物探在共和盆地干熱巖勘查與開發(fā)中的應(yīng)用與成果

梁明星, 楊 毅, 劉東明, 歐 洋,蔣正中, 翟景紅, 王宇航

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，廊坊 065000；2.國(guó)家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程技術(shù)研究中心，廊坊 065000)

0 引言

2018年4月自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局將共和盆地干熱巖試驗(yàn)性勘查開發(fā)列入“科技攻堅(jiān)戰(zhàn)”。2019年3月自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,正式印發(fā)《青海共和盆地干熱巖勘查與試驗(yàn)性開發(fā)科技攻堅(jiān)戰(zhàn)實(shí)施方案》，實(shí)施共和盆地干熱巖勘查與開發(fā)成為自然資源部“三深一土”戰(zhàn)略的重要支撐[1-3]。2019年部署了“共和盆地恰卜恰干熱巖試驗(yàn)性開發(fā)與評(píng)價(jià)”二級(jí)項(xiàng)目，由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)中心牽頭，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所(物化探所)承擔(dān)預(yù)算分列項(xiàng)目。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)青海共和盆地干熱巖勘查與試驗(yàn)性開發(fā)科技攻堅(jiān)戰(zhàn)的重大決策部署，針對(duì)共和盆地深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及開發(fā)場(chǎng)地干熱巖儲(chǔ)層特征不清晰、耐高溫井溫測(cè)井儀器有待攻關(guān)、干熱巖測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待建立等問(wèn)題，開展了地球物理調(diào)查、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)編制等工作。

地面物探工作以寬頻大地電磁測(cè)深為主，面積性覆蓋整個(gè)共和盆地東部地區(qū)，建立了共和盆地三維電性結(jié)構(gòu)模型；開發(fā)場(chǎng)地測(cè)井工作以井溫測(cè)井和成像測(cè)井為主，結(jié)合工程綜合測(cè)井資料，評(píng)價(jià)開發(fā)場(chǎng)地地溫場(chǎng)和干熱巖儲(chǔ)層特征。通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，基本查明巖石物性特征，建立了開發(fā)場(chǎng)地地層物性柱；評(píng)價(jià)了干熱巖儲(chǔ)層物性特征，支撐干熱巖開發(fā)試采；編制了基巖界面埋深等值線圖；基本查明共和盆地及周邊電性結(jié)構(gòu)與深部低阻體，刻畫了共和盆地?cái)嗔褞缀翁卣?、青藏高原東北緣縮短變形模式；圈定2處干熱巖有利區(qū)，構(gòu)建了共和盆地地?zé)岬刭|(zhì)模型。創(chuàng)新成果表達(dá)方式，積極轉(zhuǎn)化服務(wù)應(yīng)用，研發(fā)了耐高溫井溫測(cè)井儀器，編制了《干熱巖測(cè)井規(guī)范》。積極主動(dòng)為局屬單位、青海地方提供服務(wù)，先后十余次為局屬單位提供地球物理反演、解釋等成果資料，優(yōu)選地?zé)嵊欣麉^(qū)，為干熱巖井壓裂、射孔設(shè)計(jì)提出了合理建議。

