陸 衍

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

論上海市地?zé)豳Y源物探勘查

陸 衍

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

為更好地開發(fā)利用上海地區(qū)中、深部的地?zé)豳Y源，需要借助地球物理勘探等現(xiàn)代科技手段進(jìn)行地下地?zé)豳Y源勘查。通過對(duì)上海已有地?zé)豳Y源物探工作的回顧與分析，并對(duì)多種物探方法物性分析基礎(chǔ)上，研究不同物探方法進(jìn)行上海地?zé)豳Y源勘查的可行性，探討上海市地?zé)豳Y源物探勘查工作的問題與對(duì)策。

地?zé)豳Y源勘查；地球物理勘探；綜合物探技術(shù)

地?zé)豳Y源是一種集熱、礦、水三位一體的清潔能源，其開發(fā)利用有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益[1～3]，因此受到廣泛關(guān)注。對(duì)上海而言，開發(fā)地?zé)豳Y源是補(bǔ)充解決能源短缺的有效辦法之一，對(duì)建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”國(guó)際性大都市具有重要意義。目前上海對(duì)淺層地溫能已有較好的開發(fā)利用[4,5]，而中、深部地?zé)豳Y源雖進(jìn)行過調(diào)查研究[6～8]，但開發(fā)利用則極為欠缺，主要原因之一是勘查工作沒有取得突破性進(jìn)展。這需要開展更多的地?zé)峥辈楣ぷ髋c研究，尤其是在地?zé)豳Y源勘查中起重要作用的物探技術(shù)[9]。

物探是地球物理勘探的簡(jiǎn)稱。地球物理是一門應(yīng)用物理學(xué)科，通過應(yīng)用物理學(xué)的理論、方法和技術(shù)來研究和認(rèn)識(shí)地球。地球物理勘探是地球物理的一門分支，已在資源勘探、工程檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[10]。與鉆探等勘查方法相比，物探技術(shù)具有成本低、無損或微損、成果直觀等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外地?zé)峥碧筋I(lǐng)域被廣泛使用[11～16]，有著極強(qiáng)的生命力。

上海的地?zé)峥辈橐延幸欢ń?jīng)驗(yàn)，但物探技術(shù)的應(yīng)用還缺乏系統(tǒng)性和針對(duì)性。本文結(jié)合物探方法技術(shù)的分析和上海已有地?zé)豳Y源物探工作的梳理，探討地?zé)嵛锾娇辈榈牟蛔阒幉⑻岢鰧?duì)策建議。

1 地?zé)峥辈槲锾郊夹g(shù)比較分析

物探技術(shù)有多種方法，每種方法都是依據(jù)地下介質(zhì)的某種物理性質(zhì)及其物理場(chǎng)為理論基礎(chǔ)來進(jìn)行勘探的。因此地下介質(zhì)物理性質(zhì)的分布特征，尤其是目標(biāo)物與周圍介質(zhì)的物性差異，是決定物探是否可行的關(guān)鍵。若目標(biāo)物與周圍介質(zhì)沒有物性差異，則物探技術(shù)就不可能有效果；而物性差異越大，物探的勘探效果便越好。

應(yīng)用于物探勘探的物理性質(zhì)參數(shù)有溫度、電阻率、介電常數(shù)、導(dǎo)磁率、密度、地震波速、放射性元素含量等，對(duì)應(yīng)的物探方法有地溫測(cè)量、電（電磁）法勘探、磁法勘探、重力勘探、地震勘探、放射性勘探等。對(duì)于地?zé)峥辈槎裕锾椒椒尚行詥栴}的關(guān)鍵之一就在于地?zé)豳Y源與周圍介質(zhì)的物性差異特征，包括地?zé)崴?、熱源、斷裂、熱?chǔ)層、熱蓋層之間及其與周圍介質(zhì)的物性差異。

電阻率是物探技術(shù)中電法、電磁法勘探的基礎(chǔ)，其在地?zé)峥辈橹凶饔梅浅Ｃ黠@[17～21]。構(gòu)造帶、地?zé)崽锏纳鷥?chǔ)蓋等不同部位常具有較明顯的電阻率差異，尤其是地?zé)崴碾娮杪释戎車稍飵r石的電阻率值要低得多；同時(shí)，介質(zhì)隨著溫度的升高，電阻率常會(huì)發(fā)生較大變化，呈不斷降低趨勢(shì)?？梢娫诘?zé)崽锟辈橹?，低阻體為最重要的目標(biāo)。這也意味著電阻率參數(shù)對(duì)地?zé)崴兄苯拥闹甘咀饔?，因此電（電磁）法是地?zé)豳Y源勘探中最直接有效的物探方法。

