可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部地热资源勘查中的应用

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CSAMT法在地热资源勘查中的应用

CSAMT法在地热资源勘查中的应用
21年 期 01 第6
誊 科技 媳晨
2 7
CA S MT法在 地 热 资 源勘 查 中的应 用
白锦 琳 王 ,
( . 东省 煤田地质局物探测量队, 1山 山东 泰安 摘 要
瑞 曾爱平 ,
2 12 ;. 工业 工程勘察 院, 70 12 核 河南 郑州 40 0 ) 5 0 2
岩) 古近系 ( 、 主要岩性 为紫红 色粘 土岩 、 砂岩 及砺岩 ) 及第四系地层 ( 主要 岩性 为粉 质粘 土 ) 。一般 地 层从
泥岩 、 粉砂 岩、 细砂 岩、 中砂 岩 、 粗砂 岩 、 岩到 灰岩其 砾 电阻率值逐渐 升高 , 区内地层 比较平 缓且地 层沉积 测
率来改变探测深度 , 达到频率测深的 目的。 野外 资 料 采 集 时 发 射 电偶 源 偶 极 距 A 采 用 B
C A T法是可控源音频大地电磁法的简称。该方法 SM 是上世纪八十年代末才兴起的一种地球物理勘探新技术 , 它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程 组导出了水平电 偶极源在地 面上的电场及磁场公 式。沿 方 向的电场 ( ) 与沿 Y 方向的磁场 ( )相 比, 经过一些简单运 毋 并
该 文简述 了 C A T 法( o t ld Suc u i Feu nyMantelr SM C nr l oreA d r e c geo l i 控源 音 频 大地 电磁 法)的概 念及 其理 论 依据 , 文 以 oe o q t u c可 本
C A T法在某地 区地热资源普查 中的应用 为例 , SM 分析 了 方法在查找地下断层 中的 良 效果。 该 好
下的视电阻率 P , 称卡尼 亚 电阻率。又根据 电磁 波 的
趋肤效应理论 , 出了趋肤深 度公 式 : 导

可控源音频大地电磁测深在地热资源中的应用

可控源音频大地电磁测深在地热资源中的应用

可控源音频大地电磁测深在地热资源中的应用可控源音频大地电磁测深在地热资源中的应用引言多年实践表明,地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源,其功能多,用途广。