1 工區(qū)概況

共和盆地地處西秦嶺、東昆侖、祁連、柴達(dá)木與歐龍布魯克等多個(gè)構(gòu)造帶或塊體交接轉(zhuǎn)換的重要結(jié)點(diǎn)地區(qū)，即秦祁昆接合部[4]。該接合部以大面積出露三疊系并發(fā)育中生代火山-巖漿活動(dòng)為典型特征。由于廣泛發(fā)育有早中三疊世隆務(wù)河組和中三疊世古浪堤組復(fù)理石沉積，以及新生代沉積地層，缺少基底巖系出露，使得在秦嶺造山帶與東昆侖造山帶之間形成了所謂的“共和缺口”。西秦嶺造山帶與松潘-甘孜地區(qū)一起構(gòu)成了中國(guó)大陸最大的構(gòu)造結(jié)，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜[5]。區(qū)域上，共和盆地所處的西秦嶺造山帶，北東以宗務(wù)隆山南緣-青海南山南緣斷裂為界，北為宗務(wù)隆-青海南山構(gòu)造帶；南西以東昆南斷裂為界，與東昆南縫合帶和巴顏喀拉-松潘造山帶相接；西以苦海-興海蛇綠混雜巖帶為界，與柴達(dá)木盆地東部構(gòu)造帶毗鄰[6]。青海共和盆地處于中東昆侖與西秦嶺造山帶的交接轉(zhuǎn)換部位，可進(jìn)一步劃分為塘格木坳陷、貴南坳陷、貴德坳陷、祁家隆起和黃河隆起5個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元[7]。調(diào)查區(qū)地層出露較全，從老到新有元古宙、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、古近-新近紀(jì)及第四紀(jì)地層[8]。

2 地球物理探測(cè)方法

在共和盆地恰卜恰開發(fā)場(chǎng)地，先后在干熱巖井中部署了高溫井溫測(cè)井和成像測(cè)井工作，其中成像測(cè)井包括超聲波成像測(cè)井和方位遠(yuǎn)探測(cè)聲波反射波測(cè)井；在共和盆地東部及外圍，部署了寬頻大地電磁測(cè)深工作(圖1)。

圖1 共和盆地干熱巖測(cè)井與三維大地電磁測(cè)量實(shí)際材料圖Fig.1 Actual material map of well logging and 3D magnetotelluric measurement in Gonghe basin

2.1 地球物理測(cè)井

在共和盆地共和縣恰卜恰開發(fā)場(chǎng)地部署干熱巖測(cè)井工作，主要目的是獲取測(cè)區(qū)完整地層物性參數(shù)，進(jìn)行測(cè)井響應(yīng)特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層劃分、儲(chǔ)層識(shí)別、地應(yīng)力分析、裂縫發(fā)育程度等研究[9]，結(jié)合鉆探、地面物探和地質(zhì)成果，評(píng)價(jià)測(cè)區(qū)地?zé)豳Y源潛力，分析干熱巖儲(chǔ)層特征，為干熱巖開發(fā)利用的工程實(shí)施提供依據(jù)。

在恰卜恰開發(fā)場(chǎng)地干熱巖探采井中部署井溫測(cè)井和成像測(cè)井工作，井溫測(cè)井采用300℃自主研發(fā)的存儲(chǔ)式井溫測(cè)井儀器(圖2)，包括自然伽馬、溫度、井液壓力3個(gè)參數(shù)，成像測(cè)井采用哈里伯頓的耐高溫超聲成像和遠(yuǎn)探測(cè)聲波儀器，包括自然伽馬、井斜、超聲波成像、方位遠(yuǎn)探測(cè)聲波反射波4個(gè)參數(shù)，主要目的是分析干熱巖儲(chǔ)層特征，解決巖性劃分、地層劃分、地溫評(píng)價(jià)、裂縫評(píng)價(jià)、地應(yīng)力評(píng)價(jià)等地質(zhì)問(wèn)題(圖3)。

圖2 存儲(chǔ)式溫度測(cè)井儀器Fig.2 Storage temperature well logging tool

圖3 干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)解釋系統(tǒng)軟件主界面Fig.3 Software main interface of logging evaluation and interpretation system for hot dry rock reservoirs

2.2 大地電磁測(cè)深

部署了寬頻大地電磁測(cè)深，建立測(cè)區(qū)及外圍主要構(gòu)造單元的二維電性結(jié)構(gòu)、以及共和盆地三維電性結(jié)構(gòu)，探測(cè)基巖界面及斷裂構(gòu)造展布。以沉積層與下伏侵入花崗巖地層之間明顯的電阻率差異為物性前提，結(jié)合區(qū)域重磁、鉆孔、測(cè)井、地震等資料，探測(cè)基巖界面、深部高導(dǎo)體等，分析研究共和盆地地?zé)岬刭|(zhì)條件。

