地球物理勘探在寻找临沂小黄山地区地热资源中的应用

于晓霞，潘迎波

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014）

地热是一种来自于地球内部的一种能量资源[1]。区内构造发育，纵穿本区的鄌郚—葛沟断裂表现为强烈的挤压和破碎，该断裂是沂沭断裂带的组成部分，沂沭断裂带是郯庐断裂带最活跃的段落[2，3]。活动沿老的地堑边界以张性活动为主，在断裂活动时伴有岩浆活动，沟通了深部热源，为地热的形成提供了通道。

1 区域地质背景及地热成矿条件

该区域地层较为齐全，其分布规律受构造控制。区内构造发育，纵穿本工作区的鄌郚—葛沟断裂长约7km，走向北北东，局部近直立[4]，倾向南东，倾角80°左右，东盘下降，西盘上升，区内鲜有出露。由于断面主要倾向东，故显示正断层性质，并以夹古生界断片为其特征，走向上或为单一的主干断裂，或呈断裂束出现[5]。根据本区地下水赋存条件、水理性质及水力特征，本区地下水分为三大类型：松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水[6]。区内热源主要是大地热流。热流一部分来自地壳深处和上地幔，另一部分来自于地壳上部放射性元素集中层；另外，鄌郚—葛沟断裂是本区新生代的活动断裂，在生成和活动过程中不断产生热量，且导致地壳深处和上地幔的热源直接上涌，从而产生附加热量。

本区内地层主要由古生界寒武系、奥陶系、石炭系；中生界白垩系；新生界第四系组成。其地球物理特征不但受其成分、结构影响，而且还受地下水、地质构造、充填矿物、地温等多种因素影响。就本区而言，视电阻率值越低反映区内富水的可能性越大。由此可见，测区内地层之间（垂向上）均有明显的电性差异，具备地球物理勘探的前提条件。

2 物探工作方法及成果

2.1 视电阻率垂向测深

视电阻率垂向测深剖面布设的原则是：初步寻找目标断裂的位置和倾向，为下一步可控源的布设提供指导思想。

2.2 可控源音频大地电磁测量

CSAMT法野外装置包括场源和测站。在最普通的标量CSAMT测量中，在地面上布设一个单一偶极源，在保证提供所需的信号强度的前题下，偶极源应当足够长，但为了不过多地耽误时间，它又应当足够短。通常偶极源的长度为1km～2km。偶极的两端联接到接地电极上，并在电极周围用水彻底浇透来改善电极和大地的电耦合。测区测线布在远场区，一般离场源5km～9km。测量与场源平行的电场Ex及与之垂直的磁场Hy，一般采用长10m～50m的电偶极子（测量电极）来观测电场，偶极的两端联接到用水浇湿的坑中的不极化电极上。磁场测量是检测磁性天线中的感应电动势，其中包括电位差和把场源信号作为参考的相位角。由天线探测到的信号通过较短的隔离馈线送到接收机，以便与电场达到同步观测[7]。在断层位置，电阻率呈现出中间低、两边高这样一个非常简单的异常特征[8]，可以较好地用于确定矿体的产状和大致地层结构[9]。

2.3 瞬变电磁测量

瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM法）属于时间域电磁感应法，具有勘探深度大、抗干扰能力强、分辨力高、施工效率高等优点，它是利用不接地回线向地下发送一次脉冲电磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法，它是在没有一次场背景的情况下观测研究二次场（纯异常），大大地简化了对地质现象所产生异常场的研究，有利于提高该方法的探测能力，有效地控制断层的空间位置。

瞬变电磁法是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈（或称发射框）发送双极性矩形大电流。可探测到关于地下介质电性和结构的丰富信息。

3 物探资料的解译

利用视电阻率测深剖面、瞬变电磁测量法和可控源音频大地电磁测量方法，通过图像解译提取地质信息，对区内的鄌郚-葛沟断裂和F3、F4断裂进行了定位，基本确定了各断裂的倾向、发育宽度及发育深度，并新寻找到了F1、F2两条近东西向断裂。见图1。

4 物理勘探成果

经分析认为由于本区地质条件复杂，构造发育，地下水的赋存及运动受地形、地貌、地层岩性等的影响，更明显的受断裂构造的控制，地下水接受大气降水补给后，沿断裂构造带向南东运移，至鄌郚-葛沟断裂附近由于断裂带东侧为白垩系阻水地层，在F1与F2之间形成了一个相对富水的凹陷地带。

5 小结

区内主要断裂有北东向鄌郚葛沟断裂、F3断裂F4断裂；近东西向的F1断裂、F2断裂。

区内具有开发利用价值的主要热储为奥陶系马家沟组的灰岩、白云岩。根据投入的物探手段，确定了区内主要断裂构造的位置及产状，初步了解了主要断裂构造破碎带发育程度及规模，为该地区地热资源开发提供了地球物理依据。

图1 CSAMT视电阻率垂向测深法剖面图