電（電磁）法勘探的方法種類很多，有直流電法、自然電場(chǎng)法、充電法、激發(fā)極化法、瞬變電磁法、電磁測(cè)深法等。其中直流電法的探測(cè)深度淺，適合淺部的地?zé)豳Y源勘探；自然電場(chǎng)法、充電法、激發(fā)極化法等主要可用作淺部地?zé)豳Y源的輔助探測(cè)技術(shù)，常能取得良好的探測(cè)效果；瞬變電磁和高頻電磁測(cè)深法可用來測(cè)量中淺部地?zé)豳Y源，特別是大功率瞬變電磁法的應(yīng)用，可取得更大深度和更好的探測(cè)效果；大地電磁法（MT）、音頻大地電磁法（AMT）、可控源音頻大地電磁法（CSAMT）等電磁測(cè)深法的原理大體相同，數(shù)據(jù)處理和解譯手段也基本一致，CSAMT由于采用人工供以音頻電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)進(jìn)行探

測(cè)，具有高分辨率、高抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)，在地?zé)豳Y源勘探中的效果最佳。由于目前上海地?zé)豳Y源勘探的主要目標(biāo)在中深部，故應(yīng)主要考慮CSAMT。

密度是重力勘探的基礎(chǔ)，磁性是磁法勘探的基礎(chǔ)。這兩種物探方法常結(jié)合一起使用，尤其是區(qū)域重力和航磁。隨著溫度的升高，介質(zhì)常具有密度明顯降低的性質(zhì)，這是重力方法地?zé)峥辈榈闹匾A(chǔ)。地溫高低常與基巖起伏有同步關(guān)系，這是由于基底隆起帶和背斜構(gòu)造頂部的巖石具有較高的熱導(dǎo)率?；鶐r的密度，往往要比上部覆蓋層的密度大得多，這就可以通過重力勘探獲得基巖的起伏信息。溫度變化對(duì)磁性的影響，主要體現(xiàn)在對(duì)磁性礦物的去磁作用。特別是當(dāng)溫度升高到居里溫度時(shí)，巖石磁性消失。這一規(guī)律成為研究深部熱源的重要線索。另外火山巖常具有較強(qiáng)的磁性，而能被磁法所探測(cè)出來。火山巖常指示著熱源的存在。由于溫度升高，產(chǎn)生巖石去磁和密度降低的現(xiàn)象，致使地?zé)崽锷戏酱女惓Ｅc自由空氣重力異常的負(fù)相關(guān)以及磁異常與布格重力異常的正相關(guān)，這是地?zé)峥辈榈囊粋€(gè)良好的指示特征。但由于重力勘探和磁法勘探提供的深度信息不足，分辨率也有所欠缺，因此在地?zé)峥辈橹兄饕鳛檩o助方法。

上海從1957年以來就做了很多重磁方面的工作，如1957年，地質(zhì)部航測(cè)大隊(duì)904隊(duì)在華北平原南半部及周圍山區(qū)（包括上海市）開展了1/100萬航空磁測(cè)；1958年，江蘇省冶金局物探大隊(duì)在金山縣金山衛(wèi)、張堰，南匯縣周浦、坦直，川沙縣新港等地完成1/10萬磁測(cè)預(yù)查面積2100km2、1/2.5萬磁測(cè)普查面積84km2和重力剖面40km；1959年，地質(zhì)部航測(cè)大隊(duì)904隊(duì)在江蘇平原（包括上海市）開展1/20萬航空磁測(cè)；1959～1961年，石油部華東石油勘探局301隊(duì)在上海地區(qū)開展了第一輪1/5萬重力普查和1/5萬地面磁測(cè)；1959～1961年，上海市地質(zhì)勘察局物探隊(duì)對(duì)坦直、南橋、青村、七寶、橫沔、瓦屑、蔡路、三官、青浦、南翔、周浦、沈莊、顧路、張堰、齊賢橋、崇明等地分別開展了1/1萬、1/2.5萬地面磁測(cè)工作；1971年，地質(zhì)部航測(cè)大隊(duì)904隊(duì)在上海全市（除市區(qū)和崇明島外）進(jìn)行1/2.5萬航磁精查；1972～1975年，江蘇省冶金地質(zhì)勘探公司814隊(duì)先后在周浦、齊賢橋、錢橋、華陽橋、奉賢等地，完成了1/1萬磁測(cè)詳查面積232km2及1/2萬磁測(cè)詳查面積72km2；1972～1975年，陜西省地質(zhì)局第二物探隊(duì)在坦直、新場(chǎng)、周浦、大團(tuán)等地，完成了1/1萬磁測(cè)詳查面積344km2；1971～1981年，上海市水文地質(zhì)大隊(duì)第九分隊(duì)（上海市地質(zhì)處物探隊(duì)）先后在朱行、羅店、曹河涇、莘莊、楊思、后崗等地完成了1/1萬磁測(cè)詳查面積519.4km2；1978～1991年，上海市新一輪1/5萬重力普查，陸域面積6529.5km2；1990年，上海市地礦局和地礦部航空物探遙感中心合作完成上海地區(qū)及其沿海部分海域1/10萬、1/20萬高精度航空磁測(cè)，完成測(cè)線18133.6km，控制面積約25300km2等[22]。對(duì)這些已有重磁數(shù)據(jù)的重新發(fā)掘利用，能為上海地?zé)豳Y源勘探提供有用信息。

