湖北省?？悼h萬年山地?zé)豳Y源勘查

廣域電磁法不僅具有抗干擾能力強(qiáng)和勘探深度大的優(yōu)點(diǎn)，還具有對(duì)低阻體敏感的優(yōu)勢(shì)，是勘查地?zé)豳Y源的有效手段。將廣域電磁法應(yīng)用于湖北省保康縣萬年山地?zé)豳Y源勘查中，獲得了該地區(qū)深度為3km以淺的電阻率剖面， 結(jié)合地質(zhì)資料，推斷了6條斷裂構(gòu)造及其形態(tài)，在深部圈定了2處地?zé)峥辈橛欣麉^(qū)，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，揭露了2層熱儲(chǔ)，對(duì)萬年山地?zé)崽锏陌l(fā)育規(guī)律與成因機(jī)制的研究提供了重要依據(jù)，為今后在鄂西地區(qū)進(jìn)一步開展地?zé)豳Y源勘查和研究起到較大的借鑒作用。

一、地質(zhì)地球物理概況及工作部署

勘查區(qū)地層屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)上揚(yáng)子地層分區(qū)之?？档貙有^(qū)，發(fā)育淺海、內(nèi)陸相碎屑巖、碳酸鹽巖類，出露地層主要有震旦系燈影組、寒武紀(jì)碎屑巖～碳酸鹽巖建造、奧陶紀(jì)碳酸鹽巖、志留紀(jì)細(xì)碎屑巖建造及第四系松散堆積物(圖1、表1)。

勘查區(qū)南西出露寒武～奧陶灰?guī)r、白云巖，巖層總體傾向北，早期受由北向南逆沖推覆擠壓作用，形成一系列近東西向的同斜倒轉(zhuǎn)褶皺和逆沖斷層(F1、F4、F6);  勘查區(qū)北東出露志留系頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖，脆性斷裂少發(fā)育，總體為一向斜構(gòu)造。后期受近南北向新華斷裂的影響發(fā)育北西向(F3)和北東向 (F2、F5)“X”共軛斷裂，切割近東西向斷層，稍晚于近東西向斷裂，以逆斷層性質(zhì)為主兼具走滑性質(zhì)(圖2)。其中F3斷裂規(guī)模最大、具多期性，為勘查區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)熱構(gòu)造。

從勘查區(qū)各類巖石電性特征來看(表1)，灰?guī)r、白云巖一般表現(xiàn)為明顯的高阻，一般在2000Ω .m以上；而粉砂巖、頁(yè)巖等為中低阻，一般在200-300Ω .m之間；第四系粘土及亞粘土等為明顯的低阻，一般小于100Ω .m。

從地層來看，震旦系燈影組地層以灰?guī)r、白云巖為主，總體呈高阻；寒武系中統(tǒng)、上統(tǒng)地層以白云巖為主，表現(xiàn)為中高阻-高阻。而寒武系下統(tǒng)石牌組、牛蹄塘組地層中的頁(yè)巖、粉砂巖為低阻-中低阻，可以作為與下伏震旦系地層分界的標(biāo)志層；奧陶系地層主要為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、 頁(yè)巖等，表現(xiàn)為中高阻；志留系地層主要為頁(yè)巖、粉砂巖等，表現(xiàn)為中低阻，羅惹坪組中所見的細(xì)晶灰?guī)r表現(xiàn)為中高阻。

另外，地?zé)嵯蛏蟼鬟f的不同巖性接觸帶及斷裂兩側(cè)裂隙發(fā)育地段，由于其巖石破碎、導(dǎo)水性較好，電阻率與完整圍巖差異較大，亦表現(xiàn)為低阻。

總的來看，勘查區(qū)各地層間有較大的物性差異，為采用廣域電磁法查明地層結(jié)構(gòu)和斷裂帶的空間分布特征提供了物性依據(jù)。

在工區(qū)共布設(shè)了3條剖面。測(cè)線場(chǎng)源布設(shè)如圖2所示， W1 線 、W2線共用一個(gè)場(chǎng)源，供電極AB 距為1.01km, 收發(fā)距 (r)W1 線為14.94km，W2線為16.13km。 最大供電電流100A。W3線場(chǎng)源供電極AB 距為1.55km,  收發(fā)距 r=12.62km,  最大供電電流42A。

