摘要:本文介紹了利用音頻大地電磁法在山西臨猗勘查地?zé)針?gòu)造的效果，并經(jīng)鉆探證實(shí)物探成果的有效性；同時(shí)分析了地下熱水電阻率的各種影響因素及電磁法資料處理過程中圓滑系數(shù)的選擇問題，為開展地?zé)豳Y源提供理論指導(dǎo)。
　　關(guān)鍵詞：音頻大地電磁法，山西臨猗地?zé)釁^(qū)，有效性
　　
　　山西省臨猗縣位于鄂爾多斯盆地周邊巖溶區(qū)的運(yùn)城盆地，是全國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大縣。但由于缺乏經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，國(guó)民生產(chǎn)產(chǎn)值較低，為推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，該縣擬開發(fā)地?zé)豳Y源，提高國(guó)民收入。根據(jù)以往工作的基礎(chǔ)，工作區(qū)選擇在縣城的北部，根據(jù)該區(qū)地下熱水勘查深度大的特點(diǎn)，采用了音頻大地電磁測(cè)深勘查方法。工作的目的是準(zhǔn)確確定深部構(gòu)造的空間分布特征及地層結(jié)構(gòu)，為布置鉆孔提供依據(jù)，取得的較好的效果。
　　本文主要介紹該方法的成果。
　　⒈地質(zhì)、地球物理概況及地下熱水與電阻率的關(guān)系
　　1.1地質(zhì)概況
　　根據(jù)工作區(qū)已鉆探的兩孔，揭露的地層從新到老的順序分別為：
　　①第四系地層巖性以亞砂土、亞粘土夾中細(xì)砂為主；
　　②第三系地層巖性以粘土為主；
　　③奧陶系地層巖性以灰?guī)r為主；寒武系地層巖性以白云巖為主。
　　另外，早期煤田物探隊(duì)曾做過物探工作，從地質(zhì)構(gòu)造角度分析，推斷在該縣城城北存在兩條平行的斷層，且傾角南傾，走向?yàn)闁|北~西南向。從上述地層和構(gòu)造情況分析，第三系地層廣泛分布全區(qū)，是很好的地?zé)嵘w層，灰?guī)r地層的構(gòu)造帶是地?zé)豳Y源存儲(chǔ)的良好場(chǎng)所。因此，查明深部構(gòu)造空間分布特征是開發(fā)地?zé)岬闹饕繕?biāo)。
　　1.2地球物理特征
　　根據(jù)工作區(qū)內(nèi)的地層巖性及構(gòu)造情況，存在著明顯的電阻率差異。一般情況下，第四系亞砂土、亞粘土夾中細(xì)砂其電阻率值在20-50歐姆米之間，第三系粘土電阻率值小于20歐姆米，奧陶系、寒武系完整的灰?guī)r白云巖電阻率值在幾百-幾千-歐姆米。當(dāng)存在破碎帶時(shí)，由于其間充填泥或水，電阻率降低，一般在幾十—幾百歐姆米。如果含有熱水電阻率將更低。電測(cè)深曲線為“H”型曲線，根據(jù)已知孔測(cè)試工作區(qū)內(nèi)的電性特征為：
　　第四系亞砂土、亞粘土夾中細(xì)砂8~50歐姆米
　　第三系粘土＜10歐姆米
　　奧陶系灰?guī)r、寒武系白云巖8~100歐姆米以上
　　1.3地下熱水與電阻率的關(guān)系
　　地下熱水的電阻率是進(jìn)行地?zé)犭姺ǹ碧降那疤帷５責(zé)釁^(qū)內(nèi)影響電阻率的各種因素如地下水的礦化度、溫度、巖石的孔隙度及其含水量大小將決定電阻率的大小。熱水隨溫度的升高，溶解度增大，含鹽量增加，電阻率降低。但熱水系統(tǒng)的孔隙度和礦化度的相對(duì)變化對(duì)電阻率的影響要比溫度影響大。熱水具有溫度高、礦化度高、壓力大的特點(diǎn)，故熱水構(gòu)造呈低電阻率反映。
　　1.3.1礦化度對(duì)電阻率的影響

