(山東省地礦工程勘察院,山東 濟(jì)南 250014)
地?zé)嶙鳛樾屡d能源,具有清潔、環(huán)保、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。
地?zé)峥辈橐话銘?yīng)用地質(zhì)和物探方法。地質(zhì)方法研究區(qū)域問題,可看作“面”;研究“面”的目的是確定“線”,即構(gòu)造帶;在本例中,確定“線”的手段是聯(lián)合剖面法和CSAMT;由“線”定“點(diǎn)”是大極距電阻率測深[1]。因此,從工作方法層次,“面、線、點(diǎn)”可看作地質(zhì)方法→聯(lián)合剖面法和CSAMT→大極距電阻率測深[2]。
哲學(xué)上,點(diǎn)組成線,線組成面。物探勘查最終目的是確定地?zé)峋?,這就是“由面(工區(qū))到點(diǎn)(地?zé)峋钡倪^程。進(jìn)一步講,在確定地?zé)峋埃覀兺枰却_定大型斷裂、破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造帶,這些構(gòu)造帶就好比是“線”。因此,地?zé)峥辈榭梢钥醋鳌坝擅婕熬€,由線及點(diǎn)”的過程,從空間層次就是工區(qū)→構(gòu)造帶→地?zé)峋甗3]。
在空間及方法層次,其面、線、點(diǎn)的關(guān)系見下表,下文將主要從工作方法層次詳細(xì)展開地?zé)峥辈橹械拿婢€點(diǎn)關(guān)系:
表1 面、線、點(diǎn)關(guān)系一覽表
工區(qū)地層包括第四紀(jì)地層、中生代地層及古元古代地層,巖漿巖較發(fā)育,主要以侵入脈體或巖墻的形式出現(xiàn)。第四系主要巖性為亞黏土、砂土、礫砂,偶見礫石層;白堊系主要巖性為泥巖、頁巖,局部地區(qū)可見安山巖及火山角礫巖。古元古界地層主要由大理巖透輝巖及變粒巖組成。
工區(qū)位于典型的丘陵地區(qū),地勢起伏較大,整體趨勢略向南傾斜,第四系松散層有較大出露,面積在60﹪以上。北部補(bǔ)給區(qū)為山地,海拔較低,多在300m以下,呈北東走向。南側(cè)為陡崖子水庫,已幾近干涸。水庫以北有兩條河流,河中水量較少,滲流作用弱。工區(qū)屬溫帶海洋氣候,年平均降雨量794毫米。工區(qū)地下水含水巖組主要為第四系松散巖類孔隙水及花崗巖區(qū)裂隙水;孔隙水主要賦存于東南部部山前沖洪積平原、陡崖子水庫沖洪積扇地帶。在山前沖洪積平原區(qū)含水層巖性主要為黏性土、粉土、砂土、碎石土、半膠結(jié)砂礫石層等。
魯東地區(qū)位于歐亞板塊與太平洋板塊邊緣內(nèi)側(cè),該區(qū)屬于地殼穩(wěn)定緩慢隆起地段,地?zé)嵯到y(tǒng)屬中低溫深循環(huán)對(duì)流型。大地?zé)崃魇瞧渲饕獰嵩矗乇硭堑叵聼崴难a(bǔ)給水源,地下水通過發(fā)育在花崗巖和變質(zhì)巖中的斷層或斷裂破碎帶進(jìn)行下滲,在地質(zhì)動(dòng)力作用下完成深循環(huán)對(duì)流。地下水在深部的徑流過程中不斷吸取圍巖熱量,溫度緩慢提升,成為熱水,而后沿?cái)嗔褞н\(yùn)移,期間與地下圍巖、淺部裂隙水融合,成為化學(xué)成分各異、溫度高低不等的溫泉水。
工區(qū)巖性以石英二長巖為主,該巖石質(zhì)地緊密,風(fēng)化弱,因此斷裂構(gòu)造以剛性斷裂為主,斷裂性質(zhì)為張性斷裂,賦水類型多為裂隙水。
通過研究資料找到一條潛在構(gòu)造帶。其類型、產(chǎn)狀、規(guī)模不明朗,需要物探進(jìn)行確定。確定”線”的方法為聯(lián)合剖面法和CSAMT。
