于曉霞,潘迎波
(山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東 濟(jì)南 250014)
地?zé)崾且环N來自于地球內(nèi)部的一種能量資源[1]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,縱穿本區(qū)的鄌郚—葛溝斷裂表現(xiàn)為強(qiáng)烈的擠壓和破碎,該斷裂是沂沭斷裂帶的組成部分,沂沭斷裂帶是郯廬斷裂帶最活躍的段落[2,3]?;顒友乩系牡貕q邊界以張性活動為主,在斷裂活動時伴有巖漿活動,溝通了深部熱源,為地?zé)岬男纬商峁┝送ǖ馈?/p>
該區(qū)域地層較為齊全,其分布規(guī)律受構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,縱穿本工作區(qū)的鄌郚—葛溝斷裂長約7km,走向北北東,局部近直立[4],傾向南東,傾角80°左右,東盤下降,西盤上升,區(qū)內(nèi)鮮有出露。由于斷面主要傾向東,故顯示正斷層性質(zhì),并以夾古生界斷片為其特征,走向上或為單一的主干斷裂,或呈斷裂束出現(xiàn)[5]。根據(jù)本區(qū)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征,本區(qū)地下水分為三大類型:松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、噴出巖類孔洞裂隙水[6]。區(qū)內(nèi)熱源主要是大地?zé)崃鳌崃饕徊糠謥碜缘貧ど钐幒蜕系蒯?,另一部分來自于地殼上部放射性元素集中層;另外,鄌郚—葛溝斷裂是本區(qū)新生代的活動斷裂,在生成和活動過程中不斷產(chǎn)生熱量,且導(dǎo)致地殼深處和上地幔的熱源直接上涌,從而產(chǎn)生附加熱量。
本區(qū)內(nèi)地層主要由古生界寒武系、奧陶系、石炭系;中生界白堊系;新生界第四系組成。其地球物理特征不但受其成分、結(jié)構(gòu)影響,而且還受地下水、地質(zhì)構(gòu)造、充填礦物、地溫等多種因素影響。就本區(qū)而言,視電阻率值越低反映區(qū)內(nèi)富水的可能性越大。由此可見,測區(qū)內(nèi)地層之間(垂向上)均有明顯的電性差異,具備地球物理勘探的前提條件。
視電阻率垂向測深剖面布設(shè)的原則是:初步尋找目標(biāo)斷裂的位置和傾向,為下一步可控源的布設(shè)提供指導(dǎo)思想。
CSAMT法野外裝置包括場源和測站。在最普通的標(biāo)量CSAMT測量中,在地面上布設(shè)一個單一偶極源,在保證提供所需的信號強(qiáng)度的前題下,偶極源應(yīng)當(dāng)足夠長,但為了不過多地耽誤時間,它又應(yīng)當(dāng)足夠短。通常偶極源的長度為1km~2km。偶極的兩端聯(lián)接到接地電極上,并在電極周圍用水徹底澆透來改善電極和大地的電耦合。測區(qū)測線布在遠(yuǎn)場區(qū),一般離場源5km~9km。測量與場源平行的電場Ex及與之垂直的磁場Hy,一般采用長10m~50m的電偶極子(測量電極)來觀測電場,偶極的兩端聯(lián)接到用水澆濕的坑中的不極化電極上。磁場測量是檢測磁性天線中的感應(yīng)電動勢,其中包括電位差和把場源信號作為參考的相位角。由天線探測到的信號通過較短的隔離饋線送到接收機(jī),以便與電場達(dá)到同步觀測[7]。在斷層位置,電阻率呈現(xiàn)出中間低、兩邊高這樣一個非常簡單的異常特征[8],可以較好地用于確定礦體的產(chǎn)狀和大致地層結(jié)構(gòu)[9]。
瞬變電磁法(Transient Electromagnetic Method,簡稱TEM法)屬于時間域電磁感應(yīng)法,具有勘探深度大、抗干擾能力強(qiáng)、分辨力高、施工效率高等優(yōu)點(diǎn),它是利用不接地回線向地下發(fā)送一次脈沖電磁場,在一次脈沖磁場的間歇期間,利用線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法,它是在沒有一次場背景的情況下觀測研究二次場(純異常),大大地簡化了對地質(zhì)現(xiàn)象所產(chǎn)生異常場的研究,有利于提高該方法的探測能力,有效地控制斷層的空間位置。
瞬變電磁法是利用大功率的發(fā)射裝置向鋪設(shè)在地面的矩形線圈(或稱發(fā)射框)發(fā)送雙極性矩形大電流。可探測到關(guān)于地下介質(zhì)電性和結(jié)構(gòu)的豐富信息。
利用視電阻率測深剖面、瞬變電磁測量法和可控源音頻大地電磁測量方法,通過圖像解譯提取地質(zhì)信息,對區(qū)內(nèi)的鄌郚-葛溝斷裂和F3、F4斷裂進(jìn)行了定位,基本確定了各斷裂的傾向、發(fā)育寬度及發(fā)育深度,并新尋找到了F1、F2兩條近東西向斷裂。見圖1。
經(jīng)分析認(rèn)為由于本區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,構(gòu)造發(fā)育,地下水的賦存及運(yùn)動受地形、地貌、地層巖性等的影響,更明顯的受斷裂構(gòu)造的控制,地下水接受大氣降水補(bǔ)給后,沿斷裂構(gòu)造帶向南東運(yùn)移,至鄌郚-葛溝斷裂附近由于斷裂帶東側(cè)為白堊系阻水地層,在F1與F2之間形成了一個相對富水的凹陷地帶。
區(qū)內(nèi)主要斷裂有北東向鄌郚葛溝斷裂、F3斷裂F4斷裂;近東西向的F1斷裂、F2斷裂。
區(qū)內(nèi)具有開發(fā)利用價值的主要熱儲為奧陶系馬家溝組的灰?guī)r、白云巖。根據(jù)投入的物探手段,確定了區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造的位置及產(chǎn)狀,初步了解了主要斷裂構(gòu)造破碎帶發(fā)育程度及規(guī)模,為該地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)提供了地球物理依據(jù)。
圖1 CSAMT視電阻率垂向測深法剖面圖