常規測氡法在地下（熱）水資源勘查中的應用

2016-08-22 09:58:56李德祖

地球 2016年3期

■　李德祖

■李德祖

（廣東省有色金屬地質局九四〇隊廣東清遠5511520）

地下（熱）水資源的勘查開發已成為現代能源的一種方向，氡氣測量可以有效的勘查第四系下的隱伏斷裂。本文以英德某地下（熱）水勘查項目為例，運用常規測氡法查明勘查區內是否有較大規模的含水構造（破碎帶、斷裂）存在，并對物探異常結合地下熱水的賦存規律進行綜合解釋，圈定地下（熱）水的賦存靶區，為下一步工程驗證提供地球物理依據。

地下（熱）水勘查氡氣測量常規法測氡

1　引言

隨著環境污染的日趨嚴重，綠色清潔能源的開發利用顯得越發的迫在眉睫。地熱能源作為一種無污染的可再生新型能源，使得社會對其的重視程度增加。地熱能源的分布受到地形、巖性、構造等諸多復雜因素的影響，地熱資源的勘查手段包括遙感解譯、地表測繪、地球化學勘查、地球物理勘查、地熱鉆探、產能測試、長觀監測、資源計算與評價等。氡氣測量作為地球物理勘探工作中的一種便利、有效的放射性探測技術，可以有效的勘查第四系下的隱伏斷裂，為地熱鉆探提供依據。

2　氡氣特征

氡氣在一定的壓力差、溫度差、梯度差下，容易通過斷層破碎帶逸出地表，在斷層破碎帶周邊形成氡異常。異常的出露部位，大小、形態特征與斷層的位置、產狀、規模、活動性有關，故可根據氡異常曲線的位置和形態，判斷斷層破碎帶的位置和產狀，根據異常帶的寬度和異常峰值，判斷斷層破碎帶的規模及相對活動性。

3　應用實例

本文以某溫泉地下（熱）水勘查項目為例，運用常規測氡法查明勘查區內是否有較大規模的含水構造（破碎帶、斷裂）存在，并對物探異常結合地下熱水的賦存規律進行綜合解釋。

3.1地熱地質概況

勘查區地層主要有第四系第四系洪沖積層、石炭系測水段、石炭系石磴子組、石炭系天子嶺組。

地下熱水資源的形成與地下構造斷裂密切相關，構造既是地下熱水形成的儲存空間，又是熱水的循環通道。而斷裂構造的存在造成放射性元素氡隨地下水沿斷裂遷移和富集，形成地表可探測到的放射性氡異常，這就是氡氣測量探測地下熱水的地質依據。

勘查區處于新華夏構造體系一級隆起區第二隆起帶上，在板內地殼隆起區發育有不同地質時期形成的斷裂帶，已經過多期活動，有的在晚近期活動仍較強烈，這給大氣降水進入深部循環在正常地溫梯度下加熱、水平徑流、排泄提供了良好的條件。

3.2常規測氡解釋

本次土壤測氡采用FD216環境測氡儀，依據《氡及其子體測量規范》(行業標準，EJ/T 605—91)開展1/10000常規法測氡工作。本測區常規法測氡掃面網度為100×20米，測線方向為135o，自測區南到北測線編號從小到大依次增大，增量為2，測點自測區北西至南東依次增大，增量為2，共布設測線34條。

氡濃度異常特征：

經過對野外采集的數據標準化，歸一化等處理后，得到土壤氡濃度平面剖面圖，見圖1。根據土壤氡濃度的分布特征，勘查區土壤氡濃度分為兩個區域：第四系及石炭系；其中第四系氡氣濃度背景值為 1679.35Bq/m3，標準差為 1624.4Bq/m3，氡異常下限為4928.15Bq/m3；石炭系氡氣濃度背景值為1929.82Bq/m3，標準差為1893.45Bq/m3，氡濃度異常下限為5716.72Bq/m3。

圖1　氡濃度平面剖面圖

從圖1來看，本次測氡共圈出11處異常區，編號分別為：D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11。

（1）D1、D2、D3、D4位于測區西北部呈現條帶狀異常，其中D1長約470米，寬約24米，最大濃度值為35904.5Bq/m3，D2長約560米，寬約160米，最大濃度為13475.5 Bq/m3；D3長約370米，寬約100米，最大濃度值為10432.2Bq/m3；D4長約660米，寬約250米，最大濃度值為11233.4Bq/m3。

（2）D5、D6、D7位于測區中部，其中D5長約430米，寬約270米，最大濃度值為16578.5Bq/m3；D6長約340米，寬約180米，最大濃度值為,13254.5Bq/m3；D7長約950米，寬約170米，最大濃度值為23634.2Bq/m3。

（3）D9位于測區西南部呈現條帶狀異常，D9長約800米，寬約280米，最大濃度值為6940.6Bq/m3，D10位于測區南部呈現條帶狀異常D10長約800米，寬約270米，最大濃度值為40983.2Bq/m3。

（4）D8、D11位于測區東南部，D8長約500米，寬約400米，異常未封閉，有向東延伸趨勢，最大濃度值為46933.2Bq/m3；D11長約380米，寬約360米，異常未封閉，有向東延，最大濃度值為47486.9Bq/m3。

3.3解釋結果

通過對放射性氡氣濃度野外數據采集，經過室內數據整理，共圈定氡濃度異常11處，如下圖2，編號依次為：D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11，結合地質資料情況，大致推斷北東向斷裂破碎帶5條，其中D1、D2、D3異常控制測區西北部斷裂帶，即F1；D4、D5控制測區中部塘墩村斷裂帶，即F2；D7、D8控制測區中部斷裂帶，即F3；D9、D10控制測區東南部斷裂帶，即F5；D11控制的斷裂帶位于D7、D8和D9、D10控制斷裂帶之間，即F4。