地热资源的综合开发利用,在社会、经济和环境效益均很显著,在发展国民经济中已显示出越来越重要的作用。

一般来说地热资源埋藏深,开采风险大。

为了减少开采风险,提高效率,开发地热资源必须进行地质调查,地球物理勘查是地热资源勘查的重要方法之一。

随着地热资源开发的难度越来越大,深度也越来越深,这就要求我们寻找更有效方法。

我们通过CSAMT法在某地的深部地热勘查中取得较好的地质效果。

1 方法简介CSAMT法是上世纪八十年代兴起的一种物探方法。

该方法根据电磁感应的趋肤效应,高频的电磁场穿透深度浅、低频电磁穿透深度深的原因,随着频率的改变,探测深度也随之改变[1]。

从电磁波的趋肤效应理论分析可得到趋肤深度公式:H≈356■(1)式中:H为探测深度,?籽为电阻率,f为频率。

2 技术措施CSAMT法具有信噪比高,观测信号强,设备较为轻便,生产效率高等优点。

这符合我们进行地热勘查的要求。

本次工作所使用的V8型接收机系统出队前经过了认真检查,符合有关规定,均可在野外施工使用。

在野外数据采集前与外业工作结束后均按技术要求对设备进行了标定。

经检查,标定的相位谱和电阻率谱曲线规则、光滑,符合《CSAMT法技术规定》要求。

①供电系统:电源为30kega;,个别点位因地表条件较差,接地电阻在4000Ω左右,采集频率同发射频率。

主要采集技术参数为:每测点按设计工作频率表依次扫频观测,每个频率叠加次数按采集时间满足1分钟或叠加60次。

自动记录、存储。

③同步系统:发射与接收采用GPS卫星时间同步,精度为0.1ns。

④观测方式:CSAMT采用赤道偶极排列。

3 实例分析该工区平行布置了4条剖面,各剖面异常形态与电性结构具相似性。

4条剖面较好地反映了不同地电特征的岩性界面。

采用CSAMT法在地热勘查中的应用

采用CSAMT法在地热勘查中的应用

a n d F u j i a n H u a n g k e n g h o t s p i r n g . he T r e a s o n f o r h t e S u c c e s s o f i f n d i n g t h e s e t w o g e o t h e ma r l c h nn a e l s i n c l u d i n g h t e r e a s o n a b l e s u v r e y
Ab s t r a c t : T h e a p p l i c a t i o n e fe c t o f C S AMT i n t h e g e o he t r ma l s u r v e y i n g wa s s k e t c h e d b y t a k i n g t h e e x a mp l e o f J i a n g x i Fa s h u i h o t s p i r n g
l o c a t i o n o f v e r i f y i n g b o r e h o l e . T h e s e wo t e x a mp l e s ls a o s h o we d t h a t t h e a n o ma l y s h a p e o f t h e g e o t h e r ma l Wa s d i f e r e n t , b u t i t a l w a y s p r e s e n t e d a s l o w r e s i s t i v i t y no a ma l y , a n d i t s h o u l d b e e n l a r g e d nd a s  ̄e t c h e d b y t h e s t a t i c e f e c t .

可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部地热资源勘查中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部地热资源勘查中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部地热资源勘查中的应用摘要:地热资源勘查有很多常规方法,比如说高密度电法、联合剖面法等等,它们在某些地方受布极的限制束手无策,亦受到功率的限制在勘探深度上也不是很理想,这就在一些地热赋存较深的地方就无法使用常规方法探测到,本文通过列举应用CSAMT法在广东某度假村探测深部地热资源勘查的例子,实现了寻找深部地热资源的目的,进而更广泛的将CSAMT应用于地热资源勘查中。

关键词:CSAMT,电阻率,深部地热Abstract: There are many conventional methods for geothermal resource exploration, for example, high-density power law, the joint profile method, in some places by the cloth restrictions helpless, are also subject to power constraints in the exploration depth is not very satisfactory, whichwhere some of the ground heat occurrence deeper the conventional method to detect this article by List application CSAMT method in Guangdong a resort probe deep geothermal resources exploration of examples to achieve the purpose of looking for deep geothermal resources, and thus more widely the willthe CSAMT used in the exploration of geothermal resources.Key Words: CSAMT, resistivity, deep geothermal随着人们生活水平的不断提高,对地热资源的需求量越来越多,于是寻找地热资源已经成为公益性的项目,于是在部分城市或休闲度假区开展地热资源勘查显得尤为重要,开展城市地热资源勘查不仅有利于促进当地经济的良性发展,还有利于节约能源,构建良好的生存环境都有重要的意义。

CSAMT方法介绍及其在地热资源勘察中的应用

CSAMT方法介绍及其在地热资源勘察中的应用
深 观 测 。
4 C S A MT在地热勘探 中的应 用
4 . 1 C S A M T在地热勘察中的可行性探讨
现 实存 在的物 质均 具有 其特 有的地 球物 理特 性 。在 以
2 C S A M T野外工作 方法
CS AM T 采 用 的 是 人 工 源 大 地 音 频 电 磁 法 ,信 号 往工作 以及 前人 总结 的经验 中 ,非矿 岩体 呈高 阻特征 ,水
热勘 探 中越来越 体现其 对地热资 源勘探 的优越性 。
1 C S A M T工作基本原理
C S AMT 法是 通 过沿 一 定方 向 ( 设 为 X 方 向 )布 置
的接 地导 线 AB 向地 下供入 某一音 频f 的谐变 电流 I =1 0 e —
i Q・ m t( 角频率 Q・ m=2 丌 f ) ;在其 -N或 两侧 6 0 。张 角
反演处理
卵石为 主 。
4 . 3 物探测量剖面反演成果展 示
B 0 l 反演 c ^ M 反演
R R I 松弛 反演
其他 方法
从 图 3中我 们可 以看 出推 测寓 水 s l以 及推 测富 水
区 S 2与周 围的 高阻 岩体相 比均 呈明 的低 阻 反映 , 地 质勘查 等方 越弱 ,但 信 号衰 减 的也越 快 。 图 1为 C S AMT 野外 工 作
面 ,均取 得 了良好 的地 质效 果 。基于 “ 勘 探深 度大 、横 向 布置示 意 图。
分辨 率高 、视 电阻率 分辨能 力 强”等优 点 ,C S A MT 在地
3 C S A MT资料 处理 与反演
CS AMT 的 室 内处 理包 括资料 的预 处理 和数 据反演 。 资料 的预 处理 主要 包括 对野 外采集 数据 曲线 的 圆滑 、静 态 校 正 、近场校 正和 滤波 来保 证所 采集数 据 的真实 性和 合理 性 。数 据的 反演 主要是 根据 预处 理数据 来进 行一 维反演 和 二维反 演 ,并绘 制 出视 电阻率等 值线 图 ,根 据反 演结 果分