地震勘探的基礎(chǔ)是地下介質(zhì)的波阻抗差異，而波阻抗取決于介質(zhì)的地震波速和密度。一般溫度越高，巖石的內(nèi)部地震波速降低得越快。地層越深，壓力越大，巖石的密度越高，波速也相對(duì)比較大。但地層越深，溫度也將增加，巖石的波速也降低。所以地層的深度對(duì)波阻抗影響是雙重的，但以密度增加、地震波速度增加占主導(dǎo)地位?？傮w而言，因溫度變化而導(dǎo)致的波阻抗差異較為復(fù)雜。目前應(yīng)用地震勘探法，還不能直接指示地?zé)豳Y源，但地震勘探方法具有精度高、分辨率高、分層性好等優(yōu)點(diǎn)，可解決地下介質(zhì)的產(chǎn)狀、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)等問題，能用以查明各地層的深度與厚度，蓋層的性質(zhì)及厚度，大型斷裂的性質(zhì)、規(guī)模及產(chǎn)狀等，因此在地?zé)嵛锾娇辈橹幸灿休^多應(yīng)用，其在上海的地?zé)豳Y源勘查中也是值得考慮的方法。

地震勘探應(yīng)用于地?zé)豳Y源勘查，除淺層地震法外，微動(dòng)法也是一種常用的物探方法[23]。微動(dòng)勘探方法具有野外觀測(cè)方便、無需人工源、不受電磁干擾等優(yōu)勢(shì)，可在上海地?zé)嵛锾娇辈橹蝎@得地下介質(zhì)的分層信息以及隱伏斷裂破碎帶的分布信息等。

放射性物質(zhì)的衰變過程會(huì)產(chǎn)生熱量，是地?zé)岬臒崃縼碓粗?。放射性物質(zhì)多少可反映放射性衰變提供熱量的多少。另外放射性元素會(huì)隨著斷裂構(gòu)造而重新分布，因此放射性物質(zhì)的多少也可以反映斷裂深部的活動(dòng)性[24,25]。放射性測(cè)量所反映的斷裂構(gòu)造，往往是繼發(fā)性的活動(dòng)斷裂，不僅是地?zé)岬闹饕獰嵫a(bǔ)給通道，也是地下水進(jìn)行深循環(huán)的良好通道。對(duì)于上海的地?zé)豳Y源物探勘查的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是尋找地?zé)岷偷叵滤耐ǖ馈?/p>

溫度是地?zé)嶙钪苯拥奈镄詤?shù)，而基于溫度的地溫異常測(cè)量則是勘查地?zé)嶙顬橹庇^最為直接的方法。它可以指導(dǎo)地?zé)峥碧?，并?duì)地?zé)岙惓Ｗ龀鲈u(píng)價(jià)，是地?zé)豳Y源普查階段最有效的物探方法。但是這種方法要么探測(cè)深度有限，要么需要借助鉆井進(jìn)行，因此主要可作為上海地?zé)豳Y源物探勘查的一種輔助驗(yàn)證方法。

2 上海地?zé)峥辈槲锾焦ぷ骰仡櫯c評(píng)述

上海的物探工作可以追溯到1957年，而后進(jìn)行過許多不同應(yīng)用的物探工作[26,27]。其中有一些是針對(duì)地?zé)豳Y源的物探工作，如上世紀(jì)八九十年代的上海市區(qū)及近郊區(qū)地?zé)崞詹楣ぷ鳌⒈毙聸艿責(zé)嵛锾焦ぷ?、浦東新區(qū)三甲港地?zé)嵛锾焦ぷ鳎?000年后的青浦區(qū)西部溫泉城地?zé)峥辈椤⒘_店地?zé)豳Y源勘查、湖蘇斷裂（上海段）物探勘查工作等。在這些工作中，雖取得一定的成果，但沒有突破性的進(jìn)展。

