云南省迪庆香格里拉盆地地热资源勘查Word文档格式.docx

1、区内岩石仅局部具较轻微的变质,主要分布于F3断裂以东的上三叠统,原岩结构构造保存完好。图1香格里拉地区地质构造图Fig.1MapshowingthegeologicalstructureinXianggelilaarea1.第四系;2.始新统;3.上三叠统图姆沟组;4.上三叠统哈工组;5.上三叠统王吃卡组;6.中三叠统洁地组;7.下三叠统布伦组;8.二叠系-三叠系;9.下二叠统冰峰组;10.上石炭统顶坡组;11.下石炭统大羊场组;12.印支期石英闪长玢岩;13.印支期石英二长斑岩;14.喜马拉雅期正长岩;15.实测断层及产状;16.推测断层;17.推测隐伏断层;18.卫片解译隐伏断层;19.角

2、度不整合界线;20.灰岩（透镜）体;21.沉积混杂岩块;22.上升泉（热泉）及编号;23.下降泉及编号;24.自流钻孔;25.落水洞;26.地下水流向;27.磁测剖面;28.大地电磁测深剖面及测点;29.超长电磁波探测点;30.预测靶区区内火山岩和侵入岩均有出露,主要分布于F3断裂以东。火山活动主要发生于早三叠世和晚三叠世,前者以基性火山岩喷发为主,后者以中酸性火山岩喷发为特征。侵入活动以印支期的石英闪长玢岩（To）、石英二长斑岩（To）为代表,少量石英二长岩和喜马拉雅期的正长岩（6）,总体岩浆活动较频繁。断裂构造十分发育,以北西向中甸断裂（F1）、北北西向阿热格咱河断裂（F3）为主干,另外,

3、尚发育一些形成时间稍晚但活动强烈的北东、东西向断裂。沿F3断裂有天生桥温泉、阿热热泉出露。本区多组断裂相交切,新构造活动强烈,又有一定规模的热泉,除天生桥、阿热热泉出露外,研究区北48km有尼西上桥头温泉群,南25km有小中甸温泉。可见研究区及其附近具有形成热储、地热的根本条件,值得进一步深入开展工作。香格里拉盆地为一高山区断陷溶蚀盆地,水文地质单元处在金沙江河谷左岸斜坡区域径流带上。地下水类型主要有松散层孔隙水、碎屑岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水三类。就浅循环地下冷水而言,以岩溶水为主,循环强烈,掩盖了地表热显示,仅靠地质分析难于确定地热异常区（带）。盆地周围海拔30003300m以上的各级剥

4、夷面、分水岭部位,不同程度发育溶蚀洼地、漏斗、落水洞,构成岩溶水的补给径流区。由于岩溶垂向发育速度落后于区域地壳抬升和河流下切速度,以及受含水层下伏隔水层的阻隔,在盆地底部周边、谷地、台地后缘等地形、地貌有利的部位出露了数量众多的岩溶泉点,泉点高程多为32704040m,泉水根本向香格里拉盆地排泄,并汇入盆地地表水体中。因此,盆地成为周边浅循环地下水排泄基准。浅循环水存在三个层次的地下水排泄带,第一带海拔34002240m;第二带海拔40003800m,泉流量小;第三带海拔27502240m,以香格里拉县城西侧20km的吉仁及北西17km处金沙江边的汤满巨泉为代表。区内岩溶水补给来源有大气降水

5、渗入补给和裂隙水渗入补给两种方式,并以沿岩溶管道快速径流为主,次为沿深大断裂的破碎带向深部径流,参与循环。岩溶水排泄方式以泉为主,其次通过透水边界或以越流方式补给孔隙含水层。由于有大量的地表、地下水通过岩溶管道、断裂补给、径流、排泄或参与地下水深循环,地下水补给来源丰富,水交替循环极为强烈。3地球物理勘查成果由于研究区以往仅开展过中小比例尺的区域地质、物化探和局部水文地质工作,工作程度低。在综合分析研究了以往区域地质、物化探成果及新补充的1:5万区域地质、地热水文地质调查后,选择了地热、地质条件较好的盆地东北部为重点工作区,部署了超长电磁波探测、大地电磁测深、高精度磁测剖面（图1）。目的是探查

