重力勘探方法在抚顺某地区地热勘查项目中的研究

周为

摘 要：重力勘探是以不同岩石的密度差为基础的地球物理勘察手段，它通过对地层重力场的观测和研究，来查明地质构造。地热资源与地质构造关系非常密切。通过重力测量圈定异常范围，查明河谷区构造及深部构造在浅部的反映，解决构造异常分布的基本特征和区内地层的主要分布规律，为深部工程验证提供设计依据。阐述了辽宁抚顺地区地热勘查中的重力工作的应用效果。

关键词：地热勘查；重力；应用研究

地热能的开发是全球经济、能源、环境可持续发展的重要组成部分。利用地热开发旅游早已成为重要方向，世界许多国家的温泉区，地热旅游资源丰富。20世纪80年代以来，中国各地利用地热医疗与景观资源优势，大力发展地热旅游业已取得长足进展。

为了研究重力勘探在地热勘察中的应用效果，在抚顺地区开展了一系列重力勘查工作。

1 重力物探方法简介

重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常﹐以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状，从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。它是深部矿产勘探的主要技术。近年来物探技术飞速发展，新兴技术不断涌现，为深部地热勘探提供了技术前提。

2 地热地质条件

勘察区位于浑河断裂带内。浑河断裂带对辽宁地区地质发展史具有重要的控制作用。新近纪以来浑河断裂仍有活动，主要表现在火山喷发和差异升降运动及弱震，有的地方发现有热泉。在清原草市、南山城包括本工作区一带新近系上新统橄榄玄武岩分布，厚20m左右，为本工作区地热源提供了物质来源和客观存在条件。

通过所述，认为该区内地下深部构造裂隙较为发育，且构造裂隙含水性较好，有热源地质体的客观存在和地表地温异常的存在，对地下热水的形成极为有利。

3 勘查区地球物理特征

断层两侧的岩层发生明显的垂直位移或水平错动，并具有明显的密度差异时，利用重力资料确定断层位置、走向和长度等具有良好的地质效果。

勘查区主要岩性为：白垩系砂砾岩、侏罗系页岩、石棚子岩组闪长岩、红石砬子花岗岩及片麻岩、闪长岩等，标本密度参数测定结果显示，测区砾岩、砂岩、页岩密度在2.1克/厘米3左右，与其他岩性之间密度相差0.4-0.5克/厘米3，这为重力方法划分岩性分界带及构造断裂提供了可行性。

4 重力工作方法实验

野外数据采集使用美国Scintrex公司生产的CG-5自动读数重力仪，观测参数为相对重力值（gal）。工作前对仪器进行了下列试验：

（1）静态试验；（2）动态试验；（3）一致性试验；（4）格值和比例因子标定。

5 测量数据处理及整理

测点的重力值计算经过固体潮改正和混合零点位移改正。固体潮计算以工区中心作为固体潮计算点，由CG5重力仪自动完成。近区和中远区地形改正应用rgis2006重力处理系统，来进行改正。

6 断裂带推断解释

从图1等值线中可以看出，测区中重力区域背景场形态变化相对简单，重力数值高、低分带明显，测区中部重力值较低，测区上半部分与下半部分重力值相对较高，同一岩性内重力值高低的不同是由于各岩性的成分细微差异导致的密度差异，以及断裂带周围岩石挤压破碎影响岩石密度组成所造成。各异常高值区之间布格重力异常值大小相当，均在20-30mgal之间，各低值区之间布格重力异常值大小也无明显变化，均在10-20mgal之间，场值变化幅值在20mgal左右，测区砾岩、砂岩、页岩密度在2.1克/厘米3左右，与其他岩性之间密度相差0.4-0.5克/厘米3，所以在等值线图上可以看出明显的分界带。布格重力异常总体轮廓与测区内地形呈镜像关系，这是地壳现代均衡理论的表现，反映了地壳莫霍界面变化总体趋势。

勘查区内重力梯度带比较发育，经过数据网格化和插值以后，等值线图异常总体延伸和连续性较好，其展布方向主要为北东走向；以北东向为主的重力等值线和异常轴向是该区重力图的主要特征，这与区域重力场走向吻合，为测区内的主要构造框架。

图1辽宁省抚顺某地区地热普查布格重力异常数据等值线平面图（缩略图）

应用物探成果资料推断断裂、破碎带，重力是以相应重力值变化规律为基础，结合已知的地质资料进行推断。一般情况下，断裂构造在重力测量中表现为沿断裂带分布的一系列呈线状本行排列的等值线密集带或等值线同形扭曲带，前者多反映为垂向断裂或张性断裂，而后者则表现为平移断裂或压扭性断裂。本区结合图1及地表地貌特征推断以下3条断裂构造

断裂构造WF1：北东走向，长7100m余米。

断裂构造WF2：北东走向，长8600m余米。

断裂构造WF3：北西走向，长5600m余米。

7 结论

重力测量在本区应用效果较好，对断裂范围的圈定反应较好，高低值异常区的圈定为钻孔布设工作提供了依据。结合地质资料，在断裂区布设并完成了ZK48-1号钻孔中，该孔出水量为1000立方米/天，水温为68度，符合地热温泉的标准，这证明重力方法在该地区的地热勘查中取得了很好的效果。

8 建议

重力勘探方法在有些时候，会因地形和环境因素影响存在局限性，工作中若采用综合物探方法，结合地质和化探资料，综合判断断裂构造具体位置会取得良好的应用效果。■

参考文献

[1]曾华霖.重力场与重力勘探[M].北京：地质出版社，2005，6.

[2]张胜业，潘玉玲.应用地球物理[M].北京：地质出版社，2000，12.

[3]刘天佑.应用地球物理数据采集与处理[M].武汉：中国地质大学出版社，2004，6.