音频大地电磁测深法在泸县玉蟾山地热勘查中的应用

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1、音频大地电磁测深法在泸县玉蟾山地热勘查中的应用音频大地电磁测深法在泸县玉蟾山地热勘查中的应用　　地热是蕴藏在地下的一种源源不绝的具有多种用途的资源。它通过水热活动以热水或水汽形式出露地表或埋藏在地下，被人们广泛地用于医疗、沐浴、取暖、育种、洗涤、烘烤和发电等。随着生活水平的日益提高，利用温泉进行医疗保健、旅游度假或休闲娱乐已成为人们生活的一种时尚，具有很高的社会效益和经济效益。为了提高效率，减少投资风险，开发地热资源前必须进行地质调查，地球物理勘探是地热资源调查的重要手段之一。　　本文采用音频大地电磁（AMT）法在泸县某玉蟾山开展了深部地热资源调查研究，

2、使用非线性反演技术对野外资料进行处理，查明了研究区的热储地层及地质构造分布情况，经钻探验证，吻合度较高，取得了较好的应用效果。　　1研究区深部地下水水文地质条件　　根据区域水文地质资料，研究区水量较为丰富的深部地下水主要有两层：一是三叠系嘉陵江组碳酸盐岩裂隙溶洞水；二是二叠系茅口组碳酸盐岩裂隙溶洞水。　　1.1三叠系嘉陵江组碳酸盐岩裂隙溶洞水　　该类地下水广泛分布于工区内，据收集邻近区域地热钻孔揭露，该类地下水埋藏于地下450～752m以下地层中，部分地区埋深达1000m，含水岩组为三叠系嘉陵江组灰岩、白云质灰岩、白云岩夹页岩、盐溶角砾岩、石膏。出水量可

3、达107.43～1000m3/d，井口水温27.5～29℃，抽出水为油、气、水混合物（油较少），水呈浅黄色，具有H2S气味，水质类型为ClSO4Na型和ClNa型。　　工区内该地层仅少量出露本文由.LTsoft2D软件对所采集的音频大地电磁测深资料进行处理。　　资料处理解释首先对野外采集的原始时间序列进行挑选，剔除有明显干扰的时间序列段，经过FFT变换，得到互功率谱，经Robust处理得到阻抗结果，然后根据数据的相干度、偏离度、极化图以及视电阻率和阻抗相位的连续性来删除质量较差的频点。之后结合已知地质资料，通过旋转计算来确定数据的极化（TE、TM）模式，

4、并绘制两个模式的视电阻率、阻抗相位的拟断面图和Bostic变换电阻率断面图，并对其作定性分析。初步判断出剖面电阻率的大致分布，对于有明显静态位移的测点作静态改正。在定性分析的基础上，使用MTsoft2d系统中的非线性反演技术进行反演计算。由于地球物理反演问题的非唯一性和数据中噪音的存在，反演结果具有多解性，根据已知地质资料、定性分析的认识和模型响应与实测数据的拟合情况来判定模型的有效性。　　音频大地电磁法观测的基本参数是相互正交的电场分量（Ex，Ey）和磁场分量（Hx，Hy），通过式1和式2即可计算出相应频率所对应的该测点下随深度变化的电阻率估计值。进而

5、达到测定地下各层电阻率的目的。　　（1）　　（2）　　式中：f为频率，单位为Hz；ρ是电阻率（Ωm）；E是电场强度（mV/km）；H是磁场强度（nT）。　　必须指出的是，此时的E与H，应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场，简称总场。在电磁理论中，把电磁场（E、H）在大地中传播时，其振幅衰减到初始值1/e时的深度，定义为穿透深度或趋肤深度（δ）：　　（3）　　由式（3）可知，趋肤深度（δ）随频率的降低而增大。根据趋肤效应，大地电磁场的变化周期越长，电磁场能量在传播过程中损耗越小，因而穿透得越深。在实践中

6、不同周期的大地电磁场水平分量的变化，反映了不同深度范围内的电阻率信息。因此通过观测不同频率的电磁信号，可获得不同深度的电性信息，结合已知地质资料和地层情况，便可解译目标层的地质特征。　　4音频大地电磁测深资料推断解释　　根据物性测试和研究区地球物理反演结果以及经验统计，得出不同岩体的电阻率值（表1）。影响地质体电阻率大小的主要因素有地质体的矿物成分、结构、构造及含水情况等。　　由表1也可以看出工区内泥岩、砂岩、页岩、粉砂岩、白云岩和灰岩之间存在明显的电性差异。因此，研究区区具备开展大地电磁法的地球物理勘探前提条件。在确定低阻异常情况下，结合地质资料对异常

7、进行综合分析来判定断层位置及破碎带大小和范围为研究区区域热矿水勘查的最佳途径。　　由图1反演断面图可以看出，断面电阻率70-1500Ωm，整体上低阻分布范围相对较大，推断为岩体较破碎、地下富含咸水造成。测线18-24号测点电阻率反应为一倾向小号端的低阻带，电阻率值主要为5-100Ωm，该低阻带与T方法在泸县玉蟾山地热勘查的工作，大大提高了地热勘查效率与精度。