2.1 地?zé)崞詹楣ぷ?/p>

1983～1984年，上海市區(qū)及近郊區(qū)進(jìn)行過地?zé)豳Y源普查工作，其中行之有效的物探方法是淺層測(cè)溫。這一工

作是通過對(duì)上海市區(qū)及寶山、嘉定、閔行三個(gè)區(qū)的長(zhǎng)觀孔、巖溶孔進(jìn)行井中井溫和井溫梯度測(cè)量實(shí)現(xiàn)的。共有316井次的井溫和井溫梯度測(cè)量，平均每1～4km2有一個(gè)測(cè)溫井。通過地溫測(cè)量，取得了上海地區(qū)不同深度平均井溫值，深度在50m、100m、150m、200m處的地溫分別為18.67℃、20.24℃、21.77℃、23.32℃，井溫增溫率則分別為3.14℃/100m、3.06℃/100m、3.10℃/100m[22]。同時(shí)圈出了北新涇、大場(chǎng)（行知中學(xué)）、吳涇、莘莊、華涇、羅店等6個(gè)地?zé)岙惓^(qū)（或地?zé)岙惓｜c(diǎn)）[22]。

2.2 北新涇地?zé)嵛锾焦ぷ?/p>

在地?zé)崞詹楣ぷ鞯幕A(chǔ)上，北新涇地?zé)岙惓^(qū)進(jìn)行了綜合物探工作。使用的物探方法有重力、淺層地震、微動(dòng)測(cè)深、大地頻譜、氡氣測(cè)量等[22]。重力工作包括北新涇地區(qū)1/5萬重力資料數(shù)據(jù)處理和一條長(zhǎng)10.85km的近東西走向的高精度重力剖面測(cè)線。對(duì)重力數(shù)據(jù)的反演處理，獲得了下古生界（元古界）基巖界面的埋深信息，這種信息可用埋深等值線圖來反映。在埋深等值線的梯度帶，常表示基巖界面有著較大的落差，而這種大落差很可能是斷層影響所致。淺層地震縱波反射則有15條。由于基巖與上部覆蓋層的物性差異大，基巖的密度和縱波速度要比覆蓋層大得多，因此在淺層地震縱波反射剖面上，可以找到一組能連續(xù)對(duì)比追蹤的強(qiáng)反射波，這一強(qiáng)反射波能提供基巖面的埋深信息。微動(dòng)測(cè)深共有10個(gè)測(cè)點(diǎn)，由此獲得了不同巖性地層的波速差異信息。經(jīng)實(shí)測(cè)，大致分出了三層，分別對(duì)應(yīng)侏羅系、下古生界、前寒武系。其中侏羅系的波速大致在944～1178m/s，下古生界大致在1573～1687m/s；前寒武系大致在2420～2610m/s。大地頻譜測(cè)量目的在于了解地殼深部的地層情況，如利用這一方法在梅川路獲得了下古生界和前寒武系界面埋深，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)疑似斷裂異常。氡氣測(cè)量是放射性測(cè)量方法，其高值異常與地下斷裂有關(guān)。如在梅川路剖面發(fā)現(xiàn)兩處異常、豐候路發(fā)現(xiàn)一處異常，皆可能與斷裂有關(guān)。對(duì)這些物探方法探測(cè)結(jié)果的綜合分析，可以綜合推斷工區(qū)地下斷裂的位置分布信息，從而提供地?zé)徙@孔布置依據(jù)。

