电磁测深结果-岩溶地热系统成因机制及开发利用

本次共完成电法测线3 条， 测线总长度为30 km， 坐标物理点33 个， 试验点2 个， 孔旁测深点1 个， 合计完成大地电磁测深物理点36 个， 完成设计工作量，并完成了《河北省中部平原沧县台拱带干热岩资源预查大地电磁测深勘查报告》的初步编制工作。

具体内容见表2 -1。

为了对定量处理结果做出合理的解释， 对该区的地质资料， 特别是对已知钻孔资料以及区域性相关资料进行了收集整理和认真分析研究， 结合本次地质任务， 对反演结果进行了认真细致的推断解释。

表2　电磁测深内容统计表

由已知钻孔和测井曲线结合本次大地电磁测深反演电阻率值， 推测出相应地层的电性及埋深情况: 第四系平原组， 主要为灰黄、 黄色的亚黏土、 亚砂土与砂的互层， 松散未成岩， 电阻率值表现为小于40 Ω·m； 上新近系明化镇组上段，视电阻率一般在16 ～20 Ω·m； 上新近系明化镇组下段地层， 为灰绿色、 棕红色泥岩夹灰绿色、 灰白色砂岩， 视电阻率值在10 Ω·m 左右。 中元古界蓟县系上部岩性由碎屑岩和黏土岩组成， 其中雾迷山组为本次预查的目的层， 雾迷山组岩性和层序稳定， 以富镁碳酸盐岩为主， 燧石含量高， 富含叠层石和有机质为主要特征， 沉积相为滨海—浅海—滨海相多韵律沉积， 根据附近钻孔测井曲线显示蓟县系视电阻率值较高， 上部碎屑岩和黏土岩视电阻率值表现为大于600 Ω·m，下部白云岩表现为大于2 000 Ω·m。

电阻率断面图的底部横坐标表示剖面长度(测点)， 纵坐标表示地层标高，单位为m； 电阻率单位为Ω·m。

1) A 线反演电阻率断面图(图2 -1)

图2-1　A 线反演电阻率断面图(见彩插)

该测线共布设10 个测点， 点距1 km， 剖面长度9 km。 从已知的区域地质平面图可知， A 线为第四系覆盖区。 结合断面图的电性分析来看， A 线整条测线为新生界覆盖， 地层较厚， 为1 km 左右， 在反演电阻率断面图上表现为蓝色区域，反演电阻率小于200 Ω·m。 根据A 线5、 6 号点之间已知钻孔“XX24” 揭露地层信息显示， 新生界底界埋深大于1 300 m， 基本与断面图蓝色区域及浅蓝色相符， 该已知钻孔终孔1 300 m， 未打穿新生界， 结合反演电阻率断面图， “XX24”终孔位置未达到黄色区域， 与钻孔实际相符。 根据A 线1 号点附近已知钻孔“献电热2 井” 揭露地层显示， 1 458.8 m 为新生界底， 新生界直接覆盖在蓟县系地层之上， 结合断面图分析， 黄色及红色区域为蓟县系地层， 反演电阻率大于600 Ω·m。 在A 线1 号点处， 蓟县系与上伏地层分层深度约1 500 m， 与钻孔资料相符。 总览A 线反演电阻率断面图， 通过已知钻孔资料和大地电磁测深资料综合分析， 推断蓟县系地层为无穷大电性标志层， 即断面图上反演电阻率值为600 Ω·m 的黄色分界线， 1 号点埋深在1 500 m 左右， 自西向东埋深逐渐变浅，至6 号点处埋深约1 100 m， 自7 号点向东埋深逐渐变深， 在8 号点处反演电阻率等值线变密变陡， 推测该处可能有断层(DF1) 存在。

2) B 线反演电阻率断面图(图2 -2)

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图2-2　B 线反演电阻率断面图(见彩插)

