可控源音频大地电磁法在地热勘探中的应用——以临川温泉为例

陈 凯 孔德旭 韩飘平

(江西省核工业地质局二六一大队，江西 鹰潭 335001)

地热资源是与地球同在取之不尽用之不竭的可再生清洁能源，但随着温泉开发利用的不断扩大，现有的温泉热水流量已不能满足需要，在工作区及周边地段寻找新的、规模更大的控热构造势在必行。

工作区内有水库、房屋、道路、高压电线和生活、建设用电等，一定程度上会影响野外地球物理勘探数据采集的效率和数据质量。

因可控源音频大地电磁法具有：勘探深度大，抗干扰力强、工作效率高、收地形影响小等原因，同时测线布设尽量避开高圧线、民房等。以期获得良好的可控源音频大地电磁测量数据，为工作区地地热勘探提供信息。

1 地质概况及地球物理场特征

临川温泉分布于青铜大断裂NE翼，温泉从第三纪与泥盆纪前之断层中通过第四纪冲积层溢出，断层线长约2000余米，断层很深，水平与垂直断剧较大，出露宽度约70～100米。

根据本区构造特点，温泉的成因及出露条件来看，主要受构造条件所控制，泉水的形成应在侏罗纪以后，与燕山期火山活动所产生的横断层(明水断层)以及后期的横切断层有密切关系，温泉热能的来源主要是受地热影响或是燕山运动之后，受岩浆的影响(如果花岗岩侵入体中含有一定的放射性元素，在其脱变之后即产生了大量的热能)。

温泉水的补给来源主要是北部和西北部的中低山地区，大气降水渗入地下，在地下水循环过程中，沿裂隙向南部和东南部流动，当遇断层带时，使热水汇集，储存在断层或小的裂隙中，并且当深部基岩水的补给量小于裂隙脉所容的水量时，则呈现脉状的间歇。温泉通过第四纪地层很有可能“漏失”大量的水，且使其水温降低。

物性差异是地球物理方法的应用应用的前提，为了有效开展CSAMT方法的测量工作，进行了工作区主要岩石物性测量，工作区主要岩石标本的电性参数见表1。

表1 临川温泉区主要岩石标本测定结果表

2 工作方法

本次可控源音频大地电磁法仪器采用加拿大Phoenix公司生产的V8多功能电法仪，采用标量测量法，测点点距50m。供电电极AB极距2000m，AB平行于MN。供电电流14A，收发距10km。工作频率范围为0.125～9600Hz，共设计51个频点。

3 数据处理

CSAMT数据处理以测线为单位进行，主要的处理过程分为测线数据预处理过程、反演过程、绘图过程。数据预处理软件为加拿大凤凰公司配套软件CMT Pro Version，对电极点位坐标偏差校正、曲线自动圆滑、跳点处理、两端坏频段截断处理、坏测点曲线废弃删除等；数据反演软件为崔先文研发的CSAMT-SW，对近场数据进行校正、反演；绘图软件采用的是surfer，对反演结果进行解译标注等。

4 物探成果

可控源音频大地电磁测量反演断面图进行解译主要依据为已知地质资料和主要岩石的物性参数。

图1为L1线CSAMT二维反演电阻率断面图，在剖面0m附近，标高80m的电阻率变异带，推断为F1断裂构造；在剖面0～460m，地表至标高0m的高阻区，推断为石炭系华山岭组；在剖面460～1080m，标高至80m的高阻，推断为石炭系梓山组；在剖面1080m附近的大约65°电阻率变异带，推断为F2断裂构造；在剖面1080～2000m，标高至-100m范围内的三层次高阻，其间有2层厚度约50m的低阻异常带，推断为白垩系茅店组砂砾岩，低阻异常带为含水层；在剖面0～800m，深部存在高阻区，推断为燕山期花岗岩；在剖面，700m～2000m深部有“入”字形低阻异常，推断为富水区。

图2为L2线CSAMT二维反演电阻率断面图，在剖面0m附近的电阻率变异带，推断为F1断裂构造，在剖面0～350m，地表至标高40m的高阻区域，推断为石炭系地层；在剖面0～1320m的高阻区，推断为燕山期花岗岩；在剖面1240m附近的倾角大约为70°的电阻率变异带，推断为F2断裂构造；在剖面1200m到2000m，地表至标高-50m的次高阻层，其间有两条厚度约20m的低阻异常带，推断为白垩系茅店组，其间的低阻异常带为含水带；在剖面1600m～1980m，标高-580以下低阻区，推断此区域为富水层。

图1 L1线CSAMT二维反演电阻率断面图

图2 L1线CSAMT二维反演电阻率断面图

5 结论

(1)F2构造为深大断裂，产状约65°～75°，是温泉主要的导水导热构造。

(2)L1、L2线南东段，300m深度内，存在两个含水层，主要赋于白垩系茅店组下部灰岩砾岩裂隙溶洞中。在深度400m以下，存在规模更大的含水区，与上部两个含水层由茅店组砂岩、泥岩隔开，起到隔水保温作用，可能是更大的地热远景区。

(3)综合本次可控源音频大地电磁测量成果，工作区地下水资源丰富，具有形成地热有利的水文、地质条件。以前地热资源勘探、开发深度主要集中于300m以内，在深部还蕴藏着更丰富的地热资源有待开发。建议在综合地质、水文和已有钻探资料等充分研究基础上，在F2断裂附近顶部有盖板的深部含水区布设钻孔。

[1]曹俊昌，龚育龄，方根显.2006，综合物探方法在江西临川温泉勘查中的应用，工程勘察.

[2]张孟才，寇伟，寇通.2017，地热资源物探勘查的几点浅识，百度文库.