2.3 三甲港地?zé)嵛锾焦ぷ?/p>

上海金鼎房地產(chǎn)有限公司為打造上海三甲港地區(qū)旅游資源的優(yōu)勢(shì)，委托上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司對(duì)該區(qū)的地?zé)豳Y源進(jìn)行勘查與評(píng)價(jià)。其中可行性勘查報(bào)告于1999年11月完成，這一勘查報(bào)告是基于物探方法來完成的，主要采用高精度重力測(cè)量剖面、大地電磁測(cè)深（MT法）。其中高精度重力測(cè)量剖面測(cè)線1條，測(cè)線為南北走向，總長(zhǎng)約3km。重力測(cè)量所得布格異常剖面曲線近乎呈一斜線，所提供的信息有限。MT布設(shè)南北向平行剖面2條。將MT探測(cè)結(jié)果與鉆孔鉆井資料對(duì)比，并結(jié)合已有相關(guān)地質(zhì)資料，可以進(jìn)行地層—電性層的劃分與對(duì)比。共劃分出了四個(gè)地層—電性層：第一電性層，由第四系等松散沉積層組成，電性層厚度355～379m，由東南往西北逐漸增厚，MT所得視電阻率值1～8Ωm。第二電性層，為第三系白龍港玄武巖層，該電性層厚492～984m，由北西往南東變薄，其變化幅度較大，MT所得視電阻率值23～47Ωm。據(jù)鉆井資料，該玄武巖層近頂部有一層厚約9m的砂層，但在MT電性分層中未能分出，這是由于MT法勘探分辨率不足所致。第三電性層，為上侏羅統(tǒng)火山噴發(fā)巖系地層（間夾火山質(zhì)碎屑巖），電性層厚853～983m，由北西往南東增厚，MT所得視電阻率值為207～265Ωm。第四電性層，為志留系—上奧陶統(tǒng)，巖性組合特征以砂巖、泥巖為主，MT所得視電阻率值27～47Ωm，該電性層厚度變化不大，在500m左右。兩條測(cè)線MT二維反演視電阻率等值線圖中相似位置，都出現(xiàn)等值線扭曲變形，說明該處地下很可能存在隱伏斷裂。

三甲港地?zé)峥辈榫?302m。熱儲(chǔ)層頂?shù)装迓裆罘謩e為351.10m和512.40m，熱儲(chǔ)層為多期噴發(fā)的陸相玄武巖，其裂隙孔洞中封存有水氣、CO2、硫蒸汽等礦物質(zhì)。地?zé)峋鸪鯙樽粤骶?，水頭接高實(shí)測(cè)為6.18m（即0.0618MPa），最終靜水位為34.00m。井口水溫33℃，井底2300m物探測(cè)井溫度76.25℃，地溫梯度2.36℃/100m，屬上海地區(qū)地溫梯度負(fù)異常區(qū)。按GB/T 11615-89地?zé)豳Y源分級(jí)屬低溫地?zé)豳Y源。

浦東三甲港的地?zé)嵛锾诫m取得一定成果，但仍有許多不足。采用的高精度重力方法，提供的信息有限；MT探測(cè)的分辨率也不足，應(yīng)考慮使用可控源音頻大地電磁法（CSAMT）。MT探測(cè)結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)明顯的低阻異常體，這與后續(xù)鉆井結(jié)果中地?zé)崴Y源規(guī)模小、水量少、水溫低的實(shí)際情況相吻合。對(duì)斷裂的探測(cè)不是很充足，應(yīng)考慮使用地震反射法。另外在此區(qū)域的物探工作量比較少，僅有幾條測(cè)線，應(yīng)有更大范圍的物探工作。

2.4 青浦區(qū)西部溫泉城地?zé)嵛锾焦ぷ?/p>

上海市巖土地質(zhì)研究院受上海康博地?zé)岬禺a(chǎn)開發(fā)有限公司委托，全面承擔(dān)了上海市青浦區(qū)西部溫泉城地?zé)峥辈榭碧焦ぷ鳌Ｎ锾焦ぷ髟?002年11月至2003年3月間進(jìn)行，使用了5種物探方法：大地電場(chǎng)巖性測(cè)深、地震反射、EH4電導(dǎo)率連續(xù)剖面、地面瞬變電磁測(cè)深、激發(fā)極化電測(cè)深。其中大地電場(chǎng)巖性測(cè)深有5個(gè)測(cè)點(diǎn)，解釋深度達(dá)到了3000m。通過這種方法獲得了工區(qū)地下巖性的分層信息：0～300m左右為第四系；300～1100m左右為上侏羅統(tǒng)壽昌組和黃尖組，中間700m左右有一層內(nèi)界面；1100m以下為下古生界，在2000m左右存在一界面。地震反射法則有2條測(cè)線。在地震時(shí)間剖面上，主要識(shí)別出了2組反射波組：淺部反射波組表現(xiàn)為水平或近水平反射波，反射時(shí)間在0～380ms，應(yīng)是第四系底界—侏羅系頂界面形成的反射波組；深部反射波組特征不明顯，但可通過角度不整合關(guān)系進(jìn)行追蹤，反射時(shí)間在600～800ms，應(yīng)是上侏羅統(tǒng)壽昌組和黃尖組底部的反射波組。此外依據(jù)地震反射法時(shí)間剖面還推測(cè)出了

