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CSAMT法在地下水资源勘查中的应用

2018-05-24王茂岚

商品与质量 2018年37期
关键词:测线断裂带工区

王茂岚

江西省地质矿产勘查开发局物化探大队 江西南昌 330000

CSAMT在该工区运用效果良好,得到视电阻率断面图,很好的区分了高低阻异常,基本查清了控制地热水分布的主要断裂构造的形态、规模、产状、力学性质及次级断裂构造相互间的组合关系。通天寨工区查明调查区地热成矿地质背景及主干、次级断裂构造条件,确定断裂空间分布情况,确定地层结构、热储层的埋藏深度和地热水可能的富集带。通过钻孔,进一步探测测深点地表以下的信息,找到了温泉。效果不错。

1 地质背景

石城县境内国道、省道及高速公路南北贯通,东西相连。县内多山,四周山岭环绕,中部岗峦起伏,山地、丘陵约占全县总面积的89%。主河道琴江自北而南贯穿县中,支流遍布全县,河流所过,形成一串串葫芦状河谷盆地,其间多为农田。农田约占全县总面积的10%。江河塘库形成水域,全县水面占总面积的3%。是个典型的东南丘陵低山地区[1]。

石城县属亚热带季风湿润区,温和湿润,四季分明。全年日照计1942.1小时,日平均为5.3小时。年平均温度在15.5-19.1℃之间。年平均自然降水量为1400-1900毫米之间。4-6月为降水集中期,占年总降水量的一半左右。温和的气候,丰富的雨量为农、林业的发展提供了良好的条件。

2 CSAMT法在工区地热资源勘查的实际应用与分析

CSAMT的供电电偶极距一般为1-3km长,测点距离供电偶极5-10km。一般用不极化电极接受电场,其电极距10-30km不等。接受的磁场信号经绝缘线输送到接收器中与电场同时记录。在实际工作中究竟选择一个还是两个供电偶极,测量哪些分量,这完全取决于所选择的工作方法,是标量还是矢量或是张量CSAMT。

前期工作进行测线布设与梳理,确定测线测点坐标位置;后期工作,放线埋罐,运行V8仪器进行视电阻率和相位测量[2]。

2.1 野外数据采集

(1)CSAMT电测工作。本次工作所使用的V8型接收机系统出队前经过了认真检查,符合有关规定,均可在野外施工使用。

按设计书的要求,在野外数据采集前与外业工作结束后均按技术要求对设备进行了标定。分别进行了仪器标定与一致性试验工作,标定中使用的设备与野外实测时一致。

经检查,标定的相位谱和电阻率谱曲线规则、光滑,符合《CSAMT法技术规定》要求。图1为外业结束后进行的一致性曲线图,经检查,标定的相位谱和电阻率谱曲线规则、光滑,符合《可控源音频大地电磁测深(CSAMT法技术规定)》。

图1 为石城工区CSAMT外业结束后的一致性频谱曲线图

(2)CSAMT的资料处理。目前CSAMT仪器都是数字化仪器,采集的数据有的可能都储存在盘上,如V8仪器就储存在CF卡上,这样有备进一步处理。实际要记录的数据有:电磁振幅,电场相位,磁场振幅,磁场相位。并且,目前大多数CSAMT仪器都有自带的具有实时或者现场处理软件,它们可以将所采集的电磁场数据整理为CSAMT所需要的数据或者物理量,比如说,电阻率和相位等等,这些是CSAMT资料解释的基础和依据。目前有快速松弛反演和非线性共轭梯度反演在CSAMT得到应用。反演软件有MTsoft-2D,Winglink等等。

针对MT实际观测的资料的处理部分而设计数据预处理,主要功能有数据总览、编辑平滑、极化模式判别、测点处理,静态校正和空间滤波以及批处理等方法。

2.2 资料解释与地质推断

(1)通天寨工区平行布置了3条剖面,测线方位为109-289°,各剖面异常形态与电性结构具有相似性,下面通过2线卡尼亚视电阻率共轭梯度反演断面异常为例进行分析解释:

表层有明显低阻带根据实际野外岩石出露情况推断该区域为第四系及白垩系赣州组岩层[3]。

F1左右两侧电阻率明显错位,且F1所处位置为以低阻带,符合断裂带电阻率分布特征,故推断F1可能为以断裂带,倾角为65度左右。

F2右侧为一高阻圈闭,上部电阻率较低推断其为震旦系地层,下部电阻率明显升高推断其为花岗岩体。F2左侧电阻率为中低组带推断其为震旦系岩层。根据地层接触关系推断F2右侧的高阻圈闭为地层构造运动所造成的硅化带。F3附近电阻率梯度变化大,且具有一定线性方向故推断其为断裂带,倾角70度左右。

(2)烧水湖工区平行布置了3条剖面,测线方位为132-312°,各剖面异常形态与电性结构具相似性,下面以通过1线卡尼亚视电阻率共轭梯度反演断面异常为例进行分析解释:

从图2可以看出在1260桩号下部存在两个高阻圈闭视电阻率大于5000Ω.m,横向电阻率梯度变化明显,从剖面方向看,可明显看到一条低阻带穿过两个高阻圈闭,符合断裂带电阻率特征,故可以推断该区域存在一条倾向南东的断裂带,倾角60度左右。

在1530桩号附近密集梯级带,可能与冲沟相关,认为此面也可能是富水层位。

图2 1线卡尼亚视电阻率共轭梯度反演断面异常图

3 结语

地热资源作为一种清洁能源,在我们的日常生活中,它已经成为了密不可分的一部分,而开采这种资源,也是需要有先进的技术和仪器,特别是对于深部地热资源而言,埋藏的很深的话,一般的电法勘探是不能探测的到的。通过本次CSAMT工作,基本查清了测线控制范围内断裂带分布的基本情况,达到了预期地质效果。有以下几点认识:①在测线控制区域可明显见到断裂带;②根据电阻率异常可以推断烧水湖工区断裂带呈北东走向,倾向东南,倾角约为60度。通天寨工区存在两条断裂带呈北东走向,倾向西北,一条倾角约为60度,另一条倾角约为65度。

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