CSAMT法在梁山地区地热资源勘查中的应用

2019-05-07冒我冬

山东煤炭科技 2019年4期

关键词：断面图奥陶系等值线

冒我冬

（山东省煤田地质局物探测量队，山东济南 250104）

1 工作区概况

工作区位于梁山县西部、郓城县北部。处于黄河冲积平原的前缘，地形西高东低、南北高中间低平，呈簸箕状向东逐渐缓降。

1.1 岩性

该区地层和构造情况较为简单，工区均被第四系覆盖，岩性以粘土及粉砂质粘土为主，厚度约几十米至几百米；下伏第三系地层主要以紫色泥岩、砂岩、砂砾岩为主。二叠系岩性由灰色、黑灰色砂岩、粉砂岩及泥岩组成，石炭系在本区赋存本溪组和太原组，岩性以灰黑色泥岩、页岩、砂岩为主，夹灰岩及煤层。石炭系下方为奥陶系地层，岩性以厚层状石灰岩、白云质灰岩为主。

1.2 构造

区内主要断裂构造是东西向汶泗断裂和南北向东阿断层、田桥断层。工作区周边勘探程度较高，工作区内勘探程度低。

2 工作方法

2.1 方法原理及仪器

可控源音频大地电磁法简称CSAMT法。该方法是20世纪80年代末兴起的一种地球物理技术，基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组导出的水平电偶极源在地面上的电场及磁场，在地面上观测2个正交的水平电磁场（Ex，Hy）获得地下的视电阻率ρs。当地表电阻率固定时，电磁波的传播速度（或探测深度）与频率成反比。高频时，探测深度浅，低频时，探测深度深，可以通过改变发射频率来改变探测深度，从而达到变频测深的目的。

本次CSAMT工作采用加拿大凤凰公司的地球物理电磁观测系统V8电法工作站。

2.2 野外工作方法

根据试验确定本次勘探发射偶极距为1.5km，收发距为11～12km，发射频率为0.25～2560Hz，低频发射电流为20A，测线方向与发射偶极平行，测量参数为卡尼亚视电阻率及阻抗相位，保证信噪比和勘探深度，满足了本次勘探要求。

2.3 数据处理

可控源音频大地电磁法数据处理分为预处理和解释处理。预处理工作利用V8电法工作站生产厂家加拿大凤凰公司CMTpro模块完成，进行了数据编辑、畸变点剔除、校正等工作。解释处理采用美国zonge公司开发的scs2d软件进行了近场校正、静态校正以及一维、二维反演。一维反演是在各测点卡尼亚视电阻率曲线的基础上作单点反演，然后将同一测线的单点反演数据连成剖面，剖面的细部特征较明显。二维反演则将相邻测点进行联合反演，相对较圆滑。反演完成之后，最后选择比较逼近真实地质模型的反演结果，利用Surfer软件绘制成图。

3 异常特征及地质解释

3.1 反演剖面与已知钻孔对比分析

图1为L1线反演电阻率断面图，断面图横坐标为点号，纵坐标为标高。

断面图显示该地区地层为水平层状地层，反演电阻率断面图上浅部电阻率等值线大体呈水平层状分布，与实际地层情况吻合。L1线反演电阻率断面图上显示新生界地层电阻率较低，约为5～20Ω.m，该地段新生界地层厚度约为250～450m，往小号方向新生界地层深度逐渐增加。钻孔位置4000桩号附近新生界地层厚度约300m，与钻孔揭露Q+N深度306吻合。钻孔揭露新近系下部有部分石炭系地层赋存，厚度约62m，石炭系下方为170m奥陶系地层，再往深部为1062.3m泰山群Art地层，断面图上进入奥陶系地层后，电阻率等值线变化较剧烈，奥陶系和泰山群地层显示为高阻特征，电阻率一般大于50Ω.m，断面图上显示深度与钻孔揭露深度吻合较好。

图1 L1线视电阻率拟断面图

综合地层与反演电阻率断面图横向与纵向对比分析，认为本次反演结果与钻孔揭露情况、地层实际情况对应较好。

桩号2800～3200点位置，新生界地层下方电阻率等值线变化剧烈，呈向小号方向倾的趋势，推断为汶泗（支）断层的反映。桩号1800～2000点位置两侧电性变化剧烈，小号侧电阻率比大号侧电阻率整体偏小，推断汶泗断层从该位置穿过。推断1100～1600桩号奥陶系顶界面约位于-1000～ -1200m标高位置。