音频大地电磁测深法在地热水勘查中的应用

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1、音频大地电磁测深法在地热水勘查中的应用音频大地电磁测深法在地热水勘查中的应用前言　　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，具有易于开采、便于应用及无环境污染等许多优点，有着广泛的应用前景，并可取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。在进行开发地热水调查前，做地球物理勘探是降低风险的有效手段。　　本文采用音频大地电磁测深法（简称AMT）在广东某地开展了深部热水勘查工作，并使用自主开发的专业处理软件对野外数据进行处理，确定控热断本文由.LT）调查。　　2AMT方法的工作方法　　AMT调查是利用太阳风

2、、雷电等天然电磁场垂直入射到地下，不同电阻率的界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，勘探深度可达1000-3000米。　　本次勘查采用美国EMI和Geometrics公司联合生产的EH-4型StrataGem连续电导率成像系统。采集频率范围为10Hz～100KHz。　　（1）测网敷设：A、B、C网度为10020m，即线距100m，点距MN20m，方位75°。过各线250号点布置D线，目的是了解北东东向控热断裂，方位345°。下表为测线及完成情况表。　　（2）仪器检查：在开展工作的前一天做平行试验，检测仪器是否工作正常，要

3、求两个磁棒相隔2～3m，平行放在地面，两个电偶极子也平行放置。观测电场、磁场通道的时间序列信号是否正常。　　（3）磁棒布置：Ex（电极）平行测线，Ey（磁棒）垂直测线，并都离前置放大器大于5米，为了消除干扰，两个磁棒要埋在地下至少5cm，用地质罗盘定磁棒方向使其垂直，方位差小于1°，且用水平尺定水平。尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。　　AFE（前置放大器）放在测量点上，为了保护电、磁道前置放大器应接地，远离磁棒至少10米。主机离AFE至少10米。　　（4）数据采集：采集1、7频段，覆盖10-100KHz，独立重复测量8次，现场仪器自动对数据

4、进行FFT变换，获得电场和磁场虚实分量和相位数据。操作员通过仪器屏幕监测电磁场、相位图形和相干度，当电磁场幅值超格或太小时，需调整放大倍数。要求绝大多数频点相干度大于0.5，否则要重测。　　（5）数据处理：使用自编软件对数据进行处理，二维反演包括静态位移改正与不改正处理的反演对比等。绘制卡尼亚电阻率、阻抗相位、反演电阻率等图件。　　3异常解释推断　　3.1异常解释原则　　（1）花岗岩、大理岩　　花岗岩、大理岩均为高阻，大理岩电阻率明显高于花岗岩，但是二者在数百米以浅由于富水断裂带、岩溶水影响，表现为相对低阻。　　（2）北北西向剖面（A、B、C测线）的控热水断裂

5、　　控热水断裂一般表现为连续的或断续的陡线状低阻异常，下插深度一般超过2000米。控热水断裂的次级断裂，多表现为与主断裂大致平行或成入字型特征。　　（3）北东东向剖面（D线）的控热断裂　　控热断裂为压扭性，不一定富水，电阻率比控热水断裂高，异常常呈线状、笔直的陡产状。　　（4）有利找热水部位　　北北西向与北东东向断裂的交汇部位有利找热水，也就说A、B、C线有利找热水断裂与D线控热断裂交汇部位最为有利。　　（5）有利于提升浅中部地热水温度的条件　　电阻率高的大理岩或花岗岩内是找温度相对高的热水的基本条件。电阻率高的大理岩或花岗岩内，有北北西向控热水断裂与深部勾通

6、，而不与浅部富冷水断裂勾通。　　（6）不有利于提升浅中部地热水温度的情况　　相对面状低阻的岩溶或富冷水断裂发育区段。热水断裂下插深度有限，与深部勾通差或不连通。　　（7）深部找热水条件　　花岗岩区的地温梯度增加明显，随着深度加大，天然水补给的温度也增高，深部低阻线状异常有利于找热水。深部找热水的风险在于有热无水，因此明显低阻线状异常是重要条件。　　3.2异常综合解释推断　　（1）各线推测控热水断裂F1总体走向为北北西，如下图。　　（2）B线0米标高上下，A线-100米至-250米为浅层富水带与深部温热水的阻隔带。　　（3）推测控热断裂F3与控热水断裂F1浅部相

7、交于B线与C线中间，鉴于F2陡北倾，因此B线或B至C线找热水有利，C线不利。　　（4）另一个深部有利找水部位是-500至-600米标高的大理岩与花岗岩的接触带断裂F2-1、F2-2，尤其是控热断裂的倾向方向的B至C线F2-1。　　3.3ATM方法的主要成果　　圈定了隐伏大理岩范围，圈定了富冷水带。圈定了深度2000米以浅的控热水断裂、深度2600米以浅的控热断裂F3。调查认为区内找热水有利于区段至少在300米深度以下的B线，或B至A线之间。调查区位于区域北北西向温泉以育带上，具有找到温度高的热泉的条件。低温热泉上找温度高较多的热泉，在我省成功的范例极少，重要的

8、原因是此类热泉多位于碳酸盐岩中，冷水补