采用CG公司的Aether大地電磁儀開展測(cè)量，完成了16條大地電磁測(cè)深剖面，設(shè)計(jì)探測(cè)深度40 km，共完成511個(gè)測(cè)點(diǎn)，三維大地電磁測(cè)量分2年度完成，主要采用寬頻帶儀器記錄，單點(diǎn)記錄時(shí)間均大于20 h。2020在共和縣東部、貴德縣、貴南縣北部帶按照3 km點(diǎn)距，5 km～15 km線距的不規(guī)則網(wǎng)格部署三維大地電磁測(cè)量，2021年在貴南縣、同德縣、興?？h東部采用3 km點(diǎn)距，5 km～15km的不規(guī)則網(wǎng)格部署，測(cè)點(diǎn)的部署同時(shí)兼顧剖面測(cè)量的需要，并且以北東向測(cè)線部署為主，以保證跨過(guò)盆地內(nèi)主要的構(gòu)造單元和斷裂，在保證覆蓋整個(gè)盆地的同時(shí)兼顧重點(diǎn)地區(qū)的剖面測(cè)量需要，總體使三維大地電磁測(cè)深點(diǎn)覆蓋了整個(gè)共和盆地東部地區(qū)。

主要采用張量觀測(cè)方式，即測(cè)量Ex、Ey、Hx、Hy、Hz五個(gè)分量。Ex、Hx方向沿正北方向布設(shè)，Ey、Hy沿正東西布設(shè)，電極長(zhǎng)度為100 m，采集頻段為320 Hz～0.000 5 Hz。

3 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

3.1 耐高溫井溫測(cè)井儀器研發(fā)

為了解決耐200℃高溫以上干熱巖井井溫測(cè)井問(wèn)題，電路芯片采用航天級(jí)器件，攻關(guān)了一體式保溫瓶關(guān)鍵技術(shù)，完成300℃存儲(chǔ)式井溫測(cè)井儀器研制并開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，獲取了可靠的高溫測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步。未存儲(chǔ)三參數(shù)測(cè)井儀器主要對(duì)溫度、壓力、伽馬三個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集和曲線處理，它由井下三參數(shù)測(cè)井儀、地面鋼絲絞車、地面深度系統(tǒng)、地面處理軟件構(gòu)成。該儀器通過(guò)電池供電，保溫瓶技術(shù)，在測(cè)井之前，地面深度采集系統(tǒng)與井下儀器進(jìn)行時(shí)間同步，同步完成后井下儀器依靠地面鋼絲絞車把儀器放入目的層位。測(cè)井完成后，通過(guò)數(shù)據(jù)線把井下測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和地面絞車深度數(shù)據(jù)讀出，軟件以時(shí)間為介質(zhì)把井下溫度數(shù)據(jù)和地面深度數(shù)據(jù)合并成測(cè)井曲線。

儀器耐溫300℃，耐壓為80MPa，外徑為52 mm，溫度精度±1℃，壓力精度為0.1% FS，伽馬準(zhǔn)確度±10 API，經(jīng)高溫高壓實(shí)驗(yàn)室測(cè)試儀器性能滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)技術(shù)體系

開展了干熱巖地球物理測(cè)井評(píng)價(jià)方法技術(shù)研究，建立了干熱巖綜合測(cè)井方法體系，優(yōu)選方法組合，綜合多種評(píng)價(jià)方法，建立干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)解釋模型，創(chuàng)新形成了干熱巖測(cè)井評(píng)價(jià)解釋方法。不同于油氣、煤田和水熱型地?zé)釡y(cè)井評(píng)價(jià)，該方法主要包括巖性識(shí)別、井溫評(píng)價(jià)、裂縫解釋、地應(yīng)力評(píng)價(jià)等，評(píng)價(jià)與干熱巖勘查開發(fā)相關(guān)的地層的巖性、物性、地溫梯度、裂縫參數(shù)、地應(yīng)力方向及大小、巖石力學(xué)參數(shù)等。

