孔祥貴　楊衛(wèi)亮　張偉強(qiáng)

【摘 要】近年來(lái)，臨清市市區(qū)范圍內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多眼中低溫地?zé)峋疚耐ㄟ^研究該區(qū)地質(zhì)、構(gòu)造和重力異常特征，分析了該區(qū)地?zé)豳Y源的成礦有利條件。采用音頻大地電磁（AMT）對(duì)該區(qū)進(jìn)行勘探，編制了大地電磁綜合視電阻率剖面圖，研究了不同巖性地層的電磁性特征，結(jié)合該區(qū)重力異常特征和電性特征，從熱源、熱儲(chǔ)和地下水三個(gè)方面，綜合分析了該區(qū)形成地?zé)豳Y源具備的地層、熱源和構(gòu)造條件。最終確定了井位和井深，為鉆探施工設(shè)計(jì)提供了較為可靠的依據(jù)。結(jié)果表明，AMT在尋找淺層地?zé)豳Y源中有著積極的效果。

【關(guān)鍵詞】AMT勘探；地?zé)豳Y源；布格重力異常；電性異常

地?zé)崾羌療崮?、水和礦產(chǎn)于一體的多用途、綠色自然資源，并且開發(fā)利用方便無(wú)污染，在能源需求日益緊張的今天，有著巨大的開發(fā)前景和經(jīng)濟(jì)開發(fā)潛力。尤其是對(duì)于中小城市具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境價(jià)值，因而受到廣泛重視。近年來(lái)，臨清市市區(qū)范圍內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多眼地?zé)峋疁?0℃～70℃，屬于中低溫地?zé)豳Y源。大地電磁法，是利用天然音頻大地電磁場(chǎng)作為場(chǎng)源，屬于被動(dòng)源電磁法，觀測(cè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量。近幾年，大地電磁法在方法理論和儀器設(shè)備都得到了很大的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也擴(kuò)展到了普查，勘探石油、天然氣、地?zé)?、金屬礦產(chǎn)、水文、環(huán)境等各個(gè)方面，從而成為受地質(zhì)學(xué)家重視的一種地球物理勘探方法。

1.地球物理特征

一般環(huán)境下，第四紀(jì)和第三紀(jì)陸相碎屑沉積巖，電阻率一般在15～50Ω·m；中生代陸相碎屑沉積巖電阻率值一般在25～500Ω·m，晚古生代的電阻率一般為50～1000Ω·m，電性穩(wěn)定，奧陶系灰?guī)r電阻率最高，一般在2000～20000Ω·m，系本地段電阻率無(wú)窮大標(biāo)志層。

大地電磁法，是采用天然場(chǎng)源的一種電磁法，它是以電磁場(chǎng)的理論為基礎(chǔ)，在地球物理勘探中，利用介質(zhì)的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率的差異而達(dá)到解決不同地質(zhì)問題的目的。通過以上區(qū)內(nèi)地球物理特征分析，不同巖性的地層具有明顯的電磁性差異。因此，在區(qū)內(nèi)利用大地電磁方法勘探，具備良好的地球物理前提。

2.工作方法技術(shù)

大地電磁法，是利用天然音頻大地電磁場(chǎng)作為場(chǎng)源，屬于被動(dòng)源電磁法，觀測(cè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)分量。

自然界存在著天然變化的電磁場(chǎng)，其頻譜范圍約為104Hz～10-4Hz，甚至更低。高頻部分（大于1Hz）起因于大氣層的雷電活動(dòng)，低頻部分起因于太陽(yáng)活動(dòng)拋出的等離子體流與地球磁層間的相互復(fù)雜作用。來(lái)自高空的電磁波，可近似的看成是垂直入射地面向地球內(nèi)部穿透，感應(yīng)出電場(chǎng)和磁場(chǎng)，感應(yīng)場(chǎng)與地球內(nèi)部的巖石電性分布有關(guān)。電磁波頻率愈低穿透深度愈大。通過研究大地對(duì)天然電磁場(chǎng)的頻率響應(yīng)，可以獲得不同深度電阻率的分布，根據(jù)電性分布特點(diǎn)來(lái)解決地質(zhì)問題。

3.資料推斷解釋

3.1重力異常特征

由臨清地區(qū)布格重力異常圖可以看出，該區(qū)重力場(chǎng)△g值一般在（-6～-40）×10-5m/s2之間變化，局部重力異常總體呈橢圓狀北東走向展布，相對(duì)重力高與重力低相間排列。在臨清地區(qū)附近形成兩個(gè)重力異常帶。

（1）夏津西～臨清～冠縣相對(duì)重力低異常帶：重力場(chǎng)總體反應(yīng)沿北東走向展布的重力低異常帶，帶寬15km左右，△g值一般在（-24～-30）×10-5m/s2之間變化，為地層相對(duì)凹陷區(qū)，即冠縣凹陷。從重力異常分布看，臨清城區(qū)附近為重力異常值最低處，且異常呈不規(guī)則橢圓狀沿近東西向分布，與西部清河—臨西以西凹陷相通?？梢哉f(shuō)，臨清城區(qū)附近與周圍相比是凹陷中局部凹陷區(qū)，對(duì)尋找地?zé)岣鼮橛欣?/p>

