CAJ | 학술논문

作为一种新型开发的绿色能源,地热资源被越来越多的人所重视.开采埋藏较深的地热资源风险大,因此开发前的地质和地球物理勘查是十分必要的.采用单一的地球物理方法勘探具有很大的风险,因此采用多种方法进行综合调查可以降低单一方法的风险,取得较好的效果.本文以狮子湖温泉为例,研究了地球物理方法在温泉勘探的应用.本次勘探采用可控源音频大地电磁法(CSAMT-Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics)和微重力测量,CSAMT是针对大地电磁测深法场源的随机性和信号微弱,提出的一种采用可以控制的人工场源改进方案.仪器采用美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ.该方法由人工向地下供入音频谐变电流建立电磁场,通过仪器在地面接收从地下反馈来的信息,根据不同时代、岩性地层电性特征达到勘查目的.为此我们在测区做了两条剖面,从CSAMT反演图推断,自上而下可分为3个电阻率层,该剖面视电阻率具有很好的层理特征,反映了厚大的中新生代地层(Edn、K)覆盖.剖面西部有明显的泥盆系地层(D)存在.根据视电阻率的变化特点,可以推断这条剖面的5条断层.在剖面中部距地表400～800米深处存在一明显低阻区,推测应为含水破碎带或低阻泥岩.对数据进行二维反演,可以清楚的看到利于储水的盆地构造.CSAMT方法受静态效应影响很大.静态效应位移可能是由地形和电阻率的浅部的横向变化引起的,既是不可避免的,也是不可预测的.因此对数据进行预处理是十分必要的.减少静态效应的影响办法有以下三种:(1)、对效应进行理论计算;(2)、采用空间滤波和相位积分等处理方法;(3)、使用独立的、无静态效应的测量方法.计算静态效应理论值在理论上是简捷的,但在实际的野外条件下,由于无法预测引起静态效应的物体的几何尺寸和电性参数,因此这种方法无法得到可靠的校正值.空间滤波处理是目前广泛采用的一类方法,Bostick(1986)提出了消除MT数据中静态效应的电磁列阵剖面法(EMAP).EMAP法由于采用连续的剖面测量,可采用窗口可变的自适应空间滤波器一汉宁窗(Hanning window)或叫余弦钟形滤波器消除静态效应.但是这种方法提供了静态效应的要求的数据密度,这就增大了大量的额外测量,提高了获得数据的代价.因此,我们做重力勘探与CSAMT相对比.微重力测量使用美国产LCR-D型重力仪.实测的微重力异常是地下由浅到深各类地质体的物性差异在地面综合叠加的效应,其中包括界面起伏、岩性不均匀、地壳与壳下物质的厚度变化等诸多地质因素在内.实测的重力异常值经过固体潮改正、零点漂移改正、布格改正、正常场改正之后,得到改正后的重力异常值.从微重力反演结果看来,自西往东重力异常逐渐减小,程台阶下降趋势,并趋于平缓,验证了CSAMT的异常结果.从而弥补了CSAMT法的不足.通过这两种方法,我们大致查明了新生代红层盆地的产出形态.该红层盆地西侧边缘位于青山小学一带,自西往东变深;并反演计算出新生代红层与晚古生代泥盆系地层的分界面.深部地球物理勘探的方法有很多,各有各自的优缺点,我们不能从单一的一种方法得到的结论来判断地下地质构造.CSAMT法勘探深度大,但由于本身的物理特性,导致静态效应、近场效应等影响甚大.严重影响我们对地下地质目标体深度的判断,重力和CSAMT法的相互验证,很好的说明了多种地球物理方法综合测定的优势. 