遥感及电法综合方法在地热温泉勘查中的应用——以象山爵溪温泉为例

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[摘要] 爵溪温泉位于浙江省象山县象山半岛中部偏北，东临太平洋，区内地貌单元为沿海丘陵及岛屿。为了促进该区域旅游业高层次发展，查明该区域的地热资源现状并进行开发利用，首先采用遥感构造解译、综合地质测绘确定该区域断层的分布情况，在重点区段，进行可控源音频大地电磁法（CSAMT法）进一步查明了断层破碎带的倾向、埋深及含水性，从而确定了开发地热温泉的钻孔位置及深度，钻孔施工深度达到2606.18m，在1000m以下进入断裂构造破碎带，井温梯度出现突变点，出水量为20.2m3/h，井口水温为54℃。

[关键字]地质构造 遥感构造解译 大地电磁法 温泉

[中图分类号] P627 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-1-122-2

0引言

在地热温泉勘查中，主要目的是查找断层破碎带。遥感影像对地质构造解译具有独特的优势，其主要作用是分析解译勘查区可能存在的断层破碎带位置，圈定地球物理勘查的重点区域；地球物理勘查的主要作用是圈定含水破碎带和热储水的分布区域，确定开采地下热水的适宜位置。

爵溪温泉位于浙江省象山县象山半岛中部偏北，该区域无天然温泉或人工开发温泉，当地政府为提高区域旅游业层次，拟进行地热温泉开发。为了确定开采地热温泉的钻孔位置，采用了遥感构造分析与可控源音频大地电磁法（CASMT法）相结合的方法，以遥感构造解释成果图和实测视电阻率数据为基础，研究了该区地下热水分布特征，并取得了较好的成果。

1地质概况

1.1 地层

在研究区出露侏罗系上统西山头组（J3x）角砾玻屑熔结凝灰岩；第四系松散沉积物，岩性由粘性土、砂土及卵石等组成，主要分布在沟谷地带。

1.2 岩浆岩

在研究区岩浆岩主要为燕山期侵入的中-细粒钾长花岗岩（ξγ3（3） 5）及少量岩脉，呈椭圆形大面积分布，岩体相带相对清晰，岩体外缘有角岩化现象，边缘相呈细粒或斑状结构，内部相呈中粒或中细粒结构。

1.3 构造

研究区位于华南褶皱系中的浙东南褶皱带，即温州-临海拗陷中的黄岩-象山断拗的北部，位于温州～镇海大断裂东侧，泰顺～黄岩大断裂末端以北，在区域上无深大断裂通过。研究区主要发育北东向～北东东向断裂，北西向次级断裂多被北东向断裂切错，组成"多"字形构造格局。

1.4 水文地质

研究区地下水主要有两类，一为松散岩类孔隙水，含水层为第四系残坡积层，厚度0～5m，在井场山坡松散层与基岩面交界处有下降泉出露，水量小于0.1L/s较小，受大气降水影响。二为基岩裂隙水，根据测井及钻探资料，花岗岩地层局部裂隙较为发育，有较明显含水层段。

2 遥感构造解译

深层断裂构造在遥感图象上通常以色调（颜色）、岩性地层、地貌、水系、土壤、植被等解译标志的线性异常现象显示出来。经后期重新活动而穿透上覆盖层的大型深层断裂构造，在遥感图象上影象特征十分清晰，通常表现为具有一定宽度的色调异常[1]。通过对研究区进行遥感构造解译，研究区构造迹象主要由环形构造和线形构造，环形构造呈半圆形，为花岗岩体的侵入边界；线形构造为断裂构造，主要有北东向和北西向两组，北西向次级断裂多被北东向断裂切错，组成"多"字形构造格局。在现场地质调查中，遥感构造解译出的断层在地表大多有明显的构造迹象。对在勘探区内及周边的主要断裂依次进行编号，分别为F1～F6。

3 大地电磁法解译

根据构造解译成果，布置3条可控源音频大地电磁法（CSAMT法）测线，测线横穿F1～F6断裂，以探测断裂构造深部延伸情况。根据大地电磁法届时成果图，在1号测线中部有一明显的低阻异常区，由地表延伸至约2600m深度，呈80°角向东倾，在地表落在F1断裂带上；上部200～900m段电阻值1000～2000Ω，推测该段断层破碎带中裂隙发育程度低，在900～2600m段电阻值1000Ω之下，有多处电阻值小于500Ω，推测该段断层破碎带中裂隙发育程度较高，充水性较好。2号测线有三个低阻异常区，在地表对应的断裂构造分别为F1、F2、F3；3号测线有三个低阻异常区，在地表对应的断裂构造分别为F4、F5、F6，其中F5、F6对应低阻区异常区与地表连通，电阻值小于500Ω，推测这两个断裂构造宽度较大，充水性好。

4 综合分析及勘探成果

根据地质测绘、遥感构造解译及大地电磁法测量成果，该研究区存在断裂构造较多，重点分析F1～F6这6条断裂构造。F1断裂构造地表呈断续分布，遥感影像构造迹象明显，大地电磁法测量有两条测线控制，在解释成果图该断裂构造清晰，向南东微倾，下部低阻异常明显，上部电阻值较高，说明下部充水性好，是较理想地下热水储水构造；F2～F4断裂构造地表均呈断续分布，遥感影像构造迹象较明显，大地电磁法测量解释成果图该断裂构造较清晰，低阻异常明显，但低阻电阻值较高，说明断裂构造裂隙不是很发育，充水性差；F5、F6断裂构造地表断裂特征明显，在北东端被第四系覆盖，呈隐伏断裂构造，遥感影像构造迹象明显，大地电磁法测量解释成果图该断裂构造十分清晰，呈明显的低阻异常带，延伸深度达3000m，低阻带直达地表，说明断裂构造裂隙很发育，充水性好，与地表海水连通性好。

综合分析，F1断裂构造为本区理想地下热水储水构造，在F1断裂构造北东端南东侧布置钻孔，施工孔深2606.18m，所钻遇地层层序、含水裂隙埋深与综合勘探成果基本相符；测井解释的主要含水层段在1097.1～2411.8m，与地面物探1000～2500m为低阻带的解释十分吻合；据抽水试验，出水量为20.2m3/h，井口水温为54℃；根据水化学分析资料，为氟水和硅水的复合型温水谈温泉。

5 结论

通过该工程实例证明，遥感构造解译、现场地质调查、物探测量相结合的工作方法地质构造解释方面具有明显的优势，特别在地热温泉勘查的前期工作中起到重要的作用，从实测结果看，1.遥感解译对区域构造可明确的解译出来，为地质调查和物探测线布置提供依据；2.大地电磁测深表现为明显的低阻异常；3.经钻探孔验证低阻异常区为断裂破碎带，充水性好。该综合勘探方法值得在地热温泉勘查工作中推广。