江西新余市珠珊传导型地热水综合物探勘查实例

江西新余市珠珊传导型地热水综合物探勘查实例
本文在简要介绍工作区地质与物性基础上，详细介绍了针对传导型地下热水采用CSAMT、CR法勘查资料成果，定性分析了工作区地（电性）层结构、盖层下伏岩性地质属性与断裂情况、定量确定了勘查区盖层厚度及断裂位置，推断成果与后期工程验证情况吻合，说明在类似条件下中深部地热资源勘采用CSAMT与CR法或其它方法配合具较好效果。

标签：地热勘查方法技术综合物探
地热属绿色环保、可再生能源，随着能源紧张的加剧，地热属首选能源，其勘查、开发、利用必将进入一个飞速发展的阶段；由于地热资源类型的不同，勘探目标与深度不同，由此地热物探勘查方法手段亦不尽相同。

传导型地热形成需多种条件具备才可，涉及到地层、构造、一定深度的富水层位、补给量、循环路径等多种条件。

物探勘查目标主要为一定深度条件下可赋水空间，包括具一定溶蚀程度灰岩、一定孔隙度的碎屑岩、断裂破碎带等。

笔者这里主要介绍、分析依靠地壳正常增温以传导方式形成的地热资源—江西新余市珠栅地热综合物探勘查实例。

1勘查区背景资料
工作范围内南部为山地，北部为稻田与居民点区；测线地形平坦，相对高差40～50m；
⒈1地质构造
工作区处扬子板块与华南褶皱系的交合部萍乐凹陷带之清江盆地西段袁水复向斜之西部，南为武功山隆起，北为蒙山复背斜；总体表现为一大型筲箕状晚白垩世红色沉积盆地，向东开放，地势平坦。

地表出露的主要有第四系Q、白垩系南雄组（K2n）、测区南部零星出露三叠系安源组（T3a）～双桥山群（Ptsh）。

第四系（Q）：主要岩性为紫红色网纹状粘土，大面积分布于工作区中、北部低洼区。

白垩系南雄组（K2n）：为一套河湖相紫红色碎屑沉积，统称“红层”。

三叠系安源组（T3a）：主要岩性为细砂岩、粉砂岩、页岩、含煤。

泥盆系佘田桥组（D3s）：主要岩性为长石石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩、页岩。

双桥山群（Ptsh）：在测区南缘出露，主要为一套绢云千枚变质岩系。

白垩系“红层”下伏各时代地层统称“基底”。

区内构造以褶皱为主，构造线方向主要为北东—南西向，仅在测区南缘见有江口----老少头北东东向（逆冲）断裂。

1.2地层岩性电性参数特征
（1）电性参数
依据《江西省萍乐凹陷带煤碳资源远景调查物探资料汇总报告》（原江西地矿局第二物探大队1988年）物性资料，对本区主要地层岩性电性参数统计于表1。

（2）电性参数特征分析
①导电性
从电阻率量级分析，白垩系南雄组及三叠系安源组岩性电阻率差异不明显，各时代灰岩及前二叠纪地层电阻率均呈高阻，因此，红层厚度及下伏基底的起伏状态应较明显；如存在安源组，则上部碎屑岩地层与其下伏地层亦呈较为明显的电性分界面，具可区分的电性前提。

②激电性
各岩性层极化率均有一定差异，依据表征极化特征的不同参数可大致判定地层岩性的差异性。

如依靠激电性参数来判断富水层因深度较大而较困难。

2资料解释成果
工作区共布置5条测线，测线方位356.5°（图1）
剖面编号北小南大，采用赤道偶极排列CSAMT法进行标题测量，对其中2线在CSAMT法成果基础上布置CR法工作。

2.1CSAMT法测量成果
CSAMT法五剖面卡尼亚视电阻率反演拟断面中异常量值与形态特征类似，基本反映了工作区内上覆红层分布及基底起伏、构造发育情况。

下面以2线为例进行分析解释。

CSAMT2线：测线全长4440m，收发距为10500m，地形相对平坦，仅在3000～3600#桩号范围存在高差小于20m左右的低矮岗地，其余大部为水田或旱地；沿
剖面仅在3500#以西见K2n出露，其余均为第四系覆盖。

图2为2线CSAMT法卡尼亚视电阻率反演拟断面图。

由浅至深，呈明显的二层地电断面结构，上、下部之间呈明显梯级分带，差异明显。

上部卡尼亚视电阻率在50Ω.m以下，断面等值线稀疏圈闭，纵、横向梯度变化小，反映上部红层厚度较大且相对均一；下部ρk值在n×10～n×100Ω.m，断面等值线纵向梯度变化较大，但视电阻率无明显岩性分异迹象。