3處疑似斷層。EH4電導(dǎo)率連續(xù)剖面法共布置了4條測(cè)線，在所得視電阻率剖面上，發(fā)現(xiàn)了3個(gè)電阻率梯度帶界面。這3個(gè)界面大致上隨深度變深電阻率變大、梯度變小。前2個(gè)界面形態(tài)較復(fù)雜，后一界面東高西低。這3個(gè)界面的深度位置分別為300m、700～900m、1100～1200m，與大地電場(chǎng)巖性測(cè)深結(jié)果相吻合。瞬變電磁法則有3條測(cè)線，效果不是很理想，有2條測(cè)線無明顯異常，剩下1條則在30號(hào)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)雙峰異常。這一雙峰異常及其邊上測(cè)點(diǎn)曲線特征，反映地下可能存在斷層。激發(fā)極化法也是3條測(cè)線，所得視電阻率剖面上，上部低電阻標(biāo)志層明顯，下部高阻電標(biāo)志層不夠明顯。對(duì)應(yīng)的等值線特征為上部有較為明顯的變化，下部橫向變化較小、等值線接近水平。

在上述物探結(jié)果綜合分析的基礎(chǔ)上，上海市巖土地質(zhì)研究院有限公司計(jì)劃開鑿地?zé)峥碧骄?口，編號(hào)DR1、DR2、DR3、DR4，實(shí)際則進(jìn)行了DR3和DR4地?zé)峋辈楣ぷ?。從DR3和DR4的鉆探和電測(cè)井結(jié)果看，物探所揭示的地質(zhì)信息還是比較準(zhǔn)確的，尤其是視電阻率剖面的效果更為良好。但是地?zé)峋a(chǎn)水量等指標(biāo)不理想。由于工區(qū)是一個(gè)以推覆壓性為主的構(gòu)造環(huán)境，在其中尋找地?zé)豳Y源是有困難的。因?yàn)殡m然具有熱源、熱儲(chǔ)和熱蓋層，但是導(dǎo)水通道、導(dǎo)熱通道難尋，缺少?gòu)埿詳嗔?，缺少深部含水巖系。雖然印支—燕山期形成的對(duì)沖推覆構(gòu)造進(jìn)入燕山晚期至喜山期，可能有一部分壓性斷裂或一些區(qū)段，應(yīng)力松弛進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿詳嗔?。但這畢竟是少數(shù)且規(guī)模有限，需要大面積的和高分辨率的物探工作，方能探測(cè)出來。對(duì)于只有幾條剖面的物探工作而言，要把它們準(zhǔn)確勘探出來是相當(dāng)困難的。另外，從地?zé)峥碧降膽?yīng)用效果來說，還是CSAMT的效果要好，其對(duì)地下水源分布的探測(cè)效果更佳。

2.5 羅店地?zé)嵛锾焦ぷ?/p>

上海知申地質(zhì)技術(shù)有限公司受上海金顯冶金爐料有限公司委托，在寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)進(jìn)行過地?zé)釡厝Y源調(diào)查，前期主要是物探勘查工作，并基于物探對(duì)溫泉資源勘探進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)。使用的物探方法主要為CSAMT和高精度氡氣探測(cè)，此外還進(jìn)行了深水井溫測(cè)量。此次物探調(diào)查設(shè)計(jì)布設(shè)測(cè)線6條總長(zhǎng)度8100m，其中：可控源大地電磁測(cè)深法設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)168個(gè)，實(shí)際測(cè)點(diǎn)174個(gè)；測(cè)氡物探法設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)330個(gè)，測(cè)線測(cè)點(diǎn)基本與可控源重疊，點(diǎn)距約25m，實(shí)際測(cè)點(diǎn)344個(gè)。

此次CSAMT數(shù)據(jù)的連續(xù)性不好，在剖面上存有不少孤立異常，整體連續(xù)性差，且相鄰測(cè)線的相關(guān)性也不是很強(qiáng)。這應(yīng)該是由于周邊干擾嚴(yán)重，數(shù)據(jù)質(zhì)量不佳所致。雖然如此，通過CSMAT數(shù)據(jù)仍是可以推測(cè)出幾個(gè)斷層異常。對(duì)工區(qū)測(cè)線進(jìn)行水平切片電阻率的提取，可獲得不同深度的電阻率水平切片圖，通過平面圖可以從三維空間的角度進(jìn)行CSAMT數(shù)據(jù)的綜合分析。由于測(cè)線不夠密集，各切片圖只能給出定性的認(rèn)識(shí)。放射性氡測(cè)量結(jié)果與CSAMT結(jié)果的整體不太相關(guān)，且測(cè)量結(jié)果氡異常并不是很明顯。當(dāng)?shù)叵铝严锻ǖ懒己脮r(shí)，氡氣運(yùn)移暢通，則一般會(huì)獲得較為明顯的氡異常數(shù)據(jù)，而在此區(qū)域的測(cè)量結(jié)果說明羅店地?zé)峥碧降貐^(qū)地下裂隙通道可能連通性不好。

