裂,富水性好,CF4为平推断层,富水性不是太理想,CF2、CF3有待进一步勘查。实践证明采用高精度磁测划分断裂破碎带,锁定目标靶区是有效的。

“谁在用琵琶弹奏一曲东风破”将《琵琶行》萧瑟冷落、令人哀伤的氛围嫁接到歌词中,更给人以无限的相思送别、怀旧追忆的愁怨苦恨之感。

3.2 太阳城视电阻率异常特征

利用磁法成果可以了解含水断裂带的平面展布特征,却无法了解断层的剖面产出状态和延伸情况,需要电法剖面来进一步证实断层的存在及并刻画破碎带的剖面特征。为此,我们在太阳城附近穿过CF1断层布置了电法剖面DP1(见图1)

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电阻率法是以地壳中岩矿石的电阻率差异为物质基础,观测和研究人工电场的变化和分布规律,进而进行找矿和解决构造水文工程地质问题。对称四极测深是电阻率法的一种,是通过对称改变供电极间距达到测量不同深度地层电阻率的方法,电阻率测深法是寻找浅层水资源的常用方法,该方法的优点是信号比较稳定,干扰因素少。缺点是勘探深度浅,只适合寻找浅层地热。

图2 屯溪太阳城DP1线视电阻率测深反演成果断面图 Fig.2 Apparent resistivity sounding inversion results secition DP1 across Taiyangcheng, Tunxi

图3为高频大地电磁测深卡尼亚电阻率反演断面图,图中显示在480点处存在北东向低阻断层,断层下延伸至海拔-1000m以下,断面图-200m以上部分和电阻率测深断面图相似,说明电阻率测深和大地电磁测深的数据都比较可靠,大地电磁测深较常规电阻率测深勘探深度更大。

图3 屯溪太阳城DP1线HMT测深卡尼亚电阻率反演断面图 Fig.3 HMT sounding Cagniard resistivity inversion section DP1 across Taiyangcheng, Tunxi

基于以上四点分析可知,企业外宣翻译活动拥有与传播过程相似的要素、类似的过程、共同的任务,且作为对外宣传活动,带有明确的传播目的,因而它具备与传播相同的本质。

图4 屯溪太阳城DP1线AMT测深卡尼亚电阻率反演断面图 Fig.4 AMT sounding Cagniard resistivity inversion section DP1 across Taiyangcheng, Tunxi

根据音频大地电磁卡尼亚电阻率断面异常特征,从纵向上,我们可以将剖面从上到下分为四个电性层:

第一层为低阻层,从地表到地下-200m,厚度约300余m,为第四系浮土层加风化半风化的牛屋组千枚岩;

根据收集到的以往物性资料,工作区内岩石、含水断裂带电性特征如下:①牛屋组千枚岩电阻率较高,常见值为1000~1500Ω·m;②洪琴组砂砾岩电阻率常见值为300~500Ω·m;③碎裂岩电阻率为几十欧姆·米;④地热温泉断裂带电阻率最低仅为几欧姆·米,宏观上,以低阻线状异常为特征。围岩与含水构造带电阻率差异明显,构成电法勘探的必要前提。

研究组母婴不良结局发生率为10.42%,参照组母婴不良结局发生率为27.08%,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

第三层为低阻层,从海拔-800m至海拔-1400m,厚度600m,为侏罗系洪琴组含砾砂岩、粉砂岩;

第四层为中阻层,为海拔-1400至海拔-1800m,厚度400m以上,推断为古生代灰岩或酸性岩体。

从横向上看,在480点浅部到880点深部存在一条宽约160m的相对低阻带,低阻带倾向北东,下延深度在2000m以上,为一条深切割的断裂破碎带,在720点下方,距地表约1000~1200m处,出现明显的低阻U字型异常,其异常特征为典型的断裂特征[6]

第五,每篇开场白中都有一定数量的话题与己方措施的不足之处相关,目的在于预测反方将要反驳的论点并进行要点性的与反驳。Yoni Cohen-Idov用一个话题说明监控录像有协助抓捕罪犯的功能,但是,他又通过另外三个话题说明既然监控录像有这种功能的话,政府可以允许店铺或财产持有人监控自己的财产。而允许财产持有人运用录像监控的前提条件是录像资料只能用于追踪犯罪记录。Yoni Cohen-Idov还用另外一个话题说明每个国家都有可能爆发暴力冲突,录像监控有防止暴乱和抓捕暴乱分子的功能,但是,他又同时说明这样的功能有限而且是缺乏合理性的。

由于皖南山区雨量充沛,地下水资源丰富,破碎带含水的可能性极大,地下1200m处的含水破碎带,按照正常的地热增温梯度,该处地下水的温度较地面起码高处2°~30°,如果深部岩体存在,水温还可以上升,碎裂千枚岩和砂砾岩也有利地下水进行深循环,因此该地段存在地热资源的可能性较大。

3.3 主要成果

通过面积性的高精度磁测,圈出了两条北西向的断层和两条近南北向的断层,通过地质水文勘查,认为CF1断层具有地热勘查前景。

通过电阻率测深法,大地电磁法了解CF1断层的剖面产出状态及延伸情况,认为CF1断层向北东方向倾斜,倾角60°~70°,向下延伸2000m以上,720点下方1200m处,存在低阻闭合异常,可能与地热储藏有关。

4 结论

采用综合物探勘查手段,在屯溪太阳城地区寻找地热资源,初步查明了该区域含水构造分布特征以及不同地层的纵向分布特征、热水储藏的剖面形态。为下一步的地热勘探与开采提供了重要依据。

实践证明综合物探技术在本地区查找深部地热资源中发挥了不可替代的作用,取得了明显的勘探效果。

参考文献:

[1]徐光辉,余钦范,袁学诚,等.深部地热勘查方法在北京地区应用的探讨[J].物探与化探,2007,31(1):913.

[2]武斌,曹俊兴,邹俊,等.音频大地电磁测深法在康定小热水地热勘查研究中应用[J].物探化探计算技术,2011,33(5):507~510.

[3]余年,庞方.音频大地电磁测深法在地热勘查中的应用研究[J].水文地质工程地质,2010,37(3):135~138.

[4]白平,杨崇敬.日照市管帅地区地热资源特征分析[J].山东国土资源,2014,30(6):35~40.

[5]张启生.音频大地电磁法原理及数据处理[J].内蒙古石油化工,2010,(19):2628.

[6]苗景春,阮帅,张悦,等.音频大地电磁测深法对正-逆断层的精细解释[J].物探与化探,2013,37(4):681~686.

吴冀明,汪永辉,哈文
《安徽地质》 2018年第4期
《安徽地质》2018年第4期文献

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