6、工作区地层结构、隐伏岩体及构造分布情况,推断含水层组富水性。2.1超长电磁波探测 该技术是一种低投入、高效益的新型便携式的资源探测技术,利用高灵敏度高精度的传感器接收来自地下天然场源的超长电磁波,经过信号放大器,进入数据采集系统,根据频率深度转换公式,立即可得到初步探测结果,即超长电磁波频谱曲线。不同岩性地层,具有不同的物理性质（密度、速度、电导率和导磁率等）,从而形成不同的波阻抗界面。接收并研究不同波阻抗界面的反射电磁波,可以得到地层导电、导磁率随深度变化的信息。研究说明2,岩石物性特征变化是引起曲线特征变化的主要因素。岩石的致密与疏松、富水性的强弱,都会引起曲线特征一系列的相应变化。通常岩

7、石越致密、完整,成岩及胶结程度越高,富水性越差,相应超长波曲线的幅值、变化幅度、基值越小,均匀度和平稳度越好;相反,岩石越松散、柔软、破碎,成岩和胶结程度越低,富水性越强,超长波曲线的幅值、变化幅度、基值越大,均匀度和平稳度越差。研究区共部署了超长电磁波探测点31点（参见图1）,最长控制剖面19km（东西向）。由于区内研究程度低,首次开展超长电磁波探测,又无深井资料进行标定,对电磁波能量曲线解释带来了较大难度,因此在岩体及灰岩出露区布置了2个探测点作为标定试验点。分析研究各测点曲线特征,结合区内地层、岩性,总结归纳出了6种频谱曲线分层（图2）:A层:总体表现为较低振幅间夹中、高幅异常特征,基值

8、低。频谱曲线的均匀性和平稳性差。分布于全区各测点中。B层:表现为中高振幅特征,波形较活泼,基值中等。频谱曲线的均匀性中等,平稳性较差,幅值变化较大。C层:表现为高极高的振幅特征,波形活泼,基值高。频谱曲线的均匀性和平稳性好。D层:表现为较低的振幅特征,基值低。频谱曲线的均匀性中等,平稳性较差。981图2香格里拉地区超长电磁波探测电磁频谱曲线响应特征Fig.2Electromagneticfrequencyresponsecurveofultra-longwaveinXianggelilaareaE层:以较高的振幅递变为较低振幅特征,波形较活泼,基值较高。频谱曲线的均匀性和平稳性较差。主要分布于

9、县城东部22、14、15、8、8j、5j、b2号点,西侧只有11号点出现。F层:表现为弱振幅或无反射的波形特征,基值低。没有明显界面。根据研究区试验点及以往的解译经验,总结归纳了以下5种岩性及含水层电磁频谱曲线响应特征:（1）第四系砂泥岩、砾石堆积及基岩风化壳。砂、砾岩电阻率较高,粘土及局部富水段电阻率较低。电磁频谱曲线表现为A层特征,即基值低,变化幅度不大,间夹有中、高振幅的响应特征。（2）富含水碳酸盐岩。完整碳酸盐岩电阻率较高,但于构造活动区,溶孔发育,富含水性,电阻率较低。电磁频谱曲线表现为C、E层特征,基值高、变化幅度大、波形十分活泼的高振幅响应特征。（3）泥（页）岩和粉砂质泥岩。泥质

10、岩类电阻率较低,但其胶结程度较高,富水性差,电磁频谱曲线表现为B层特征,即基值中等、变化幅度不大的中高振幅响应特征。（4）砂岩和泥质砂岩。电阻率较高,含水性差。电磁频谱曲线表现为D层特征,即基值低,变化幅度小,低振幅或弱反射的响应特征。（5）石英二长斑岩。电阻率较高,从露头标定点实测曲线得出,浅部370m以内,电磁频谱曲线表现为AB层特征,即基值较低,变化幅度较小,为低中振幅的响应特征。通过对香格里拉盆地的全面调查,在盆地中没有发现可直接供县城区开发利用的温（热）泉出露。而由于深覆盖和埋藏的断裂带型热储钻探到其热流管隙的成功率极低,因此,为满足县城供热的需求,在盆地内寻找地热钻探靶区的工作主要