可控源音频大地电磁测深法在地热田勘探中的应用

可控源音频大地电磁测深法在地热田勘探中的应用

可控源音频大地电磁测深法在地热田勘探中的应用随着地热资源越来越广泛的应用,为了提高效率,减少投资风险,开发地热资源前必须进行地质调查。

可控源音频大地电磁法以其探测深度大、分辨能力高等特点广泛应用于地下水资源勘查等领域。

选择该物探方法,在广东某地的地热资源勘查中进行了实地勘查,探测结果得到初步验证,取得了较好的地质效果。

说明可控源音频大地电磁法用于地热资源勘查是行之有效的。

标签:可控源音频电磁勘探地热资源作为一种绿色、清洁的新型能源,与其他传统能源相比,地热资源具有易于开采,便于应用及无环境污染等许多优点,有着广泛的应用前景,并可取得良好的经济效益、社会效益和环境效益[1]。

本文结合广东省某地热田地热资源开发可行性勘查项目中开展的可控源音频大地电磁测深法(以下统称CSAMT)[2],对CSAMT方法在地热资源勘查中的效果作出初步探讨、同时对本方法在查找地质构造中的分析原则总结出几点想法。

1场地的地质概况1.1地质概况勘查区内地层较简单,由上至下分别为:第四系全新统冲洪积层(Q4alp)、第四系残积层(Qel)、燕山早期第三阶段侵入岩(γ52(3))。

区内第四系的地层深度不大于20m。

燕山早期第三階段侵入岩(γ52(3))岩性为中—粗粒黑云母花岗岩,岩石风化带裂隙较发育,但厚度较小;新鲜岩石坚硬、裂隙较发育,裂隙面见绿泥石化,局部区域轻微-中等硅化。

勘查区处于区域性北东向河源深大断裂南东侧。

区内主要为河源深大断裂带的次生断裂。

地质调查和地热钻探结果显示,断裂构造带内后期侵入岩脉较发育,其中主要有辉绿岩脉(βμ),其次为石英岩脉。

1.2 CSAMT方法的选择依据区内燕山期花岗岩为高阻岩石,表现为高阻电场特征(电阻率一般在1600Ω·m以上)。

勘查区内地下水水位浅、地下水储量丰富,因此构造带内因岩石破碎导致含水量远大于周边密实的燕山早期第三阶段侵入岩-花岗岩,在视电阻率曲线上很可能形成低阻带异常。

可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部找矿中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部找矿中的应用

可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部找矿中的应用作者:莫儒伟来源:《西部资源》2018年第01期摘要:可控源音频大地电磁法(CSAMT)为当今世界深部找矿最为主流的物探方法,它具有精度高、抗干扰能力强、探测深度大等优点。

本文以黑石岗外围铅锌多金属矿勘查区为例,探讨了如何运用可控源音频大地电磁法(CSAMT)对深部地质体进行分析,并找出成矿有利部位,为钻孔验证提供准确位置。

关键词:可控源音频大地电磁法;物探;深部找矿;黑石岗1.前言勘查区位于广东省阳春市区(春城镇)北偏东5°方向,直距10km,属陂面镇管辖,面积11.92km2。

项目前期进行了1:1万地质测量,1:1万高精度磁法测量等工作,但是由于该勘查区第四系分布范围广,厚度大,没有基岩露头,磁异常性质不明,高精度磁法测量受地表人文干扰影响强等因素影响,上述浅部地质工作未能获得理想成果。

综合类比勘查区与黑石岗硫铁矿矿区地质情况后,认为勘查区具备寻找接触交代型与热液充填型两种铅锌多金属矿床的条件,但可能成矿部位较黑石岗硫铁矿更深,因此改用可控源音频大地电磁法(CSAMT)对深部地质体进行分析,寻找深部隐伏岩体与灰岩接触带等找矿有利部位。

2.勘查区地质特征2.1地层工作区出露的地层主要有泥盆系桂头群、石炭系石磴子组、测水组和黄龙组以及大面积的第四系沉积物。

分述如下:(1)泥盆系杨溪组分布于工作区东北部蚕蛾岭:岩性为紫红色中厚层状中粗粒含砾石英砂岩、夹紫红色微薄层状千枚状泥岩。

石英砂岩中含砾约5%,砾径2cm左右,个别砾石超过4cm。

微薄层状千枚状泥岩厚度不大,通常不超过2m,砾石成分单一,基本都是石英砾。

(2)泥盆系老虎头组分布于工作区东北部蚕蛾岭:岩性为浅紫红色泥质粉砂岩、灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩、紫红色薄层状泥质粉砂岩、灰白色薄层状泥岩。