该测线共布设13 个测点， 点距1 km， 剖面长度12 000 m。 从已知的区域地质平面图可知， A 线为第四系覆盖区。 结合断面图的电性分析来看， B 线整条测线为新生界覆盖， 地层较厚， 为1 km 左右， 在反演电阻率断面图上表现为蓝色区域， 反演电阻率小于200 Ω·m。 根据B 线6、 7 号点之间已知钻孔“献1” 揭露地层显示， 新生界底界面埋深1 032 m， 结合反演电阻率断面图， 1 032 m 以浅为蓝色区域， 反演电阻率值小于200 Ω·m， 推断为新生界地层。 依据附近已知钻孔测井曲线， 奥陶系地层与蓟县系上段地层电性差异不明显， “献1” 钻孔于1 042 m处揭露奥陶系地层未能在断面图上显示出来。 根据B 线9、 10 号点之间已知钻孔“XX14” 揭露地层信息显示， 新生界底界埋深大于1 300 m， 基本与断面图蓝色及浅蓝色区域相符， 该已知钻孔终孔1 300 m， 未打穿新生界， 结合反演电阻率断面图， “XX14” 终孔位置未达到黄色区域， 与钻孔实际相符。 总览B线反演电阻率断面图， 通过已知钻孔资料和大地电磁测深资料综合分析， 推断蓟县系地层为无穷大电性标志层， 即断面图上反演电阻率值为600 Ω·m 的黄色分界线， 1 号点埋深在1 500 m 左右， 自西向东埋深逐渐变浅， 至7 号点处埋深约1 100 m， 自8 号点向东埋深逐渐变深， 在9、 10 号点之间反演电阻率等值线变密变陡， 推测该处可能有断层(DF1) 存在。

3) C 线反演电阻率断面图(图2 -3)

图2-3　C 线反演电阻率断面图(见彩插)

该测线共布设10 个测点， 点距1 km， 剖面长度9 km。 从已知的区域地质平面图可知， C 线为第四系覆盖区。 结合断面图的电性分析来看， C 线整条测线为新生界覆盖， 地层较厚， 为1 200 m 左右， 在反演电阻率断面图上表现为蓝色区域， 反演电阻率小于200 Ω·m。 总览C 线反演电阻率断面图， 综合分析， 推断蓟县系地层为无穷大电性标志层， 即断面图上反演电阻率值为600 Ω·m 的黄色分界线， 1 号点埋深在1 700 m 左右， 自西向东埋深逐渐变浅， 至6 号点处埋深约1 100 m， 自7 号点向东埋深逐渐变深， 在8 号点处反演电阻率等值线变密变陡， 推测该处可能有断层(DF1) 存在。

4) 确定参数孔孔位

河北省地质勘查基金项目管理中心组织相关专家， 在石家庄市召开了河北省中部平原沧县台拱带干热岩资源预查定孔会议。 会上， 水文队介绍了MT 的工作情况及成果， 提出了拟定孔位， 坐标(X， Y) 为: (20427296.00， 4230824.00)。专家对大地电磁测深资料进行了分析研究， 认为大地电磁测深工作部署合理， 原始资料可靠， 解释成果可以作为钻孔布置施工的依据， 证实了设计孔位的合理性， 同意水文队提出的钻孔孔位， 确定了河北省中部平原沧县台拱带干热岩资源预查参数孔的位置， 参数孔编号为GRY1。

研究区边界拐点坐标见表2 -2。

表2　研究区边界拐点坐标一览表（80 坐标系）

研究区中心距北京约250 km， 东距沧州市约50 km， 南距山东德州市约100 km， 西距衡水市约70 km； 京沪铁路、 京沪高速、 104 国道从本区东侧通过；大广高速、 京九铁路从本区西侧穿过， 黄石高速、 保沧高速分别从中部和北部横穿本区， 衡德高速从本区南侧通过， 各县乡镇均有省道和县道连接， 交通极为便利。 GRY1 号钻孔位于献县梅庄洼农场内。