由于國(guó)內(nèi)、外測(cè)井軟件都是針對(duì)油氣層、煤層、煤層氣等儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)解釋，并無(wú)針對(duì)干熱巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)解釋方法，因此開展了干熱巖地球物理測(cè)井評(píng)價(jià)方法技術(shù)研究，建立了干熱巖綜合測(cè)井方法體系，優(yōu)選方法組合，綜合多種評(píng)價(jià)方法，建立干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)解釋模型，創(chuàng)新形成了干熱巖測(cè)井評(píng)價(jià)解釋方法。在完善上述方法并進(jìn)行了實(shí)際資料測(cè)井評(píng)價(jià)解釋后，采用JAVA編程語(yǔ)言，基于CIFLog測(cè)井處理解釋一體化軟件平臺(tái)，集成干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)方法，完成了干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)解釋系統(tǒng)研發(fā)。

CIFLog-HDR，全名“干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)解釋系統(tǒng)”，該系統(tǒng)是采用Java語(yǔ)言和NetBeans開發(fā)環(huán)境，開發(fā)的一套利用測(cè)井資料綜合評(píng)價(jià)干熱巖儲(chǔ)層的解釋系統(tǒng)。該系統(tǒng)除包含平臺(tái)已有的數(shù)據(jù)管理、預(yù)處理、成果輸出、常規(guī)處理、成像處理等功能外，針對(duì)干熱巖儲(chǔ)層主要開發(fā)了“巖性分析”、“裂縫參數(shù)計(jì)算”、“地應(yīng)力分析”、“巖石力學(xué)”、“可壓裂性評(píng)價(jià)”、“遠(yuǎn)探測(cè)聲波處理”六大模塊，基本滿足干熱巖儲(chǔ)層測(cè)井解釋需求。

4 標(biāo)準(zhǔn)編制

干熱巖是新興地?zé)崮茉?，一般溫度大?80℃，埋深數(shù)千米，內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體(致密不透水)的高溫巖體，這種巖體的成分可以變化很大，絕大部分為中生代以來(lái)的中酸性侵入巖，但也可以是中新生代的變質(zhì)巖，甚至是厚度巨大的塊狀沉積巖，存量巨大[10]。地球物理測(cè)井在勘探和開采石油、天然氣、頁(yè)巖油氣、水合物、地?zé)?、煤、煤層氣及金屬礦體的過(guò)程中，利用巖層的物理特性，測(cè)量其地球物理參數(shù)，為勘探開發(fā)提供重要支撐。在干熱巖的勘探開發(fā)過(guò)程中，同樣需要測(cè)井獲取地層信息、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層有效性及可壓裂性、分析地應(yīng)力情況等。為此，編寫《干熱巖測(cè)井規(guī)范》，對(duì)干熱巖測(cè)井技術(shù)發(fā)展、規(guī)范干熱巖勘探開發(fā)工程有著重要的意義。

制定了調(diào)研方案，收集調(diào)研了石油天然氣、頁(yè)巖油氣、煤層氣、煤田、金屬礦、水文地質(zhì)等測(cè)井技術(shù)規(guī)程及其他地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查相關(guān)規(guī)程，形成調(diào)研報(bào)告。進(jìn)行了干熱巖地球物理測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，根據(jù)干熱巖井地球物理測(cè)井監(jiān)理實(shí)際情況，總結(jié)了不同測(cè)井方法在干熱巖井中的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)揮的作用，進(jìn)行了測(cè)井方法在干熱巖井中的適用性評(píng)價(jià)，制定了標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)提綱，包括：范圍、規(guī)范性引用文件、總則、測(cè)井任務(wù)、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)、儀器設(shè)備、施工準(zhǔn)備、測(cè)量技術(shù)、資料驗(yàn)收與評(píng)價(jià)、資料處理與解釋、安全防護(hù)及相關(guān)附錄等。項(xiàng)目組內(nèi)部根據(jù)技術(shù)人員的主攻技術(shù)領(lǐng)域，分工編寫標(biāo)準(zhǔn)。目前，標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)通過(guò)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局審查，形成報(bào)批稿。

