高密度电阻率法 [地热勘探中高密度电阻率法的应用]

时间：2019-04-02 03:11:13　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：本文通过某地地热资源的物探调查工作，说明高密度电阻率法的应用效果，为今后类似工程借鉴。　　关键词：地热；勘探；高密度电阻率法。　　Abstract: in this article, through certain place geothermal resources survey geophysical exploration work, the high density resistivity method to explain the application effect for future reference for similar engineering.
　　Keywords: geothermal; Exploration; High density resistivity method.
　　中图分类号：P314.3 文献标识码：A文章编号：
　　引言：地热是一种宝贵的自然资源，不仅为人类提供热能，同时也提供了水源和矿物资源。随着人类对能源需求的增长，高密度电阻率法是一种快速勘探地热资源的有效方法，它集锦了常规电阻率法的优点，弥补了常规电阻率法观测和解释中之不足，有效地实现多种电极排列，同时完成电剖面和电测深两种方式的扫描测量，可以调查控制热水的地质构造、与地热有关的火成岩的分布、圈定地下热水的位置，推算地热温度、热储量，为开发、利用地热资源提供可靠的资料。在这里，以某地地热资源的物探调查工作，说明高密度电阻率法的应用效果。
　　测区地质概况
　　测区位于南北向的丘陵谷地内。测区内出露的地层为第四系冲洪积层，由砂土、亚粘土、砂砾层、卵石层组成，厚度一般为5-48m。第四系冲洪积层下为粗粒黑云母花岗岩，依风化程度的不同，分为强风化粗粒黑云母花岗岩、中风化粗粒黑云母花岗岩和微风化粗粒黑云母花岗岩。根据各地质钻孔中地下30m处的地温数据，可绘出地下30m处地温等值线（图1）。出露的岩浆岩为属燕山第三期侵入岩（γ52（3））的中-粗粒黑云母花岗岩。
　　二、测区地球物理特征
　　由钻探资料可知，区内第四纪冲、洪积物为粘土、亚粘土，其电阻率通常较低，一般在n-n×10Ωm之间。花岗岩风化层的电阻率通常较低，一般在n×10-250 Ωm之间。层状分布的低电阻率异常的出现大致反映了地表土层分布的状态及其厚度。测区的花岗岩，通常呈现高电阻率特征，一般在n×102-n×103 Ωm之间，随着岩石节理、裂隙发育程度、破碎程度的增强，其电阻率明显下降，为n-n×10Ωm。在高密度电阻率法剖面图上，呈脉状或漏斗状（“V”或“U”形）低阻带异常。利用不同剖面上的脉状或漏斗状低阻带异常，可追索低阻异常的走向，从而追索断裂。
　　三、成果解释
　　野外观测数据处理采用高密度电阻率法二维处理软件完成，先进行突变点剔除工作，再作数据圆滑处理，最后绘制出高密度电阻率法视电阻率剖面图，通过对电阻率成像剖面图的解释，可作出地质、物探综合解释推断平面图（图1)。
　　按异常成因类型的不同，异常可分为土层、风化层低电阻率异常、断裂异常和热储异常。
　　(一)土层、风化层低电阻率异常
　　测区内土层为第四系冲、洪积物的粘土、亚粘土，风化层为强风化花岗岩。土层、风化层的电阻率通常较低，一般在n-250Ωm之间。层状分布的低电阻率异常带的出现大致反映了地表土层和风化层分布的状态及其厚度。
　　(二)断裂异常
　　花岗岩通常呈现为高电阻率特征，一般在n×102-n×103 Ωm之间。由于构造的作用，使岩石破碎、充水。破碎、充水的花岗岩呈现为低电阻率特征，为n-n×10Ωm。在高密度电阻率法剖面图上，呈现脉状或呈漏斗状低阻带异常。由于断裂有一定的长度和走向，在不同的剖面上，可追索低电阻率异常的走向；利用相邻剖面上的低电阻率的连续性，确定断裂的存在和追索断裂。据此，利用剖面平面图可推断出测区的断裂存在及其分布。
　　由图1可看出，第四系覆盖区存在两组物探推断的断裂，即为：F6北东向断裂和F7北北西向断裂。
　　
　　图 1地下30m处地温等值线平面图
　　热储异常
　　热储异常是指同时有地温异常和低电阻率异常的异常。
　　地温异常特征
　　通过对16个钻孔的地温测量，可作出地下地温等值线图。若以地下30m处花岗岩体中的地温作地温等值线图，则作出的地温等值线图如图1所示。由图1可看出：地温等值线形状为等轴状，在CK1孔至CK8孔的北北东方向上等轴状地温等值线轴长约为150m，在CK7孔至CK4孔的北西方向上等轴状地温等值线轴长约为190m，地温中心在CK5孔的位置，地温中心地下30m处的地温为64.5 oC。
　　
　　图 2北北东向排列的CK1、CK3、CK5、CK8孔地温等值线剖面图
　　地下地温场剖面特征见北北东向排列的CK1、CK3、CK5、CK8孔地温等值线剖面图（图2）和北西向排列的CK4、CK5-2、CK5、CK6、CK7孔地温等值线剖面图（图3），由图2、3可知：在钻探40m的控制范围内，40 oC以上热水分布范围在CK5-2、CK5和ZK3孔等3个孔圈定的位置内，ZK3孔是一口热水生产井。地下30m处的地温等值线图显示的40 oC地温等值线为椭圆状，椭圆的长轴为北西向，其轴长约为40.0m，椭圆的短轴为北北东向，其轴长为30.0m。北西向的长轴反映了控制热水的北西向导水断裂，北北东向的短轴反映了控制热水的北北东向控制断裂。
　　
　　图 3北西向排列的CK4、CK5-2、CK5、CK6、CK7孔地温等值线剖面图
　　低电阻率热储异常
　　 12线高密度电阻率法视电阻率剖面图（图4）可形象地反映了地热田的导热、储热和保温盖层等热矿水水文地质单元剖面形态特征。依其异常形态特征推断：在12线剖面上。
　　
　　
　　
　　图 412线高密度电阻率法视电阻率剖面图
　　热储的位置在390-570m处的-14m以下的320Ωm等值线范围内，由钻孔资料可知热水层为花岗岩裂隙型热水层。土层、风化层厚度线以上为隔水保温层，其厚度为10-40m。
　　四、结论
　　通过高密度电阻率法工作，为查明第四系覆盖区地热田构造提供了地球物理依据，取得以下的认识：
　　 1、测区土层、风化层厚度为5-40m。
　　 2、物探推断的断裂有两组，一组为北东向断裂（F6），另一组为北北西向断裂（F7）。北北西向断裂形成时间较北东向断裂晚。
　　 3、低电阻率热储异常特征
　　 12线高密度电阻率法视电阻率剖面图可形象地反映地下热储特征。
　　上述实例表明，在地球物理勘查前提较好的地区，应用高密度电阻率法作地热资源的物探调查，可获得较好的效果。
　　
　　参考文献：
　　常士骠等《工程地质手册》第三版，中国建筑工业出版社，1995
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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