地球物理勘探在寻找地热资源方面的应用

地球物理勘探在寻找地热资源方面的应用

单宝玺

（ 成都理工大学地球科学学院， 四川省成都市， 610059）

摘要：地球物理勘探是通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地层岩石的物性差异是引起重、磁、电异常的基本因素，通过测量这些物理场的分布和变化特征，结合已知地质资料进行分析研究，就可以达到推断地质性状的目的。本文结合实例，通过一系列物探工作对木奇盆地的地热资源进行了预测，并得到一系列结论。

1.区域地质

木奇地区位于辽宁省新宾县，地理上处于长白山脉南延部分的丘陵区。研究区出露的地层由老到新有中生界白垩系小岭组、梨树沟组，侏罗系小东沟组，第四系全新统、上更新统地层。区内岩浆岩较发育，主要为太古界鞍山群石棚子组的花岗质片麻岩、黑云斜长片麻岩和钠质花岗岩，主要在普查区西南部丁山拐一带有出露。研究区所处大地构造位置为中朝准地台、胶辽台隆、铁岭—靖宇台拱、抚顺凸起与龙岗断凸的交接部位，浑河断裂的南部。区域上断裂构造发育，主要有浑河断裂、苏子河断裂和下大堡断裂。

2.物探研究方法及结果

为了解该区域地下的地电、地磁结构及是否存在导热构造，断裂的性质、产状等要素及成热有利地段含水层分布，本区共投入四种物探工作方法，分别为高精度磁法测量、重力测量、可控源音频大地电磁测深以及大地岩性探测。通过以上四种方法取得了较好的地质效果，分述如下：

2.1岩石的重、磁、电物性特征

了解地层岩石的物性参数是做好重、磁、电资料解释工作的基础之一。根据对区域上岩石物性参数资料的测定和统计成果可知：

表1 物探特征表

2.2磁力(ΔT)异常特征分析

研究区内主要岩性为：安山岩、火山角砾、钠质花岗岩、泥灰岩、凝灰岩、砂砾英岩、混合岩、斜长角闪岩、变粒岩等以及一些中基性脉岩，地表能引起的磁异常值一般在几十±～几百±nT，区内的安山岩、火山角砾岩以及石棚子组的变粒岩等能够引起1000多nT以上的异常,与区内其他岩体磁性差异较明显。

2.3重力异常特征

研究区中重力区域背景场形态变化相对简单，重力数值高、低分带明显，测区中部重力值较高，中部高值区四周重力值相对较低，同一岩性内重力值高低的不同是由于各岩性的成分细微差异导致的密度差异，以及断裂带周围岩石挤压破碎影响岩石密度组成所造成。各异常高值区之间布格重力异常值大小相当，均在10～30mgal之间，各低值区之间布格重力异常值大小也无明显变化，均在2～10mgal之间，场值变化幅值在30mgal左右。普查区内分布各岩性密度相差细微，所以在等值线图上各岩性之间无明显分界带。

对研究区布格重力异常进行了上延2个不同高度（0.2km、0.5km）处理，进行浅部和深部异常分离，重力场特征反映为：随着上延高度的增大，重力场更加简洁明显，埋深较浅的规模较小的重力异常特征逐渐衰减消失，本区中部重力高值区分布范围逐渐变小；而四周埋深较大的规模较大的负重力异常区逐渐变大。从布格重力等值线图上看，等值线主要以北西向为主，异常轴向也为北西向，为普查区内的主要构造框架。

3.地热田勘查建议及勘查井位确定

3.1地热田勘查建议

经过本次地面地热地质调查及物探工作成果的总结分析，在大堡村附近F1及F2断裂发育，并且在深部相交，受其影响，断裂带内岩石裂隙发育，且上有盖层，下有热储层，盖层厚度500～925m，热储层赋存有带状分布的构造裂隙热水。因此，在断裂构造影响带上布设地热勘探结合钻孔1个，查明地热田的分布范围、埋藏条件、热储层的厚度及地热流体的质量。

3.2勘查井位确定

根据本次可控源音频大地电磁测深及大地电场岩性探测工作解译的成果，结合地热地质调查及收集资料推测出地层柱状剖面，为地热井的布设奠定了基础。同时地热井的布设也取决于热储层沿断裂构造带的空间展布规律，即热储层的厚度、宽度、展布方向、裂隙发育程度和富水性也为地热井的布设提供了依据。

结合普查区实际，应选择开采断裂构造裂隙热水的方案。布设的钻孔应穿透F1及F2断裂，揭露深部太古代花岗质片麻岩地层的构造影响带和控热、导热断裂带。考虑钻孔要穿透F1及F2断裂构造，因此确定井深为1800m。通过分析地热地质调查、磁法测量、重力测量、可控源音频大地电磁测深等资料，并且经过专家论证，初步布设了一个地热探采结合钻孔。经过专家研究，在钻孔及周围共布设了5个大地电场岩性探测点，以确定钻孔位置的可靠性。

由可控源音频大地电磁测深(CSAMT)法工作解译成果可知，推测F1及F2为普查区内控制隆起与凹陷构造的主控断裂，对寻找地温梯度型地下热水的意义较大。结合大地电场岩性探测的结果，位置为最终确定的地热探采结合井位。

4.结论

本次地热普查工作是在收集前人地质、水文地质及物探资料的基础上，进行野外地热地质调查、磁法测量、重力测量、可控源音频大地电磁测深及大地电场岩性探测工作。经过对资料综合研究和分析认为:本地热田类型属沉积盆地传导型，地热赋存受断裂构造控制，热储层中的地下水类型为断裂构造裂隙热水。具有埋藏深、沿断裂构造带呈带状分布的特点。通过本次研究，可发现利用物探等技术对于寻找地热资源具有较大的帮助，为我们今后的工作奠定了方向和提供了技术手段。

参考文献

[1]汤金柜.物探综合方法在地热勘探中的应用研究[J].资源信息与工程,2007,12-15.

[2]刘清华,李春波.物探技术在地热井勘探中的应用探讨[M].世界有色金属,2018.01-08.

[3]罗佐县.我国地热产业政策优化改革思考[J].当代石油石化.2017(06).

作者简介：单宝玺，1996--，男，汉，籍贯：山西省临汾市，学历：硕士研究生

单位：成都理工大学地球科学学院，研究方向：地质学（三矿方向），单位所在省市及邮编：四川省成都市，610059