充电法及csamt法物探在玉龙温泉勘查中的运用分析

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1、充电法及CSAMT法物探在玉龙温泉勘查中的运用分析（湖北省地质局第八地质大队）【摘要】温泉区域地质构造相对较复杂，为解决深层地质问题，查明地质构造特征和地下水分布，通常先利用高精度工程物探方法进行地质调查，获取物探成果作为地热钻孔实施的前提和依据。木文以湖北省随州市洪山镇新阳玉龙温泉为例，通过充电法及CSAMT法物探方法的综合运用，来查明断裂带深部地质构造特征及地下水分布情况，为地热钻孔位布置提供依据。【关键词】温泉；物探方法；断裂构造；地下水1.前言湖北省随州市洪山镇新阳玉龙温泉为湖北省著名温泉之一。该温泉位于襄广大断裂丙段耿集一

2、古井深断裂带上，属断层泉。温泉附近断裂构造发育：耿集一古井深断裂为一北丙向逆掩断层，上盘为随县群浅变质岩，下盘为寒武一震旦纪沉积地层；三里岗一青岩头断裂为其分支断裂，二者在新阳交汇，其间分布狭长条带状白垩纪沉积砾岩。温泉正位于交汇处附近，与断裂构造密切相关。温泉附近的随县群岩性为浅灰色变砂岩、绿泥绢云石英片岩；寒武一震旦纪沉积地层出露灯影组浅灰色厚层状状白云岩；天河板一石龙洞组深灰色薄一中厚层白云岩、泥质条带灰岩、炭质灰岩。钻孔中见有肉红色灰（白云岩）岩，可能在地下赋存有覃家疝组。该温泉存在热泉出水口，水量约300t/d、水温约37

3、.5°C,在大洪山温泉旅游开发运行中，发现该温泉水量、水温不能满足开发需要，须进一步查明断裂带深部地质构造特征及地下水分布情况，为地热钻孔位布置提供依据。该项目勘查过程中釆用了充电法及CSAMT法物探方法。2.测试原理及资料采集整理2.1测试原理充电法：分别以冷、热泉水出口为电源阳极，于2到3公里外布置电源阴极，以恒压电源供电。根据观测的等电位线可以判断地下水的流向，分别判断热泉泉水来源或通道。CSAMT法：属人工源频率测深，是根据不同频率的电磁波在地下传播脊不冋的趋肤深度δ，通过对不冋频率电磁场强度的测量就可以

4、得到该频率所对应深度的地电参数，从而达到测深的0的。电磁波在地下传播的趋肤深度δ计算公式如下：式中ρ为地层平均电阻率（Ω?m），f为电磁波频率（Hz）。该方法的探测深度较大，兼奋剖面和侧深的双重作用，因此具奋如下优占.第一，使用可控的人工场源，测量参数为电场与磁场一卡尼亚电阻率,增强了抗干扰能力，并减少地形影响；第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深,提高了工作效率，一次发射可同时完成7个点的电磁测深;第三，探测深度范围大，一般可达l-2Km;第四，横向分辨率高，可以灵敏发现断层；第五

5、，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。与MT和AMT法相冋，CSAMT法也受静态效应和近场效应的影响，可以通过多种静态校正来消除静态效应的影响。本次工作选用电偶极源CSAMT标量观测方式。它通过沿一定方向（设为X方向）布置的供电电极AB向地下供入某一音频f的谐变电流&lota;=&lota;Oe-iωt（试中ω=2πf），在一侧60度张角的扇形区域内，沿X方向布置测线，沿测线逐点观测相应频率的电场分量Ex和与之正交的磁场分量Hy，进而计算卡尼亚视电阻率和阻抗相位。φz=φEx-φHy

6、式中，φEx、φHy为Ex和Hy的相位。μ是大地的磁导率，通常取μ0=4π×10-7H/m。在音频段（n×10-l〜n×103Hz）逐次改变供电电流和测量频率，便可测出卡尼亚视电阻率和阻抗相位随频率的变化，从而得到卡尼亚视电阻率、阻抗相位随频率的变化曲线，完成频率测深观测。2.2测线布置根据温泉度假村建筑布局情况，充电法采用自由网布置（测量点位置以GPS实吋跟踪定位），CSAMT法剖面尽力避开房屋，先施工1、2线（其中1线施工750米），根据地质资料分析后，将1、

7、2线均向北东向延长600米，另布置与1、2线平行的3线（长600米）。测线布置采用广州中海达测绘仪器厂生产的HD5800型GPS双频一体化实时动态测量仪布设剖面，剖面方向55°。2.3资料采集与整理充电法采用重庆地质奔腾数控所研制的WD」D-3型多功能直流数字电测仪，该仪器具奋数据计算和存储功能。充电法充电电极采用铜丝带浸入热泉采水井中。充电法以白龙池广场为中心，东、南、西、北方向各250米，总工作面积约250000m2。为方便工作采集数据，在建筑区选取花坛等接地良好部位，其余部位基本采取均匀布点方案。充电法资料根据各点测量

8、坐标及测量电位，采用SURFER软件，进行网格化处理，绘制等电位图。可控源音频大地电磁测深工作采用从加拿大凤凰公司引进的V8多功能电法仪进行勘探。该仪器分为硬件及软件部分，V8多功能电法仪主要特点是：可以发射大功率电流，增强信噪比；实