上部低阻区域为红层岩性反映，下部高阻则为红层下伏地层（亦称“基底”，下同）岩性之反映基底。

从剖面方向看，上部ρk横向变化较小，下部横向上多处呈深沟陷落状，尤其在袁河以南（2000--3400桩号）范围，呈一较宽大的陷落区间，该区段ρk 值明显低于两侧，相对杂乱；由此区间往北，基底则以低缓速率抬升，往南则急速变浅直至出露地表。

a.视电阻率在3100#附近存在横向差异明显，反映在此位置南、北下部地层岩性亦存在差异，说明在该部位应存在一控制南北地层分布的断裂，该断裂使南部地层抬升，北部红层下陷；
b.断面等值线主体呈层状特征，在一定程度上反映红层下伏地层呈层状分布，在测线南端地表见安源组出露，认为其下伏有早中生代与晚古生代存在；
c.3100桩号南北等值线值差距较大，北部呈现大面积低阻异常，其视电阻率一般低于20Ω.m，其值变化较小，说明此区间红层具较大厚度，在一定深度之后，ρs值略有抬升，反映其下部亦存在較高电阻率地层，认为红层下伏地层为早中生代与晚古生代；
d.在1600—3400#区间，上部存在较红层略高的电性层，认为此电性层为红层内部相对较粗且具一定厚度的砂砾岩层；测线南端，ρk在n×102～n×104Ωm，呈现较高电阻率，浅部ρk亦在n×100Ωm，较高卡尼亚视电阻率的出现说明该线大号端晚中生代碎屑岩缺失，主要为地表可见及的D3s、Ptsh反映，其浅部局部存在的相对较低的ρk圈闭范围推断由T3a引起。

2.2CR法
为配合资料资料解释，在CSAMT的基础上，选择2线进行了CR法测量。

CR法测量点距100m，控制深度为1700m，15道采集。

图3为依据实测相位计算的视充电率反演拟断面异常，在一定程度上反应了地层岩性电化学活动性差异。

.剖面南段与中北段存在着差异性，南部异常值总体偏低，中北段略高，其界限位置与CSAMT反映部位相重合，说明3100桩号南、北部存在岩性差异性。

浅部极化值略低于中深部，在一定程度上反映了地层岩性存在着纵向差异。

在中深部（-900m高程以深）存在较大范围的相对较高的充电率，认为在此区域一定深度下，至少有一套充电率比红层要高的岩性存在，推断此套较高充电率岩性属茅口组中、下统（含泥质），与岩性视电阻率反映相吻合。

依据CSAMT、CR法综合分析、推断2线地质断面如图4。

3钻孔验证情况
2012年12月，ZK01孔终孔，验证孔ZK01钻遇情况如下：
第四系；0～10m。

红层：10～828m。

安源底部：石英砂岩，828～910m。

大冶灰岩：910～1342，其中1065—1240m漏水，破碎，泥浆变稀。

变质岩：1342～1524.15m。

物探推断界面与断裂位置（910～1342m）、深度与钻孔揭示示情况相吻合，达到预定勘探目标。

4结论
（1）對传导型地热水勘探来说，一般勘探目标深度均较大，实际上是一个勘查盖层下伏断裂带或富水层问题，勘查区多为中、新生代盆地，就目前方法技术而言，采用电磁法可获得较好效果；
（2）投入少量的少量的电磁测深工作，可查明工作区盖层（红层）厚度及其分布情况，基本了解盆地盖层及其下伏地（电性）层基本结构与构造形态。

利用综合物探资料确定孔位可较大降低钻探风险。

（3）对本区或类似地区而言，构造破碎带是相对较好的导水通道、赋水空间，下伏二叠系茅口组或栖霞组以灰岩为主，其中孔、溶隙亦是较好的赋水空间与运移通道，需注意的是，推断地质断面只是一个简单的地（电性）层结构模型，实际情况要复杂得多。

仅利用电磁法勘查资料成果对较大深度空间富水性评
价是困难的。

参考文献
[1]《岩石复电阻率频散特性的机理研究》肖占山等.浙江大学学报.2006.
[2]《可控源音频大地电磁法及其应用》汤井田中南大学出版社2005.
[3] CSAMT设计与应用中的几个问题，汤井田中南大学.。