其中灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩中偶见含砾,砾石含量低、砾径小,通常不超过5mm。

可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用

可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用

SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯可控源音频大地电磁法在地热资源勘查中的应用蔡会梅(河北省煤田地质局第四地质队河北宣化075100)摘要:地热资源作为一种新型的清洁能源,被广泛应用于发电、供暖、农业、医疗等多种领域。

该文主要介绍采用可控源音频大地电磁法(CSAMT )对调查区内主要深大断裂进行测量,了解其赋存位置及断裂带特征,评价构造等因素与地热资源赋存的关系,分析成热地质条件,为后期开发利用地热能、圈定地热资源开采靶区、拟定地热井理想井位提供参考依据。

关键词:可控源音频大地电磁法(CSAMT )地热资源勘查深大断裂视电阻率中图分类号:P314文献标识码:A文章编号:1672-3791(2022)05(b)-0040-031背景和意义随着冬奥会的申办成功,张家口地区迎来跨越式发展的机遇,开发利用地热资源对推动当地可再生能源示范区建设具有重要意义。

为系统化研究确定冬奥会场馆及周边地区的地热资源开发前景,地质队在崇礼区冬奥会场馆及周边地区开展了地热资源调查。

2地质概况2.1地层调查区位于河北省张家口市境内,大部分属于崇礼区,小部分属于赤城县。

调查区及周边地区出露的地层主要有中太古界、古元古界、中元古界、中生界及新生界第四系。

2.2构造调查区位于中朝准地台燕山台褶带与冀北隆起带交界部位,祁吕系东翼反射弧北东东向构造带以西,属于阴山纬向构造带燕山段西部的一部分。

阴山纬向构造除受有南北方向的挤压外,还受到反时针向的力偶直线扭动,形成阴山纬向构造的派生产物—北西向构造。

调查区附近断裂构造按其走向主要可划分为3组。

2.2.1东西向断裂构造主要为横贯于调查区中部的尚义—平泉深大断裂,主要由密集、平行排列的高角度逆断层、傍侧逆掩断层和挤压破碎带组成。

受其构造应力影响,在断裂带两侧派生了一系列次级断裂,同时也控制了区内岩浆岩和矿产资源的分布。

2.2.2北西向断裂构造发育于调查区外西南部的牧场沟—谷嘴子、郭家窑—门头营及上欧阳村—西四道沟一带,规模大小不等,正断层、逆断层均有发育,与东西向断裂构造组成“入字型”构造形式。

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可控源音频大地电磁法(CSAMT)在深部地热资源勘查中的应用
摘要:地热资源勘查有很多常规方法,比如说高密度电法、联合剖面法等等,它们在某些地方受布极的限制束手无策,亦受到功率的限制在勘探深度上也不是很理想,这就在一些地热赋存较深的地方就无法使用常规方法探测到,本文通过列举应用CSAMT法在广东某度假村探测深部地热资源勘查的例子,实现了寻找深部地热资源的目的,进而更广泛的将CSAMT应用于地热资源勘查中。

关键词:CSAMT,电阻率,深部地热
Abstract: There are many conventional methods for geothermal resource exploration, for example, high-density power law, the joint profile method, in some places by the cloth restrictions helpless, are also subject to power constraints in the exploration depth is not very satisfactory, whichwhere some of the ground heat occurrence deeper the conventional method to detect this article by List application CSAMT method in Guangdong a resort probe deep geothermal resources exploration of examples to achieve the purpose of looking for deep geothermal resources, and thus more widely the willthe CSAMT used in the exploration of geothermal resources.
Key Words: CSAMT, resistivity, deep geothermal
随着人们生活水平的不断提高,对地热资源的需求量越来越多,于是寻找地热资源已经成为公益性的项目,于是在部分城市或休闲度假区开展地热资源勘查显得尤为重要,开展城市地热资源勘查不仅有利于促进当地经济的良性发展,还有利于节约能源,构建良好的生存环境都有重要的意义。

一、CSAMT方法简介
可控源音频大地电磁法(简称CSAMT法)是以有限长接地电偶极子为场源,在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场分量的一种电磁测深方法。

本次采用赤道偶极装置进行标量测量,同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy;然后利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算卡尼亚电阻率ρs;观测电场相位Ep和磁场相位Hp,用以计算阻抗相位差φ。