11、针对适宜于钻井开采的深埋藏层控型热储。所以探测目的层为深部断裂带影响的破碎碳酸盐岩岩溶裂隙富含水段,其电磁频谱曲线表现为基值高、变化幅度大、波形十分活泼的高振幅响应特征,即E层段。超长电磁波的探测结果,全区超长电磁波曲线特征可分为二类。一类频谱曲线为5层结构缺失E层,主要分布于虎皮山F5号断裂以西及赤卡以东地区,二类频谱曲线为6层结构,主要分布于虎皮山至赤卡之间,于1900m深度存在厚度不等的E层曲线。赤卡一带,埋深10001800m为一套含水碳酸盐岩层组,由于埋深浅,东西连通,封闭性差,不是寻找地下热水的有利地段,而虎皮山至赤卡之间,深度19002600m范围内存在第二层含水碳酸盐岩层组,周

12、边地层封闭性好,有断裂构造存在,应是理想的热储位置,因此推测虎皮山央谷是达地区可能是存在富含热水的碳酸盐岩层段（图3）。图3香格里拉地区超长电磁波探测E2线地质解译推断剖面图Fig.3GeologicexplanationinferE2sectionofultra-longelectromagneticwavesoundinginXianggelilaarea1.松散层孔隙含水层组;2.碎屑岩相对隔水层组;3.碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组;4.石英二长斑岩;5.超长电磁波探测点;6.断裂及编号。2.2大地电磁测深（MT） 大地电磁测深是利用天然电磁场作为场源的一种地球物理方法。其原理是在某个观测点

13、上3,4,测量由天然场源产生的电场（Ex、Ey）和磁场（Hx、Hy、Hz）分量,同一频率的电场对磁场的比值（E/H）称为阻抗,该阻抗是介质电性的函数。而电场、磁场的穿透深度伴随频率变化,频率和穿透深度成反比关系。因而通过单个测点上测量不同频率阻抗的振幅和相位,可了解不同深度介质电性的分布特征。探测工作主要布置于超长电磁波的异常区,实施了3条测深剖面（参见图1）,总长12km,点距500m,测点27个。全区采用标准四分量观测,每个测点记录了两条曲线,分别为电场极化和磁场极化的视电阻率曲线（图4）。3条剖面27个测点的曲线类型非常复杂,连续性较差,说明测区构造较复杂。测点曲线类型以KHK为主,次为

14、KHKHK、AK等类型。大局部原始曲线于中高频段开始别离,说明中层电性极化一维性不好,说明地下中浅层电性层的沉积成层性差。局部测点曲线反复交叉,说明测点位于复杂断裂带上。根据前人岩石物性实测结果5,沉积岩电阻率较低、变质岩较高、岩浆岩最高（表1）。考虑到香格里拉地区地层岩石的组成,根据通常的岩石物性测量的统计特征,认为该区的岩石电性的特征是:新生界的第四系、第三系由于岩性相同,因而电性上难以区分,电阻率常在100m以内;三叠系以下地层为砂泥岩、灰191图4香格里拉地区大地电磁测深（MT）AA线视电阻率曲线图Fig.4Mapshowingapparentresistivitycurveofmag

15、netotelluricsounding（MT）inXianggelilaarea1.电场极化视电阻率曲线;2.磁场极化视电阻率曲线;3.测点号;4.视电阻率（单位:m）;5.周期（单位:s）岩,据相邻的中甸拉巴地区物性实测结果,砂泥岩视电阻率100500m,灰岩、白云岩视电阻率3006000m。根据邻区及本区电性测定结果,从找水目的出发,含水破碎灰岩与完整灰岩之间存在明显电性差异,含水破碎灰岩电阻率较低,在100200m间,完整灰岩电阻率较高,在300m以上;侵入岩电阻率最高,大于1000m。表1香格里拉地区岩石电阻率参数统计表Tab.1Statisticaltableforrockresi