表1 《干熱巖測(cè)井規(guī)范》章節(jié)目錄Tab.1 Chapter catalog of “Specifications for hot dry rock well logging”

5 取得的主要成果

5.1 獲取了開發(fā)場(chǎng)地干熱巖儲(chǔ)層物性參數(shù)并為地溫場(chǎng)評(píng)價(jià)和壓裂設(shè)計(jì)等提供支撐

開展GR1、GR2、DR2、DR8、DR9、DR10、GH-01、GH-02、GH-03井的井溫測(cè)井工作，結(jié)合收集到的熱阻數(shù)據(jù)，計(jì)算了地溫梯度和大地?zé)崃髦担C明該研究區(qū)干熱巖地?zé)豳Y源勘探開發(fā)潛力巨大，為試驗(yàn)性開發(fā)奠定基礎(chǔ)(表2)。

表2 干熱巖井井溫?cái)?shù)據(jù)成果表Tab.2 Results table of well temperature data for hot dry rock wells

對(duì)GH-01、GH-02、GH-03井綜合測(cè)井實(shí)施質(zhì)量管理，嚴(yán)把測(cè)井質(zhì)量關(guān)，獲取了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，為干熱巖開發(fā)提供必要的基礎(chǔ)資料，并在測(cè)井結(jié)束后，對(duì)原始資料進(jìn)行了處理解釋，評(píng)價(jià)了地層巖性、放射性、裂縫、地應(yīng)力、井溫等參數(shù)，劃分出適合壓裂的目標(biāo)層段(圖4)，為完井方案和儲(chǔ)層建造方案制定提供依據(jù)。

圖4 GH-01井裂縫解釋成果圖Fig.4 Results of fracture interpretation in well GH-01

5.2 獲取了共和盆地基底起伏界面和盆地內(nèi)主要斷裂分布

采用大地電磁一維反演，獲取了全盆地的基巖界面深度(圖5)，對(duì)90年代認(rèn)識(shí)進(jìn)行了修正。為基礎(chǔ)地質(zhì)研究、干熱巖有利區(qū)選取提供了最基礎(chǔ)的資料?；鶐r深度是干熱巖勘查中最基本的也是急需獲取的一個(gè)參數(shù)，恰卜恰地區(qū)的勘查實(shí)踐表明，基巖深度與地溫場(chǎng)存在一定的耦合關(guān)系，基巖深度可為地溫場(chǎng)研究提供輔助作用，特別是在共和盆地缺少鉆孔的西部和東南部地區(qū)，能夠有力支撐干熱巖資源評(píng)價(jià)工作。同時(shí)，基巖深度可為鉆探孔位選擇、施工設(shè)計(jì)、深部溫度預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)。斷裂是深部熱源向淺表傳導(dǎo)熱能的重要通道，三維電性結(jié)構(gòu)上斷裂位于電阻率都變帶，這些斷裂控制了盆山隆升、凹陷，在共和盆地現(xiàn)今地?zé)岣窬中纬芍衅鹆酥匾饔谩Ｔ谟欣麉^(qū)選取方面，依據(jù)基巖深度圖，結(jié)合目前工程開發(fā)技術(shù)實(shí)際和其他地質(zhì)認(rèn)識(shí)，在盆地東南部貴南、同德地區(qū)建議了兩處干熱巖有利區(qū)，將干熱巖資源調(diào)查和評(píng)價(jià)拓展至共和盆地外圍區(qū)域。

圖5 共和盆地基巖深度圖Fig.5 Depth of bedrock and distribution of major faults in Gonghe basin