用卡尼亚电阻率和阻抗相位差联合反演计算反演电阻率,最后利用反演电阻率成图并进行地质解释。

CSAMT标量测量方式是用电偶极源供电,观测点位于电偶源中垂线两侧
各30度角组成的扇形区域内。

当接收点距发射偶极源足够远时(R>3δ,δ为趋肤深度),测点处电磁场近似于平面波,由于电磁波在地下传播时,其能量随传播距离的增加逐渐减弱,当电磁波振幅减小到地表振幅的1/e时,其传播的距离称为趋肤深度(δ),即电磁法理论勘探深度。

实际工作中,探测深度(d)和趋肤深度存在一定差距,这是因为探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深
度,其经验公式为:
为大地平均电阻率
为频率
由此可见探测深度与频率成反相关,我们可以通过改变发射频率来达到测深的目的。

在实际勘查中,由于发射功率总是有限的,要保证有足够的信噪比,收发距就不能太大。

这样往往不可能满足远区的条件,一部分频点可能处于过渡区。

这时就要进行过渡区改正。

在进行过渡区改正的前提下,要求Rmin>0.5δ。

二、广东某度假村应用CSAMT探测地下水实例
1、工区特征及以往工作
本区位于丘陵谷地,总体地势平坦。

丘陵多集中于北部,地势略向南倾斜,第四系松散层覆盖面积达60﹪以上,多分布在地热田南部。

北部丘陵多呈北东走向。

区内雨量充沛,河网发育。

地热田所在区域地下水主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水及隐伏型岩溶断裂水三大类。

丘陵区基岩裂隙水有埋深浅、迳流短、补给区与排泄区接近的特点,大多为浅循环,而热矿水为深循环。

一般浅循环地下水雨季水量大、旱季泉流量小,动态变化大,而深循环动态较稳定。

基岩裂隙水在侵蚀基准面以上地下迳流以泉水形式排泄,而由山区流入平原或山间盆地后,流速开始变幻,一部分补给第四系孔隙水,而另一部分成为隐伏基岩裂隙水。

本地热资源为水热型,根据前人资料及钻探资料,热储呈带状分布,受北东向构造控制,地面无热水出露,热水井水温44.0℃~48.0℃。

热水通过地下裂缝在深部压力的作用下往上渗透,热水会通过破碎带流向地表,于是找断裂构造带成为找热水的突破口,断裂构造带充水往往电阻率低于完整岩石的电阻率,这就具备应用CSAMT的前提。

图1该矿区2002年2线、4线、6线AMT法勘查电阻率断面图
图1是2002年该区2、4、6线AMT法勘查电阻率断面图,从图中可以看出,从地表以下至约200m深,岩层真电阻率一般在几十~几百;200m以下岩层真电阻率一般大于3000 ,右图电阻率略偏低,这说明区内岩石电阻率差异较大,而且从这三张图中可以看出在中间部位存在明显的电阻率低值区,向下延伸
约500~700m,这就是断裂构造引起的低阻异常,为CSAMT法提供了前提条件。

2、CSAMT试验工作
本次物探工作使用美国Zonge公司生产的GDP-32II多功能电法仪,发射功率30kW,发射频率从8192Hz依2n往下递减,采集数据时最低频点为1Hz,收发距为10km,可满足各项要求,其反演电阻率等值线拟断面图见图2。

图2CSAMT试验综合解释成果图
图上显示电阻率总体以中低阻为主,两个条带状低阻异常中心分别与地质上钻探已控制的F2、F3断裂面基本对应,推断这两个低阻异常为F2、F3断裂面岩石破碎充水引起。

同时,在两条断裂交汇部位,岩石破碎程度高,富含热水导致电阻率等值线下凹。

图中zk3钻孔在F2与F3断裂交汇处967m~1600m深见热水,流量60.3m3/d,物探推断与钻孔控制情况吻合。

三、结束语
通过以上实例说明CSAMT在寻找深部地热资源方面发挥了它的勘探深度大、信噪比高等优点,弥补了常规找水方法的不足,具备以下优点:
1、勘探深度大,一般可达1~2km。

2、工作效率高,特别是对勘探深度大且进行面积性的勘查工作时更为明显,一般是常规电法勘探的3~5倍。

3、横向分辨率可根据探测对象选择不同的测量偶极。

4、地形影响小,当常规方法不能布极时CSAMT更显现出它的优势。

5、对高阻屏蔽作用小。

参考文献:
[1]何继善.可控源音频大地电磁法[M].长沙:中南工业大学出版社,1990.
[2]石昆法.可控源音频大地电磁法理论与研究[M].北京:科学出版社,1999.。

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