16、stivityparameterinXianggelilaarea岩石名称电阻率（m）含砾砂岩、砂岩、粘土层40100泥质灰岩300800破碎含水灰岩120180（最低65）含砾砂粘土*40100*砂粘土夹砂砾石层50150*含水破碎灰岩*120180*完整灰岩*300800（最高达1560）*注:为云南省地矿局第二水文队实测,表中带*的为根据钻孔旁测深点统计。图5、6为B剖面实测结果,地表低阻层为新生界第四系、第三系,电阻率30100m,厚度230m左右。下伏中生界三叠系上统,电阻率较高,100300m,起伏层状分布,厚200500m。虎皮山以西,深度在600m以下的高阻层,推断为泥质灰岩或

17、完整灰岩,是较好的隔水层。布主吃谷与赤卡之间,深度800m以下为含水灰岩或破碎含水灰岩,是较好的含水层。赤卡以东,深度2km左右存在电阻率极低（s100m）的低阻体,向东未封闭,推断为热储之可能。在0304、0708、0809号点间为电阻率变化梯级带和上下电阻率交变带,推断存在较大规模的断层Fb1（与F2断裂对应）、Fb2、Fb3,切割了三叠系。根据3条大地电磁测深结果反演视电阻率断面,解译推断了破碎灰岩或含水破碎灰岩分布区,北侧米孤达一带、东侧布主吃谷以东及达拉一带是寻找富含水的碳酸盐岩层段的有利地区,其顶部埋深1600m左右。2.3地面高精度磁测 为了验证超长电磁波探测所反映出的频谱曲线高

18、幅值层是岩溶含水层,而不是别的高磁性岩体,以及进一步佐证勘探深度内的地质结构特征,全区布置高精度磁测剖面3条,总长28km,穿过了整个研究区（参见图1）。根据区内实测的355块标本统计,岩石磁性特征如表2。区内基性岩、中酸性岩均有较强的磁性,砂泥岩、灰岩为无磁性体。而下二叠统（P1b）中,砂泥岩夹有局部玄武岩,因此少量标本带有弱磁性。区内磁场特征总体由东向西逐渐降低（图7）,赤卡以东场值由20050nT,以西为050nT,至纳帕海一带磁场为平缓负磁场,幅值-300nT,到哈木谷以西,为正磁场,极值达80nT。阿热中酸性岩出露区,磁场表现为正磁场,场值较高,大于100nT,极值可达200nT,岩

19、体两侧边缘场值降低,岩体西侧F3断裂带出现负磁异常。据110万航磁资料,沿格咱河断裂（F3）带分布有次级圈闭的391表2香格里拉地区岩石磁参数统计表Tab.2StatisticaltablefortherockmagneticparameterinXianggelilaarea岩石名称标本数（块）磁化率（410-6SI）变化范围几何平均值剩磁Jr（10-3A/m）变化范围几何平均值备注细砂、粘土10193砂岩705.38761042020050有磁性标本占21%泥岩506.76.411灰岩1308.168.516基性岩（N）1048512129974003470578正长岩（）15438123

20、08634568125650石英二长斑岩（To）305010407735678768720有磁性标本占83%闪长岩（To）40131419707809050546有磁性标本占75%图7香格里拉地区物探方法综合剖面图Fig.7SyntheticprofilefromgeophysicalprospectingmethodinXianggelilaarea1.砂砾石层;2.粉砂质泥岩;3.泥岩;4.粉砂岩;5.砂岩;6.灰岩;7.安山质火山角砾岩;8.石英二长斑岩;9.闪长玢岩;10.安山岩;11.断层串珠状上下磁异常,推测为沿断裂分布的次级基性岩脉或蚀变带的反映,而地面磁测剖面正通过航磁次级低异