5.3 獲取了盆地的電性結(jié)構(gòu)特征并圈定了殼內(nèi)熱源

首次采用寬頻大地電磁測(cè)深法獲取了共和盆地三維電性結(jié)構(gòu)，從電性上劃分了盆地構(gòu)造特征，為盆地構(gòu)造演化、盆山耦合關(guān)系、深部動(dòng)力過(guò)程研究提供了新視角。電性模型顯示，上中地殼不同深度的高、低電阻率塊體之間具有明顯的不連續(xù)性特征。這些不連續(xù)面與地表觀測(cè)到的與強(qiáng)烈形起伏有關(guān)的斷裂相吻合，這些斷裂對(duì)共和盆地周邊山脈的形成起著重要作用。這些斷裂在中上地殼與一個(gè)導(dǎo)電/韌性層相連，可作為青藏高原向東北緣擴(kuò)張過(guò)程中地殼縮短和變形的滑脫層。同時(shí)，這些中上地殼中的低阻層可作為干熱巖的深部熱源。

5.4 綜合基巖埋深和斷裂構(gòu)造以及潛在深部熱源圈定了干熱巖有利區(qū)

共和盆地的干熱巖勘探結(jié)果表明，隨著花崗巖體厚度的增加，巖體溫度明顯增加，在2 100 m～2 500 m深處花崗巖體溫度普遍達(dá)到150℃，達(dá)到干熱巖的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)共和地區(qū)干熱巖勘查孔測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，恰卜恰地區(qū)平均地溫梯度為6.1℃/100 m，蓋層與花崗巖體接觸帶、斷裂帶、花崗巖裂隙帶處的地溫梯度較大，完整花崗巖中地溫梯度相對(duì)較小[11]。放射性測(cè)試結(jié)果表明，花崗巖中鈾、釷、鉀等放射性元素含量與大陸平均值相當(dāng)，放射性生熱不是干熱巖形成的主要熱量來(lái)源，干熱巖勘查孔的測(cè)溫曲線呈現(xiàn)出較好的線型特征，符合傳導(dǎo)型地?zé)岬奶卣?，結(jié)合大地電磁探獲的中上地殼低阻層，判斷共和盆地干熱巖的熱源來(lái)自于地球深部[12]。因此，確定了干熱巖有利開發(fā)靶區(qū)選定標(biāo)準(zhǔn)，即有一定厚度的蓋層，避開斷裂構(gòu)造，且深部有潛在熱源的區(qū)域。

目前，通過(guò)鉆孔揭露、測(cè)溫、熱流測(cè)定等綜合研究表明共和盆地的干熱巖主要為新生界之下的花崗巖，且作為熱儲(chǔ)的花崗巖是連片分布的。基于以上認(rèn)識(shí)，首先需要獲取整個(gè)盆地的基巖界面深度。在電性上，花崗巖表現(xiàn)為高阻，電阻率大于1 000 Ω·m，新生界地層電阻率一般小于100 Ω·m，花崗巖與上覆新生界地層存在明顯電性差異，可通過(guò)電磁方法有效區(qū)分。我們首先采用大地電磁方法獲取盆地的基巖界面深度。在此基礎(chǔ)上，選取了四條大地電磁剖面跨過(guò)工程和二級(jí)項(xiàng)目確定的重點(diǎn)工作區(qū)，結(jié)合現(xiàn)有鉆探、開發(fā)能力，先優(yōu)選出基巖埋深在500 m～3 000 m的利于開發(fā)的區(qū)域(圖7)，以查明深部潛在熱源支撐有利靶區(qū)圈定。

圖6 共和盆地三維電性結(jié)構(gòu)成果圖Fig.6 Three-dimensional electrical structure results map of Gonghe basin

圖7 干熱巖有利區(qū)建議成果圖Fig.7 Suggested results for the favorable area of hot dry rock

5.5 深化了青藏高原東北緣縮短變形模式認(rèn)識(shí)