　　圖1是電阻率與各種溶鹽成份的關(guān)系曲線，表明電阻率隨著水礦化度的增長(zhǎng)呈線性下降，這對(duì)任何鹽類都一樣。
　　1.3.2溫度對(duì)地下水電阻率的影響
　　一般認(rèn)為溫度對(duì)地下水電阻率的影響包括兩部分：一是由于溫度升高離子活性增加導(dǎo)致電阻率下降；二是溫度升高引起地下水中離子濃度增加造成電阻率值降低。而對(duì)于溫度在0℃-200℃溫度范圍內(nèi)，水溶液的電阻率與溫度的關(guān)系為：
　　
　　其中為溫度℃時(shí)溶液的電阻率，為溫度18℃溶液的電阻率，為溫度系數(shù)(大多數(shù)電解質(zhì)為0.025)。
　　1.3.3孔隙度對(duì)電阻率的影響
　　通常，不含良導(dǎo)電礦物的巖石，其電阻率與巖石中所含水份的電阻率成正比，比值稱為巖石的相對(duì)電阻率。和巖石孔隙度之間有反比關(guān)系，即隨著增大而減小。
　　⒉采用的方法技術(shù)及特點(diǎn)
　　根據(jù)前人資料，奧陶系灰?guī)r界面埋深大于500米，對(duì)于地下水勘查來講，屬于中、深度含水體的探測(cè)，因此，要求地球物理勘查手段具有勘探深度大、分辨率高的特點(diǎn)。由美國(guó)Geometrics和EMI公司聯(lián)合生產(chǎn)的EH-4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)屬于天然源與人工源相結(jié)合的一種音頻大地電磁測(cè)深法，滿足工作要求。其具有的主要技術(shù)特點(diǎn)是：
　　①采用天然源與人工源相結(jié)合的發(fā)射方式，即可開展頻率范圍0.1-1KHz的天然場(chǎng)源頻率測(cè)深方式，又可開展頻率范圍10-100KHz的天然源與人工源相結(jié)合的頻率測(cè)深方式。
　　②采用時(shí)序采集辦法，極大地提高了頻電的采集密度（0.1-1KHz為61個(gè)頻點(diǎn)），是其他現(xiàn)有方法的4-5培，從客觀上提高了電磁法的縱向分辨能力，
　　③資料處理采用EMAP法，有效提高了電磁法對(duì)靜態(tài)問題的處理手段，使應(yīng)用更趨簡(jiǎn)單和易于掌握。同時(shí)EMAP的應(yīng)用和電磁法的固定電極距較小的優(yōu)勢(shì)能有效提高勘探的橫向分辨率。
　　由此可見，使用EH-4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)對(duì)于該工作區(qū)地?zé)豳Y源的勘探是適合的。有關(guān)該方法的基本原理多有報(bào)道，不再敘述，下面僅將資料處理中有關(guān)圓滑系數(shù)的選擇加以說明。
　　圓滑系數(shù)的選擇對(duì)識(shí)別構(gòu)造具有重要的影響作用，較大的圓滑系數(shù)可以是局部構(gòu)造異常信息平均化，在處理圖件中不能反映出來，但往往在地下熱水勘查工作中是以尋找大型構(gòu)造的次一級(jí)構(gòu)造、中小型構(gòu)造為主要目標(biāo)，大型構(gòu)造一般意義不大，而次一級(jí)構(gòu)造、中小型構(gòu)造破碎帶富水性較強(qiáng)，分布較為密集，供水意義大。因此，較小的圓滑系數(shù)能夠顯示出局部的小型構(gòu)造，對(duì)地下水的勘查工作具有指導(dǎo)意義。
　　⒊勘查效果
　　3.1音頻大地電磁法勘探結(jié)果
　　圖2為縣城東北向EH-4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)勘測(cè)剖面圖。其中a圖為南北向剖面，b為東西向剖面。由圖可以得出如下結(jié)論：

　　圖2臨猗縣城東北向EH-4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)勘測(cè)剖面圖
　　3.1.1地層界面的確定
　　南北向剖面在埋深250~420米之間，視電阻率值較高，可大于8歐姆米；東西向剖面在埋深400~420米之間，視電阻率大于10歐姆米，推斷兩剖面在420米以上為第四系地層，巖性以亞砂土、細(xì)中砂為主。南北剖面的250~420米至480米~620米之間視電阻率值較低，小于10歐姆米；東西向剖面埋深400~420米至510~530米之間視電阻率小于10歐姆米，反映該段地層巖性較細(xì)，推斷該地層為第三系泥巖。南北向剖面埋深480~620米和東西向剖面埋深510~530米以下，視電阻率開始抬升，視電阻率在10~50歐姆米，推斷該界面以下為灰?guī)r地層。
　　3.1.2構(gòu)造空間分布特征
　　南北向剖面的50~100米和東西向剖面的50~100米之間視電阻率等值線發(fā)生畸變，推斷兩處存在隱伏斷層。南北向剖面斷層南傾，傾角較大，北盤上升，南盤下降，兩盤埋深差異50~60米；東西向剖面斷層西傾，傾角相對(duì)較小，東盤上升，西盤下降，兩盤埋深差異為20~30米左右。
　　3.2井位確定、物探結(jié)果與鉆探結(jié)果對(duì)比
　　一般情況下，在兩條斷層交匯部位，破碎發(fā)育，富水性好，因此，該區(qū)孔位選擇在東西剖面與南北剖面交匯的西北角上，約為南北剖面100米處的西側(cè)。其鉆探結(jié)果在530米左右遇見斷層，其出水量1279.2m3/日，水溫61°C。揭穿地層與物探推斷結(jié)果對(duì)比為：
　　鉆探揭露地層與物探推斷結(jié)果對(duì)比表

　　由表可見，物探推斷結(jié)果與鉆探結(jié)果一致性很好，反映音頻大地電磁法在該工作區(qū)地?zé)峥辈榈挠行浴?br /> 　　⒋結(jié)束語
　　國(guó)內(nèi)外大量工作成果表明，應(yīng)用電法勘探地?zé)豳Y源是有效的，音頻大地電磁測(cè)深法在地?zé)峥辈橹械膽?yīng)用屬于新技術(shù)的探討性應(yīng)用。通過在山西臨猗地?zé)釁^(qū)的應(yīng)用，其效果十分明顯，這種方法不但可以勘查構(gòu)造破碎帶的空間分布特征，而且也可以對(duì)賦存地下熱水有前景的地段提出有價(jià)值的資料，是一種應(yīng)用前景十分巨大的新技術(shù)方法。但是，目前對(duì)水量和水溫尚不易判斷，需要結(jié)合其它方法予以解決。
　　值得指出的是，根據(jù)物探異常布置勘探地，必須密切結(jié)合地質(zhì)情況，對(duì)異常進(jìn)行深入的研究，才有可能使鉆孔布置的更加合理。
　　用于地?zé)豳Y源的勘查是十分有效的，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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