綜合6條測(cè)線的剖面解釋與水平切片電阻率分布情況，上海知申地質(zhì)技術(shù)有限公司得出如下綜合解釋和結(jié)論：此區(qū)地層由淺至深具有較強(qiáng)的電性非均勻性，整體呈現(xiàn)高電阻率分布。0～300m，電阻率低，由第四系砂土層特性引起；300～800m范圍內(nèi)地層的電阻率最大，表現(xiàn)為侏羅系安山巖特性；在深層，電阻率有一定程度的降低。由于斷層和隱伏灰?guī)r或白云巖的緣故，高阻地層厚度橫向變化較大，符合火成巖地區(qū)地層的電性特征。本區(qū)6條測(cè)線揭示出有2條推測(cè)斷層。

井溫測(cè)量結(jié)果表明工區(qū)地面以下10m以內(nèi)溫度變化較大，該深度范圍內(nèi)溫度受太陽輻射影響較大，為變溫帶；10～20m溫度基本穩(wěn)定，為恒溫帶；20m以下溫度逐漸升高，為增溫帶，增溫率為3.2℃/100m，在此地區(qū)正常增溫率范圍之內(nèi)，無地溫異?，F(xiàn)象。

在羅店地區(qū)除上述物探工作外，還采用微動(dòng)勘探方法進(jìn)行過地?zé)豳Y源勘查。微動(dòng)測(cè)量結(jié)果具有較好的分層性，基本較為準(zhǔn)確地將測(cè)線下方地層區(qū)分出來。

2.6 崇明湖蘇斷裂（地?zé)幔┛碧?/p>

湖州—蘇州斷裂作為一條區(qū)域性斷裂，在構(gòu)造單元和地層分區(qū)區(qū)劃上具有重要意義。對(duì)于地?zé)豳Y源的勘探，一個(gè)很重要的勘探目標(biāo)就是深大斷裂。在此次湖蘇斷裂（地?zé)幔┛碧街惺褂玫奈锾椒椒ㄓ袇^(qū)域重磁、1/1萬高精度地面磁力測(cè)量、可控源音頻大地電磁測(cè)深、微動(dòng)測(cè)深、深部人工地震勘查。先對(duì)已有的重力與航磁數(shù)據(jù)重新處理，從而在整體上對(duì)工作區(qū)域的地質(zhì)背景有新認(rèn)識(shí)，發(fā)掘出新的信息。這是一個(gè)值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，即如何對(duì)已有數(shù)據(jù)的重新發(fā)掘利用。在此地區(qū)進(jìn)行的高精度磁測(cè)，共有5條測(cè)線，總計(jì)完成23.8km。磁測(cè)結(jié)果雖對(duì)地下火山巖的存在提供更精細(xì)的證據(jù)，但是其和重力異常的相關(guān)性并不好。而地?zé)豳Y源上方磁異常與重力異常往往具有某種相關(guān)性。進(jìn)行的深層人工地震勘查，則僅是試驗(yàn)工作。主要由于勘探深度較淺，且施工時(shí)對(duì)環(huán)境影響較大。CSAMT總計(jì)完成62.86km，在這個(gè)地區(qū)的CSAMT數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，相鄰不同測(cè)線的數(shù)據(jù)整體上比較一致，測(cè)線剖面上電阻率數(shù)值的分布特征也較為合理。CSAMT反演結(jié)果沒有明顯的深部低阻異常體，但在深部仍存在著視電阻率值的較大差異，主要反映了地下斷裂的存在情況。微動(dòng)測(cè)深總計(jì)完成14km。微動(dòng)探測(cè)結(jié)果的分層性很清楚，通過對(duì)低速異常的識(shí)別也能提供斷裂信息。CSAMT與微動(dòng)的探測(cè)結(jié)果對(duì)比較為一致，提升了解譯結(jié)果的可信度。但是由于此地區(qū)的斷裂也主要以壓性或壓性—張扭性斷裂為主，張性斷裂只在局部發(fā)育，故對(duì)地下地?zé)豳Y源的一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是熱水通道、

含水巖系的問題。

從上面的回顧可以看出，上海市的地?zé)嵛锾焦ぷ鲝淖钤绲牡販仄詹椋蕉喾椒▏L試（如北新涇、青浦地?zé)嵛锾娇碧剑?，以及有針?duì)性物探探測(cè)（如浦東三甲港、羅店地?zé)嵛锾娇碧剑Ｎ锾郊夹g(shù)多解性的致命缺點(diǎn)，到目前仍是無法單從技術(shù)上解決的問題，只能通過多方法綜合來消弱這一難題，提高物探探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以上海的地?zé)峥碧阶罱K還是要進(jìn)行綜合物探探測(cè)。

