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1、第23卷第5期物探与化探Vol.23,No.51999年10月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICALEXPLORATIONOct.,1999综合物探方法在西安东郊地热勘测中的应用石建胜金宜声(中国地质勘查技术院第二综合物探大队,西安710016)摘要西安东郊灞河谷地处于骊山断隆西南斜坡上。利用MT、地震测深及重力测量结果综合解释了测区新生界的厚度,推断了隐伏断裂的性状及切割深度,选择了拟建地热井的新生界热储,并经钻探验证,取得了良好的地质效果。关键词新生界;热储;断裂;大地电磁;地震;重力;综合
2、解释西安地区新生界赋存地下热水资源,这已被近年来的勘探开发实践所证实。然而,由于所处地质构造背景的不同,地热井成井效果存在很大差异。因此,成井条件的可行性论证工作就成为地热勘探开发中的主要问题。1996年,进行了西安火车站白鹿塬度假村的地热井成井条件可行性论证工作。测区地质构造条件较复杂,新生界埋伏的深度、邻近断裂的性状及切割深度等问题,前人尚未解决。鉴于其直接影响着“度假村”地热井热储的选取及对热水运移、传导条件的分析认识,因而成为本次论证工作必须解答的核心问题。根据以上问题,在综合分析前人资料的基础
3、上,应用地震测深、大地电磁测深及重力剖面测量,揭示了测区新生界的埋藏深度;查清了隐伏断裂;回答了此地在新生界成井的可行性;预测了设计井深2000m条件下的热储取用及相应的水温、水量、水质指标,经钻探验证,取得了良好的地质效果。1地质概况测区位于西安东郊灞河谷地,构造上处于骊山断隆的西南斜坡上。在骊山断隆的顶部高2窑村一带,可见太古界太华群(Ar)花岗片麻岩及燕山期花岗岩侵入体(γ5);在断隆的周边及斜坡上,基岩则倾伏于新生界之下,构成基底(图1)。在灞河谷地两侧黄土塬的较大冲沟中及塬坡,可见新老第三系天
4、然露头,层组之间多以不整合形式产出,底部直接超覆于老基底之上。第四系以冲积、风积为主,堆积于河谷阶地上,或覆于塬顶。1965年,贾兰坡等人根据天然剖面,结合古脊椎动物及古人类化石在此建立新生〔1〕界标准剖面,认为这里的新生界总厚度可达1300余米。地质专家根据地层层序及其接触关系,推测测区新生界地下埋藏深度及总厚度大致在800～1200m左右;考虑到邻近新生界已出露地表,拟建地热井储盖条件不利,认为在此布设地热井具有相当大的风险O。O西安市矿产资源管理局.“渡假村”地热井可行性论证报告评审意见.1996
5、1999年6月26日收稿。·340·物探与化探23卷图1西安东郊地质略图(附物探工作布置)2方法应用及推断解释2.1物性前提根据区域物性测定结果OP,测区邻近地层物性特征见表1。表1测区邻近地层物性特征物性电阻率地震波速密度参地数Ω·mm/sg/cm3层1.57～1.59(地面)新第四系20～100500～2500生1.94～1.95(地下)界第三系3～102500～38001.95～2.272500～3500(破碎)基太古界(Ar)2.64～2.881000～15003600～4000(完整)底2)花
6、岗岩(γ548002.55～2.85由表1可见新生界与下伏基岩在电阻率、波速、密度等方面都存在一定差异,可构成2个大的物性构造层:其一为新生界,表现为两小一低,即电阻率小、密度小、地震波速低;其二为基底,表现为两大一高,即电阻率大、密度大、地震波速高。这就为电法、地震及重力方法的应用O地质部第三物探大队.渭河断陷石油物探工作报告.1965P地矿部第二综合物探大队.西安临潼骊山北坡(Ⅱ区)滑坡浅层地震勘探报告.19935期石建胜等:综合物探方法在西安东郊地热勘测中的应用·341·提供了物性前提。2.2大地
7、电磁测深为了控制测区下伏地层及隐伏断裂,跨测区,垂直灞河谷地,布置了2个MT测深点,结合以往邻近的MT测深点,构成一个MT剖面(图1)。通过对取得资料的Bostic反演,得到了垂直构造走向的ρTM断面图(图2)及平行构造走向的ρTE断面图(图3)。ρTM反映断裂清晰,ρTE对划分地层有利。图2大地电磁ρTMBostic反演断面等值线图3大地电磁ρTEBostic反演断面等值线由ρTM断面图可见,测区正处于一倾向南西,倾角大于70°,切深大于30km的深大断裂之上。联系地表对应位置,可以认为这就是呈北西向
8、展布的灞河断裂带(F1)。另外从ρTM断面图上还可发现:对应灞河断裂,在测区之下10～30km处,有一电阻率为8～12Ω·m的楔状低阻异常圈闭。这一现象是壳内岩石的重熔,还是相变脱水,尚难定论。然而,从寻找地热角度出发,把它作为地热井的深部热源去认识是有积极意义的。由图3可见,测区从上而下2800m范围内,视电阻率由20Ω·m降至2Ω·m,且在其间900～2000m范围内,形成一电阻率为2～4Ω·m的低阻带。这个低阻带正是测区拟建地热井热储