圖1 聯(lián)合剖面法L1、L2、L3線視電阻率曲線
工區(qū)內(nèi)共布設(shè)三條剖面線,點(diǎn)距40m,靠近交點(diǎn)處點(diǎn)距加密為20m。
若聯(lián)合剖面曲線的正交點(diǎn)兩支分離不大,在低阻交點(diǎn)處一般為斷裂帶富水構(gòu)造;如果、同步平行距離較大,而在2~3個(gè)測點(diǎn)上,雙支產(chǎn)生正反相交時(shí),稱為“麻花”低阻異常。這是由于地質(zhì)體的規(guī)模較小或埋藏較深時(shí),地電反映不甚明顯;如果、同步下降,到達(dá)某一極小值后,又同步上升,則形成“V”形曲線。這是斷層破碎帶規(guī)模較窄,是含水的反映。
由圖,L1與L2線曲線對(duì)應(yīng)較為一致。在同一水平位置,OA=300m時(shí)視電阻率值較OA=200m時(shí)要大,說明隨深度加大,視電阻率值升高,這與地質(zhì)情況相符。
L1線在剖面280m處,存在一正交點(diǎn),推斷此處為斷裂構(gòu)造的反應(yīng)。兩種極距下,交點(diǎn)連線近乎垂直,推測此處斷裂構(gòu)造傾角約為85度,傾向?yàn)镋S向。同理, L2線在剖面215m處,推斷為斷裂構(gòu)造傾角約為85度,傾向?yàn)镋S向。L3線不存在統(tǒng)一的正交點(diǎn),且兩條曲線較為接近,說明該區(qū)域巖性變化較為均勻,綜合分析此處為斷裂破碎區(qū)域。
圖2 CSAMT法視電阻率等值線斷面圖
如圖可見,從地表以下約300m深,巖層視電阻率一般幾百到1000Ω·m ;南側(cè)部分受松散沉積層影響,視電阻率值變大,達(dá)3000Ω·m以上。300m以下巖層,視電阻率一般大于2000Ω·m,右側(cè)電阻率略偏高,這說明區(qū)內(nèi)巖石電阻率差異較大。橫向上,等值線出現(xiàn)“臺(tái)階狀”或“U型”密集帶,且異常沿一定方向延伸,最深處達(dá)2000m,推斷為斷裂構(gòu)造的反應(yīng),構(gòu)造傾向?yàn)槟舷颍瑑A角約為70-80度。綜合分析C5線斷裂構(gòu)造較為理想。
大極距電阻率測深法:
圖3 大極距電阻率測深法視電阻率等值線斷面圖
工區(qū)多為裂隙水。因此,視電阻率值相比較低,在等值線斷面圖上,會(huì)形成高阻背景下的低阻條帶。
如圖,剖面位置、方向與C5線保持一致??梢钥闯鲈?00-1400m深度區(qū)域存在低值區(qū),向下延伸至1500m。橫向上,在250~400m區(qū)間,等值線出現(xiàn)“V型”密集帶,且異常沿一定方向延伸達(dá)2200m。推斷此處為較理想的斷裂構(gòu)造,傾角約為80度,見圖中白紅色虛線F1。
井位定在此圖175m處,深度2000m。鉆探結(jié)果:終孔深度1810m,72h后水溫47.6℃,出水量達(dá)90/h。
我們通過地質(zhì)、水文地質(zhì)、地?zé)岬燃夹g(shù)條件的分析,確定了工作重點(diǎn)區(qū)域,即“面”;通過物探方法-聯(lián)合剖面法、CSAMT,確定了隱伏構(gòu)造帶,即“線”;最后通過大極距電阻率測深確定了井位,即“點(diǎn)”;由鉆探結(jié)果來看,“由面及線,由線及點(diǎn)”的工作心得取得了良好的效果。
從哲學(xué)意義上講,工程應(yīng)用領(lǐng)域里幾乎都可以看到“面、線、點(diǎn)”的語言?!懊?、線、點(diǎn)”方法不僅簡化了工作流程,還讓我們更清晰的認(rèn)識(shí)到不同工作的目的所在,同時(shí)也增加了工程應(yīng)用的成功率,提高了工作效率。