（2）清河?xùn)|—臨西—冠縣西重力異常帶：該帶總體沿NE40°走向展布，△g值一般在（-6～-20）×10-5m/s2之間變化，反映了地層相對(duì)凸起特征，即館陶凸起。在臨西北由于受NW向構(gòu)造的影響，地層相對(duì)下降。

3.2電性異常特征

由本次實(shí)測(cè)的4條大地電磁測(cè)深視電阻率斷面圖可以看出，該區(qū)自上而下根據(jù)其電阻率異常高低，大致可劃分為4大電性層，總體異常特征呈似層狀，向西緩傾。下面結(jié)合Ⅰ剖面視電阻率斷面圖的電性特征和區(qū)內(nèi)已知地質(zhì)特征，予以分析解釋[2]。該剖面在垂向上總體電阻率較低，根據(jù)其電性總體特征大致可劃分4大層[3]：

第一層：電性穩(wěn)定，電阻率低緩，等值線間距寬大平緩，厚度0～500m。該層又可細(xì)分為上下兩段，上段為高阻電性層，在斷面圖上表現(xiàn)為等值密集，表明其局部電阻率差異較大。

第二層：電性高低變化較大，層位不穩(wěn)，等值線雜亂。上段以巨厚的高低阻互層，等值線呈鋸齒狀跳躍的不穩(wěn)定特征，厚度在500～1350m之間，其電阻率整體較上覆地層高、下伏地層低。

第三層：為穩(wěn)定的高低組互層，層位穩(wěn)定，呈兩高兩低的電性分布特征。據(jù)其電性特征分析上部高阻為中粗砂巖，下部高阻為礫巖，中部低阻為泥巖。

第四層：為區(qū)內(nèi)相對(duì)高阻層，以水平層狀高電性層為主要特征，反映了其地層相對(duì)穩(wěn)定的沉積地質(zhì)特征，埋藏深度在1800m以下。

3.3綜合推斷解釋

由布格重力異常特征分析，臨清城區(qū)附近包括該區(qū)在內(nèi)，為凹陷區(qū)內(nèi)的局部凹陷區(qū)，地?zé)岢傻V條件更為有利；由本次物探資料分析，區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)館陶組頂板埋深1500m左右，上覆第四系及新近系明化鎮(zhèn)砂質(zhì)粘土、泥巖等巨厚的保溫層。

在該區(qū)內(nèi)，東部為冠縣斷裂，該斷裂走向北北東，向西陡傾。西部緊鄰臨清斷裂，該斷裂走向北北東，向東陡傾。兩斷裂形成了冠縣凹陷。

據(jù)前期研究，其熱源為正常的大地?zé)崃髟鰷?。蓋層為第四系黃河組、平原組和新近系眀化鎮(zhèn)組，是非常好的隔水層和保溫層，使熱能得以保存和儲(chǔ)集。主要熱儲(chǔ)層包括館陶組和東營(yíng)組。熱儲(chǔ)層中地下水在緩慢側(cè)向徑流過程中，接受下部大地?zé)崃鞫鰷?，臨清斷裂、冠縣斷裂等成為地?zé)崴c深部熱源溝通的通道。

該區(qū)從地貌特征來(lái)看，處于谷地漫灘地形。熱儲(chǔ)館陶組巖性為中粗砂巖、砂礫巖等。賦存有豐富的碎屑巖類孔隙裂隙水；區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期構(gòu)造活動(dòng)，裂隙發(fā)育。充足的地表水，廣闊的補(bǔ)給區(qū)為地下水的補(bǔ)給提供了足夠的水源。

4.結(jié)論

本次工作通過對(duì)區(qū)域重力資料布格重力異常特征及本次剖面異常特征的綜合分析[4]認(rèn)為：重力資料反映區(qū)內(nèi)區(qū)域構(gòu)造臨清斷裂和冠縣斷裂異常反應(yīng)明顯，尤其是對(duì)冠縣凹陷和館陶凸起反映清晰。大地電磁測(cè)深剖面所反映的地層層位清楚，尤其是對(duì)熱儲(chǔ)層館陶組的頂?shù)装迓裆睿从城逦?，為鉆探施工設(shè)計(jì)提供了較為可靠的依據(jù)。表明AMT在尋找淺層地?zé)豳Y源方面有著積極的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊進(jìn)，安海忠.音頻大地電磁法在秦嶺地區(qū)的地質(zhì)效果[J].物探與化探，1995，04：286-290.

[2]劉祜，程紀(jì)星等.電、磁綜合方法在南方硬巖型鈾礦勘查中的應(yīng)用[J].物探與化探，2011，28（6）：739-742.

[3]柳建新，曹創(chuàng)華等.綜合物探方法在青藏高原某鉬多金屬礦的勘查效果[J].地質(zhì)與勘探，2012，17（6）：1188-1198.

[4]李慧杰，王文瑞等.音頻大地電磁法對(duì)斷層分辨能力的正演模擬[J].吉林地質(zhì)，2012，4（3）：64-68.