二、廣域電磁法測(cè)量成果

工作區(qū)大致以F3斷裂為界，兩側(cè)地層電性差異較為明顯。 F3斷裂南西側(cè)志留系-奧陶系地層厚度約500～700m, 其位于F3 斷裂下盤，呈上升趨勢(shì)；F3斷裂北東側(cè)志留系-奧陶系地層厚度增加至1000m 以上，其位于F3斷裂上盤，整體呈下降趨勢(shì)。

根據(jù)廣域電磁法二維反演結(jié)果，結(jié)合地質(zhì)資料，建立了勘查區(qū)志留系、奧陶系、寒武系以及震旦系地層的電性層識(shí)別標(biāo)志 ( 圖 3 、表 2 ) , 推測(cè)了6條斷裂 ( 表 3 ) , 其中，F(xiàn)3 斷裂與地質(zhì)填圖成果吻合。

根據(jù)以往地質(zhì)資料，?？?漆家山斷裂 (F3) 為區(qū)內(nèi)最重要的構(gòu)造，其為右行走滑正斷層，斷裂走向北西，傾向北，傾角約77°，本次地?zé)峥辈槟繕?biāo)層位為震旦系燈影組含水層，在深部圈定了2處地?zé)峥辈橛欣麉^(qū)(Ⅰ、Ⅱ),2處有利區(qū)位于W3線5～180號(hào)測(cè)點(diǎn)之間，電性特征表現(xiàn)為大面積高阻背景下的相對(duì)低阻異常區(qū)。

三、鉆孔驗(yàn)證

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，最終在 W3 線85號(hào)測(cè)點(diǎn)附近布設(shè)了驗(yàn)證鉆 孔 ZK01 。鉆孔揭露地層與廣域電磁 法二維反演成果基本一致(圖4)。

地?zé)峋衣队袃蓪訜醿?chǔ)：

（1）寒武系婁山關(guān)組至天河板 組巖溶裂隙含水層

該熱儲(chǔ)層巖性主要為白云巖，熱儲(chǔ)埋深611m~1246.46m，厚度635.46m,  其上熱儲(chǔ)蓋層為志留-奧陶系頁(yè)巖、泥灰?guī)r等。該熱儲(chǔ)層800m-950m段井底溫度 40℃-41.5℃,為主要含水段，鉆遇 該段時(shí)，出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，為承壓含水層，水頭高出孔口30m, 井口涌水溫度34.2℃，涌水流量130 m3/d。采用套管封閉深度至634m后對(duì)該熱儲(chǔ)層進(jìn)行了試抽水，抽水時(shí)長(zhǎng)72.4h, 穩(wěn)定流量530m3/d,  穩(wěn) 定時(shí)段平均降深352.72m, 穩(wěn)定時(shí)段出水水溫40.4-41.2℃。地下熱水水化學(xué)類型為 SO4-Ca ·Mg，TDS值1410mg/L，pH為7.73。

（2）寒武系頂部牛蹄塘組巖溶裂隙含水層

該熱儲(chǔ)層巖性主要為深灰色-灰色白云質(zhì)灰?guī)r、淺灰-灰色微晶白云巖，熱儲(chǔ)埋深1376.36m-1562.26m，厚度186 .90m，其上熱儲(chǔ)蓋層為石牌組頁(yè)巖 、 粉砂巖 。該熱儲(chǔ)層1423.7m-1493.7m 段井底溫度 63.8℃~67.1℃,為主要含水段，鉆遇該段時(shí)，出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，為承壓含水層，水頭高出孔口105m,  井口涌水溫度52 .6℃,涌水流量507m3/d。對(duì)該上下兩層熱儲(chǔ)進(jìn)行混合抽水，最大降深抽水時(shí)長(zhǎng)80.4h, 穩(wěn)定流量 1229m3/d，穩(wěn)定時(shí)段平均降深302.26m，穩(wěn)定時(shí)段出水水溫58.0℃-58.8℃?；旌纤瘜W(xué)類型為 HCO3 · S04-Ca·Mg，TDS值485mg/L,pH為7.07。

四、結(jié)論

廣域電磁法為勘查區(qū)深部驗(yàn)證鉆孔布設(shè)提供了重要依據(jù)，對(duì)萬年山地?zé)崽锏陌l(fā)育規(guī)律與成因機(jī)制的研究具有重要意義，為今后在鄂西地區(qū)進(jìn)一步開展地?zé)豳Y源勘查和研究起到較大的借鑒作用。