3 結(jié)論與建議

上海已有的地?zé)嵛锾焦ぷ鞅砻鳎谏虾Ｊ欣梦锾郊夹g(shù)進(jìn)行地?zé)豳Y源的勘探是可行的。利用物探技術(shù)可以提供地下地層的空間分布信息，提供隱伏斷裂的空間展布信息，含水層的空間位置信息等。因此對(duì)物探探測(cè)結(jié)果的合理使用，將為上海地?zé)豳Y源的準(zhǔn)確勘探與開發(fā)，提供重要幫助。

綜合分析物探方法技術(shù)的物性基礎(chǔ)和上海市地?zé)嵛锾焦ぷ鞯膶?shí)際情況，可認(rèn)為在上海進(jìn)行地?zé)豳Y源物探勘查比較適合的是以下6種物探方法：重力勘探、磁法勘探、地震勘探（包括微動(dòng)）、電磁法（主要為可控源音頻大地電磁法）、測(cè)溫法、放射性測(cè)量。由于單方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，且都具有多解性這一致命問題，因此在上海進(jìn)行地?zé)豳Y源勘探，必須是多種物探方法相結(jié)合。如可通過重力和磁法來了解上海地區(qū)的基底構(gòu)造、火山巖分布、深大斷裂等；結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、重磁、電（電磁）法和地震資料分析斷層的分布、走向、位置和規(guī)模；利用可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面上的低阻異常帶（應(yīng)是在斷裂帶上或附近），圈定地下水儲(chǔ)層的位置及規(guī)模；而后使用測(cè)溫和放射性測(cè)量進(jìn)行輔助驗(yàn)證。最后綜合多種物探的探測(cè)結(jié)果，確定地?zé)峥辈榫弧?/p>

上海地?zé)豳Y源物探勘查的進(jìn)步，可以從數(shù)據(jù)采集、處理、解譯三方面著手。在采集方面，應(yīng)盡可能使用最先進(jìn)的物探儀器。重視采集參數(shù)試驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)野外數(shù)據(jù)采集的監(jiān)控與質(zhì)量管理。并嘗試新的采集技術(shù)，如可控源音頻大地電磁測(cè)深可考慮使用張量或矢量方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在數(shù)據(jù)處理方面，雖已有很多數(shù)據(jù)處理技術(shù)，但仍有很大的發(fā)展空間，尤其是在深部地?zé)峥碧街衅鹬匾饔玫目煽卦匆纛l大地電磁測(cè)深法的數(shù)據(jù)處理技術(shù)需要提升。在解譯方面，由于物探技術(shù)具有多解性，且其探測(cè)結(jié)果只是反映地下介質(zhì)的物性信息，而不能直接反映地質(zhì)信息，故而在上海進(jìn)行地?zé)豳Y源的勘探，不能僅憑物探，還需要結(jié)合基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、鉆探等，來提高物探數(shù)據(jù)解譯的準(zhǔn)確度。除了上述所指出的以外，綜合物探[28,29]與三維物探[30,31]是提升上海地?zé)豳Y源物探勘查水平的重要途徑。

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Geothermal geophysics exploration in Shanghai

LU Yan
(Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072, China)

Exploration is necessary to better develop and utilize geothermal resources in Shanghai, especially deep resources. This requires modern science and technology, and especially geophysics, which plays an important role in current geothermal exploration. Using an analysis of physical properties, we study the feasibility of different geophysical methods for geothermal exploration in Shanghai. We review and analyze existing geophysical geothermal exploration work, and discuss the achievements, problems, progress, and opportunities for future work in this region.

geothermal resources investigation; geophysics exploration; comprehensive geophysical prospecting

P631; P314

A

2095-1329(2015)01-0067-06

2014-12-12

2015-01-10

陸衍(1966-),男,高級(jí)工程師,副院長(zhǎng),主要從事地球物理勘探研究.

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聯(lián)系電話: 021-56073635

國(guó)土資源部和上海市合作項(xiàng)目“上海市三維城市地質(zhì)調(diào)查”(1212010511102);國(guó)土資源部和上海市合作項(xiàng)目“長(zhǎng)江三角洲海岸帶綜合地質(zhì)調(diào)查與監(jiān)測(cè)”(GZH201200506)

10.3969/j.issn.2095-1329.2015.01.016