21、常。猪场赤卡一带,磁场表现为正缓场,幅值为50100nT,具有侵入岩的磁性特征。结合区域重力资料,该区为重力负异常带,负值中心位于猪场,推测应为隐伏中酸性岩体的反映。香格里拉县城赤卡一带,主要为弱正磁场,磁场幅值不大,小于50nT,不具侵入岩体的磁场特征,为沉积岩区的磁场,推测区内无隐伏岩体。但磁场相对起伏变化较大,形成了一些局部高磁异常,特别是沿隐伏断裂及断裂交汇处,3条剖面磁场均有强度50nT左右的跃变,较好地反映了该区断裂构造的复杂性。香格里拉县城以西纳帕海一带,以弱负磁场为主,为典型的沉积岩区磁场特征。哈木谷以西,为弱正磁场,幅值为2080nT,弱磁异常主要是下二叠统（P1b）中的局部

22、玄武岩引起,与重力资料比照,不具明显的隐伏岩体特征。3讨论与结论根据研究区的地质、物化探特征,迪庆州委达拉地区,是北西向断裂与北东、东西向隐伏断裂的交汇处,地质构造非常复杂,由电磁测深工作成果也得到证实。高精度磁测成果认为该区不存在隐伏岩体,因此寻找热储目标的重点应为受断裂影响的深埋藏碳酸盐岩储热储水层。超长电磁波测深频谱曲线共有6种类型,其中含水碳酸盐岩目标层表现为E层特征,即较高振幅、基值高、波形活泼、变化幅度大。虎皮山赤卡之间频谱曲线为6层结构,于1900m深度存在厚度不等的E层高振幅响应,应为含水层曲线特征,推断是达三村一带,深度19002600m为富含水的碳酸盐岩层段。大地电磁测深工

23、作成果推测达拉赤卡一带,深度约1200m下的低阻层为含水碳酸盐岩层。两种方法推断靶区不完全吻合。通过比照本区两种方法的试验结果,认为超长电磁波测深方法对地下中、深局部层较为合理。但由于无深井标定,对于高反射能量曲线的解释存在多解性,可以是含水层、碳酸盐岩富含水段引起,也可能是太阳风变化、人工电场等电磁干扰的影响;大地电磁测深（MT）方法,对中、浅部的分层较合理,但深部600800m以下垂向无电性差异,成层性差,不符合正常地质特征,因此,中、深部资料只能参考。综合超长电磁波测深、大地电磁测深及高精度磁测成果,结合区内水文地质特征,分析认为香格里拉县地热勘查靶区应在三村达拉一带,推测深部富含水层深

24、19002600m,厚度约700m。云南省迪庆香格里拉盆地地热资源勘查物探方法的应用李丽辉$云南省地质调查院!云南昆明650011 王宇$云南省地质调查院!云南昆明650011香格里拉盆地;地热资源勘查;物探方法香格里拉盆地地处滇藏地热带,具有形成热储、地热的根本条件。通过该区区域地质、物化探资料的分析研究,选择了盆地东北部为重点工作区,部署了超长电磁波探测、大地电磁测深、高精度磁测。初步查明了研究区寻找热储目标的重点应为受断裂影响的深埋藏碳酸盐岩储热储水层。总结出了香格里拉盆地6种类型的地频谱曲线,其中目标层含水碳酸盐岩反映为E层曲线特征:较高振幅、基值高、波形活泼、变化幅度大。含水破碎灰岩

25、电阻率100200m,与围岩存在明显电性差异。综合分析推测香格里拉县地热勘查靶区应在三村达拉一带,富含水层深度19002600m,厚度约700m。1云南省地质矿产局.1:5万中甸幅地质图说明书M.昆明:云南省地矿局,1998. 2朱谷昌,杨自安,等.遥感和物探新方法在宁夏南部地下水勘查中的应用J.严重缺水地区地下水勘查论文集,北京:地质出版社,2002,115-122. 3朴化荣.电磁测深法原理M.北京:地质出版社,1999:1-20. 4石昆法.控源音频大地电磁法理论与应用M.北京:科学出版社,1999. 5云南地质工程第二勘察院.云南省迪庆藏族自治州中甸县建塘镇地热地质工作报告M.昆明:云南省地矿局,1997:3-17.