作為一種新型開髮的綠色能源,地熱資源被越來越多的人所重視.開採埋藏較深的地熱資源風險大,因此開髮前的地質和地毬物理勘查是十分必要的.採用單一的地毬物理方法勘探具有很大的風險,因此採用多種方法進行綜閤調查可以降低單一方法的風險,取得較好的效果.本文以獅子湖溫泉為例,研究瞭地毬物理方法在溫泉勘探的應用.本次勘探採用可控源音頻大地電磁法(CSAMT-Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics)和微重力測量,CSAMT是針對大地電磁測深法場源的隨機性和信號微弱,提齣的一種採用可以控製的人工場源改進方案.儀器採用美國Zonge公司生產的GDP-32Ⅱ.該方法由人工嚮地下供入音頻諧變電流建立電磁場,通過儀器在地麵接收從地下反饋來的信息,根據不同時代、巖性地層電性特徵達到勘查目的.為此我們在測區做瞭兩條剖麵,從CSAMT反縯圖推斷,自上而下可分為3箇電阻率層,該剖麵視電阻率具有很好的層理特徵,反映瞭厚大的中新生代地層(Edn、K)覆蓋.剖麵西部有明顯的泥盆繫地層(D)存在.根據視電阻率的變化特點,可以推斷這條剖麵的5條斷層.在剖麵中部距地錶400～800米深處存在一明顯低阻區,推測應為含水破碎帶或低阻泥巖.對數據進行二維反縯,可以清楚的看到利于儲水的盆地構造.CSAMT方法受靜態效應影響很大.靜態效應位移可能是由地形和電阻率的淺部的橫嚮變化引起的,既是不可避免的,也是不可預測的.因此對數據進行預處理是十分必要的.減少靜態效應的影響辦法有以下三種:(1)、對效應進行理論計算;(2)、採用空間濾波和相位積分等處理方法;(3)、使用獨立的、無靜態效應的測量方法.計算靜態效應理論值在理論上是簡捷的,但在實際的野外條件下,由于無法預測引起靜態效應的物體的幾何呎吋和電性參數,因此這種方法無法得到可靠的校正值.空間濾波處理是目前廣汎採用的一類方法,Bostick(1986)提齣瞭消除MT數據中靜態效應的電磁列陣剖麵法(EMAP).EMAP法由于採用連續的剖麵測量,可採用窗口可變的自適應空間濾波器一漢寧窗(Hanning window)或叫餘絃鐘形濾波器消除靜態效應.但是這種方法提供瞭靜態效應的要求的數據密度,這就增大瞭大量的額外測量,提高瞭穫得數據的代價.因此,我們做重力勘探與CSAMT相對比.微重力測量使用美國產LCR-D型重力儀.實測的微重力異常是地下由淺到深各類地質體的物性差異在地麵綜閤疊加的效應,其中包括界麵起伏、巖性不均勻、地殼與殼下物質的厚度變化等諸多地質因素在內.實測的重力異常值經過固體潮改正、零點漂移改正、佈格改正、正常場改正之後,得到改正後的重力異常值.從微重力反縯結果看來,自西往東重力異常逐漸減小,程檯階下降趨勢,併趨于平緩,驗證瞭CSAMT的異常結果.從而瀰補瞭CSAMT法的不足.通過這兩種方法,我們大緻查明瞭新生代紅層盆地的產齣形態.該紅層盆地西側邊緣位于青山小學一帶,自西往東變深;併反縯計算齣新生代紅層與晚古生代泥盆繫地層的分界麵.深部地毬物理勘探的方法有很多,各有各自的優缺點,我們不能從單一的一種方法得到的結論來判斷地下地質構造.CSAMT法勘探深度大,但由于本身的物理特性,導緻靜態效應、近場效應等影響甚大.嚴重影響我們對地下地質目標體深度的判斷,重力和CSAMT法的相互驗證,很好的說明瞭多種地毬物理方法綜閤測定的優勢.