共和盆地地處青藏高原東北緣秦祁昆交匯處，其縮短變形模式在向北和向東方向可能存在差異，本次工作獲取的電性結(jié)構(gòu)模型顯示盆地東南端存在一條中下地殼殼內(nèi)低阻條帶，在深部向東南傾斜且在15 km～35 km深度上連續(xù)分布，這與該區(qū)地震層析成像獲得的結(jié)果存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，即沿松潘地塊向西秦嶺造山帶剖面上，在15 km～40 km深度存在一條連續(xù)由西向東的縱橫波速低速層，結(jié)合貴南南山地表位移的觀測(cè)結(jié)果，推斷此低阻可能為一殼內(nèi)管道流，為青藏高原物質(zhì)東移提供了通道。同時(shí)，我們注意到低阻流物質(zhì)有可能向北端擠出并受青海南山阻隔，賦存于山前，成為殼內(nèi)熱源，與沿松潘地塊向祁連造山帶剖面的地震層析成像在共和盆地下方存在低速層認(rèn)識(shí)相對(duì)應(yīng)，并且此低速層厚度自南向北逐漸收窄，在青海南山前顯著減薄，表明由南向北的深部地殼物質(zhì)運(yùn)移作用較弱且可能受到了青海南山的阻隔，主要表現(xiàn)為韌性機(jī)制。相對(duì)地，瓦里關(guān)山巖漿巖帶在電阻率切片上整體表現(xiàn)為高阻，且在垂直方向上延伸至中下地殼(30 km)，主要表現(xiàn)為對(duì)中上地殼東移物質(zhì)的阻擋，使得向東流動(dòng)的物質(zhì)可能向西秦嶺構(gòu)造帶更深處流動(dòng)。低速、低阻層的存在說(shuō)明該區(qū)域內(nèi)正在進(jìn)行著花崗巖化、花崗巖的熔融與區(qū)域變質(zhì)等活動(dòng)。諸多大地構(gòu)造學(xué)家認(rèn)為殼內(nèi)低速層是殼內(nèi)的拆離滑脫面，而巖石學(xué)家則認(rèn)為它是花崗質(zhì)巖漿源。雖然在青藏高原東北緣向北(沿松潘-祁連方向)、向東(沿松潘-秦嶺方向)的地球物理剖面都顯示地殼內(nèi)存在低速、低阻層，但在深部變形隆升模式上可能存在差異，向北主要以殼內(nèi)滑脫變形隆升為主，向東則可能存在殼內(nèi)物質(zhì)流動(dòng)。

6 結(jié)語(yǔ)

1)利用綜合測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，評(píng)價(jià)了地層巖性、放射性、裂縫、地應(yīng)力、井溫等參數(shù)，為未來(lái)干熱巖開發(fā)提供必要的基礎(chǔ)資料，為鉆探施工提供技術(shù)支持。

2)利用大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)開展反演，繪制了測(cè)區(qū)的基巖深度圖，通過(guò)與地?zé)峥碧娇捉衣兜幕鶐r深度對(duì)比，驗(yàn)證了大地電磁獲取基巖面的可行性和正確性。通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)的基巖深度做了修正，為干熱巖勘查提供了基礎(chǔ)資料。

3)結(jié)合地質(zhì)和其他地球物理資料開展了大地電磁一維、二維、三維反演，初步構(gòu)建了共和盆地中深部電性結(jié)構(gòu)模型。結(jié)合地質(zhì)、物探等資料初步完成了電性結(jié)構(gòu)分析，繪制了整個(gè)共和盆地的基巖深度圖，劃分了斷裂和深部可能的熱源，并圈定了干熱巖有利區(qū)。

4)本次工作獲取的電性結(jié)構(gòu)模型及該區(qū)以往其它地球物理探測(cè)的結(jié)果顯示，在向北、向東的方向上共和盆地地殼內(nèi)普遍存在低速、低阻層，但在深部變形隆升模式上可能存在差異，向北主要變現(xiàn)為韌性機(jī)制，以殼內(nèi)滑脫變形隆升為主，向東則可能存在殼內(nèi)管道流，深化了青藏高原東北緣縮短變形模式認(rèn)識(shí)。