| CSAMT和重力方法在狮子湖温泉深部地球物理勘查中的应用 |
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| 引用本文： | 柳建新,郭振威,郭荣文,童孝忠,佟铁钢.CSAMT和重力方法在狮子湖温泉深部地球物理勘查中的应用[J].地球物理学进展,2009,24(5):1868-1873. |
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| 作者姓名： | 柳建新 郭振威 郭荣文 童孝忠 佟铁钢 |
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| 作者单位： | 中南大学信息物理工程学院,长沙,410083;"有色资源与地质灾害探查"湖南省重点实验室,长沙,410083 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目 |
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| 摘 要： | 作为一种新型开发的绿色能源，地热资源被越来越多的人所重视.开采埋藏较深的地热资源风险大，因此开发前的地质和地球物理勘查是十分必要的.采用单一的地球物理方法勘探具有很大的风险，因此采用多种方法进行综合调查可以降低单一方法的风险，取得较好的效果.本文以狮子湖温泉为例，研究了地球物理方法在温泉勘探的应用.本次勘探采用可控源音频大地电磁法(CSAMT-Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics)和微重力测量，CSAMT是针对大地电磁测深法场源的随机性和信号微弱，提出的一种采用可以控制的人工场源改进方案.仪器采用美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ.该方法由人工向地下供入音频谐变电流建立电磁场,通过仪器在地面接收从地下反馈来的信息,根据不同时代、岩性地层电性特征达到勘查目的.为此我们在测区做了两条剖面，从CSAMT反演图推断,自上而下可分为3个电阻率层,该剖面视电阻率具有很好的层理特征，反映了厚大的中新生代地层（Edn、K）覆盖.剖面西部有明显的泥盆系地层（D）存在.根据视电阻率的变化特点，可以推断这条剖面的5条断层.在剖面中部距地表400～800米深处存在一明显低阻区，推测应为含水破碎带或低阻泥岩.对数据进行二维反演，可以清楚的看到利于储水的盆地构造.CSAMT方法受静态效应影响很大.静态效应位移可能是由地形和电阻率的浅部的横向变化引起的，既是不可避免的，也是不可预测的.因此对数据进行预处理是十分必要的.减少静态效应的影响办法有以下三种：（1）、对效应进行理论计算；（2）、采用空间滤波和相位积分等处理方法；（3）、使用独立的、无静态效应的测量方法.计算静态效应理论值在理论上是简捷的，但在实际的野外条件下，由于无法预测引起静态效应的物体的几何尺寸和电性参数，因此这种方法无法得到可靠的校正值.空间滤波处理是目前广泛采用的一类方法，Bostick（1986）提出了消除MT数据中静态效应的电磁列阵剖面法（EMAP）.EMAP法由于采用连续的剖面测量，可采用窗口可变的自适应空间滤波器-汉宁窗（Hanning window）或叫余弦钟形滤波器消除静态效应.但是这种方法提供了静态效应的要求的数据密度，这就增大了大量的额外测量，提高了获得数据的代价.因此，我们做重力勘探与CSAMT相对比.微重力测量使用美国产LCR-D型重力仪.实测的微重力异常是地下由浅到深各类地质体的物性差异在地面综合叠加的效应，其中包括界面起伏、岩性不均匀、地壳与壳下物质的厚度变化等诸多地质因素在内.实测的重力异常值经过固体潮改正、零点漂移改正、布格改正、正常场改正之后，得到改正后的重力异常值.从微重力反演结果看来，自西往东重力异常逐渐减小，程台阶下降趋势，并趋于平缓，验证了CSAMT的异常结果.从而弥补了CSAMT法的不足.通过这两种方法，我们大致查明了新生代红层盆地的产出形态.该红层盆地西侧边缘位于青山小学一带，自西往东变深；并反演计算出新生代红层与晚古生代泥盆系地层的分界面.深部地球物理勘探的方法有很多，各有各自的优缺点，我们不能从单一的一种方法得到的结论来判断地下地质构造.CSAMT法勘探深度大，但由于本身的物理特性，导致静态效应、近场效应等影响甚大.严重影响我们对地下地质目标体深度的判断，重力和CSAMT法的相互验证，很好的说明了多种地球物理方法综合测定的优势.
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| 关 键 词： | 可控源 重力 地热 温泉 |
| 收稿时间： | 2008-10-2 |
| 修稿时间： | 2008-12-15 |
Application of controlled source audiomagnetotelluric and gravity methods to surveys in the Lionlake hot spring geothermal area |
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| LIU Jian-xin,GUO Zhen-wei,GUO Rong-wen,TONG Xiao-zhong,TONG Tie-gang.Application of controlled source audiomagnetotelluric and gravity methods to surveys in the Lionlake hot spring geothermal area[J].Progress in Geophysics,2009,24(5):1868-1873. |
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| Authors: | LIU Jian-xin GUO Zhen-wei GUO Rong-wen TONG Xiao-zhong TONG Tie-gang |
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| Abstract: | Recently, as a clean energy source, geothermal resources are increasingly appreciated all over the world. The Lionlake hot spring is one of the most significantly indispensable geothermal areas in China. The remote reference CSAMT method and gravity method and robust technique were used in the field measurement and data processing. In general, the terrain of the Lionlake area is flat. Occasionally some small hills are preesent. CSAMT data and gravity data were obtained along two long profiles of 7km. In order to resolve questions concerning the formation of the Lionlake hot spring, a vector Controlled Source Audio Magnetotelluric (CSAMT) survey was conducted along the two profiles crossing the lionlake area. For additional control, gravity data were also collected along the CSAMT profiles and a regional line. The CSAMT data are of very high quality but are extremely complex reflecting the extensive folding and faulting of a complicated geological environment. Preliminary interpretation of the CSAMT data reveals the presence of a conductor (possibly a muskeg zone) at 400-800 m depth which overlies two distinct resistive bodies. The correlation of the structural information obtained from CSAMT and the compositional information provided by the gravity data suggests a much more complicated faultage history for the geothermal than that originally thought. |
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| Keywords: | CSAMT gravity geothermal hot spring |
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