작위일충신형개발적록색능원,지열자원피월래월다적인소중시.개채매장교심적지열자원풍험대,인차개발전적지질화지구물리감사시십분필요적.채용단일적지구물리방법감탐구유흔대적풍험,인차채용다충방법진행종합조사가이강저단일방법적풍험,취득교호적효과.본문이사자호온천위례,연구료지구물리방법재온천감탐적응용.본차감탐채용가공원음빈대지전자법(CSAMT-Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics)화미중력측량,CSAMT시침대대지전자측심법장원적수궤성화신호미약,제출적일충채용가이공제적인공장원개진방안.의기채용미국Zonge공사생산적GDP-32Ⅱ.해방법유인공향지하공입음빈해변전류건립전자장,통과의기재지면접수종지하반궤래적신식,근거불동시대、암성지층전성특정체도감사목적.위차아문재측구주료량조부면,종CSAMT반연도추단,자상이하가분위3개전조솔층,해부면시전조솔구유흔호적층리특정,반영료후대적중신생대지층(Edn、K)복개.부면서부유명현적니분계지층(D)존재.근거시전조솔적변화특점,가이추단저조부면적5조단층.재부면중부거지표400～800미심처존재일명현저조구,추측응위함수파쇄대혹저조니암.대수거진행이유반연,가이청초적간도리우저수적분지구조.CSAMT방법수정태효응영향흔대.정태효응위이가능시유지형화전조솔적천부적횡향변화인기적,기시불가피면적,야시불가예측적.인차대수거진행예처리시십분필요적.감소정태효응적영향판법유이하삼충:(1)、대효응진행이론계산;(2)、채용공간려파화상위적분등처리방법;(3)、사용독립적、무정태효응적측량방법.계산정태효응이론치재이론상시간첩적,단재실제적야외조건하,유우무법예측인기정태효응적물체적궤하척촌화전성삼수,인차저충방법무법득도가고적교정치.공간려파처리시목전엄범채용적일류방법,Bostick(1986)제출료소제MT수거중정태효응적전자렬진부면법(EMAP).EMAP법유우채용련속적부면측량,가채용창구가변적자괄응공간려파기일한저창(Hanning window)혹규여현종형려파기소제정태효응.단시저충방법제공료정태효응적요구적수거밀도,저취증대료대량적액외측량,제고료획득수거적대개.인차,아문주중력감탐여CSAMT상대비.미중력측량사용미국산LCR-D형중력의.실측적미중력이상시지하유천도심각류지질체적물성차이재지면종합첩가적효응,기중포괄계면기복、암성불균균、지각여각하물질적후도변화등제다지질인소재내.실측적중력이상치경과고체조개정、영점표이개정、포격개정、정상장개정지후,득도개정후적중력이상치.종미중력반연결과간래,자서왕동중력이상축점감소,정태계하강추세,병추우평완,험증료CSAMT적이상결과.종이미보료CSAMT법적불족.통과저량충방법,아문대치사명료신생대홍층분지적산출형태.해홍층분지서측변연위우청산소학일대,자서왕동변심;병반연계산출신생대홍층여만고생대니분계지층적분계면.심부지구물리감탐적방법유흔다,각유각자적우결점,아문불능종단일적일충방법득도적결론래판단지하지질구조.CSAMT법감탐심도대,단유우본신적물리특성,도치정태효응、근장효응등영향심대.엄중영향아문대지하지질목표체심도적판단,중력화CSAMT법적상호험증,흔호적설명료다충지구물리방법종합측정적우세.
Recently, as a clean energy source, geothermal resources are increasingly appreciated all over the world. The Lionlake hot spring is one of the most significantly indispensable geothermal areas in China. The remote reference CSAMT method and gravity method and robust technique were used in the field measurement and data processing. In general, the terrain of the Lionlake area is flat. Occasionally some small hills are preesent. CSAMT data and gravity data were obtained along two long profiles of 7km. In order to resolve questions concerning the formation of the Lionlake hot spring, a vector Controlled Source Audio Magnetotelluric (CSAMT) survey was conducted along the two profiles crossing the lionlake area. For additional control, gravity data were also collected along the CSAMT profiles and a regional line. The CSAMT data are of very high quality but are extremely complex reflecting the extensive folding and faulting of a complicated geological environment. Preliminary interpretation of the CSAMT data reveals the presence of a conductor (possibly a muskeg zone) at 400-800 m depth which overlies two distinct resistive bodies. The correlation of the structural information obtained from CSAMT and the compositional information provided by the gravity data suggests a much more complicated faultage history for the geothermal than that originally thought.