陕西省矿产地质调查中心
1、地质背景
渭河盆地大地构造位置位于华北板块西南缘，地处秦岭板块、华北板块、扬子板块相互俯冲、碰撞的交接复合过渡地带，居于中国东、西构造分区和南、北构造分区的交汇部，经历了长期的构造作用与演化，其形成和发展与不同大构造单元的构造作用及演化历程密切相关。在这些构造体系作用下产生了一系列断裂、褶皱，控制了渭河盆地的构造格局，形成了南深北浅的箕状断陷。盆地内出露地层从太古界－新生界，前新生界及花岗岩构成了盆地基底并出露于盆地边缘，且巨厚的新生界形成了辽阔的渭河盆地。
2、前人认识
前人对渭河盆地的认识主要集中在新生界，其中以第四系沉积层为主，主要原因为盆地内普遍存在平均深度约800m的第四系地层，而地质勘查也主要集中在工勘、找水、地热等领域，盆地内较深的钻孔基本为上世纪80年代的渭井及渭参井，资料主要为钻孔柱状图，虽然部分井有电阻率测井曲线，但多为纸质资料，较难以利用。以上原因导致在文献资料中较难以查询到有关渭河盆地电阻率物性特征的资料，对当前盆地内进行的深部勘探不利。
3、电阻率特征
本文利用收集的17口井钻孔柱状图、800余公里大地电磁测深剖面、1000余件物性标本对盆地的电阻率物性特征进行分析统计。结合盆地地质特征，将地层电阻率自上而下统计为第四系、新近系、古近系、中生界、古生界、元古界、太古界地层。
3.1钻孔电阻率
收集钻孔资料主要分布与盆地西部、中南部、东部，对盆地的北部几乎没有钻孔电阻率特征，钻孔名称主要有渭参3、渭参1、渭5、渭深10等17口井，以深约5100m的渭深10井最深。钻入新生界以下的钻孔少之又少，主要为渭4井及渭参3井，其中渭4井柱状图显示缺失古近系、中生界地层。
对渭河盆地钻孔柱状图中的电阻率曲线进行数字化，并以1m为间距提取电阻率值，将算术平均值作为分层地层的电阻率。
地表第四系地层电阻率值最小为19.7Ω.m，最大为90.3Ω.m，平均值38.3Ω.m，第四系阻值基本为盆地内新生界地层中最大，在周至、三原一带阻值变化为60-90Ω.m，在其他地区阻值变化主要集中在20-50Ω.mΩ范围内。
新近系地层电阻率值最小为8.8Ω.m，最大为53.8Ω.m，平均值为23.7Ω.m，较地表第四系地层电阻率有一定的降低。
古近系地层电阻率值变化范围在20.9-50.2范围内，平均值35.6Ω.m，较新近系地层电阻率高。
钻孔中新生界以下地层仅见中生界、元古界，阻值分别为180.3、530.0Ω.m，较新生界阻值有较大幅度的增加，说明新生界下覆基底电性特征为高阻。
新生界地层电阻相对高值主要位于周至、三原、近秦岭、党睦、近黄河一带，阻值集中在40-90Ω.m范围内，其他地区阻值集中在10-30Ω.m范围内。分析单孔电性特征，新生界地层由新到老有较为明显的高-低-高的变化规律，新生界以下地层电性急剧升高，阻值基本为上覆地层的5-12倍。
3.2测深剖面电阻率
收集渭河盆地大地电磁测深剖面800余公里，其中9条剖面自西向东以30公里间距南北向纵穿盆地，3条剖面以东西向分布盆地内部，使用MTsoft2D反演软件对各剖面进行二维反演，得出各电阻率断面，结合钻孔柱状图等地质资料剖析不同地层的电阻率变化范围。
在反演断面中，以第四系地层最易识别，结合钻孔划分地层，第四系电阻率为40-10Ω.m范围（由深至浅），地表电阻率及渭河河漫滩电阻率最大至40Ω.m，随深度增加电阻率值呈下降趋势，其中盆地阻值西部大于盆地东部，结合渭河流向呈上游高下游低的现象[1]。
新近系地层在反演断面中出现低阻圈闭，低阻圈闭主要位于新近系地层的上部，阻值约1Ω.m，地层电阻率值变化范围为1-30Ω.m范围，阻值较第四系地层低。
古近系地层在反演断面中表现为过渡带，电阻率值变化范围为8-40Ω.m，几乎恢复到与第四系相当的阻值区间。
中生界地层在盆地分布范围极小，主要集中在凤翔-千阳以北的区域，电阻率值变化范围15-30Ω.m，岩性主要为碎屑岩沉积。
古生界地层在盆地内分为明显的上下古生界，其二者在岩性上有较大的区别，前者在钻孔中为二叠系，后者主要为寒武-奥陶系碳酸岩岩，但在反演断面中受电磁测试的体积效应影响，区别并不明显。电阻率变化范围为20-100Ω.m，在盆地北部抬升地区下古生界埋深至500m以浅，电阻率值异常增大，最高可达数千Ω.m。
元古界-太古界地层电阻率变化范围为50-2000Ω.m，除断裂带以外基本均为高阻。
反演断面中电阻率波动范围较大，体积效应明显，深部电阻率易受浅部低阻体影响，阻值在沉积层中经常出现阻值波动，以上阻值范围主要拾取于较大范围内阻值稳定的区域。
3.3物性标本电阻率
收集渭河盆地1000余块物性标本，其中岩性标本主要采集与盆地周边基岩裸露区，以岩性剖面方式进行采集，剖面基本均匀分布，土壤标本主要采集于盆地内部农田中。对岩性标本进行名称、时代确定，采用面团法，标本根据规范浸水后晾干处理，使用岩性测试仪器测定，对测定结果按时代进行统计（剔除异常值）变化范围并给出几何平均值；对土壤标本采用面团法，采集后就地测定，统计后给出变化范围及几何平均值。
第四系为土壤样本，共采集34块，电阻率变化范围25-98Ω.m，几何平均值42.9Ω.m。
古近系共采集4块，岩性主要为灰绿黄色砂岩、夹紫红色泥岩，电阻率变化范围174-1539Ω.m，几何平均值696.5Ω.m。
中生界共采集479块标本，岩性主要为暗紫色或灰绿色或褐红色砂岩、砂砾岩、粗砂岩、石英砂岩，电阻率变化范围21-35131Ω.m，几何平均值269.3Ω.m。
古生界共采集231块标本，岩性主要为杂色砂岩、页黑色岩、灰岩、白云岩等，电阻率变化范围19-682364Ω.m，几何平均值3723.7Ω.m。结合盆地地质特征，上古生界与下古生界岩性具有明显的区别，且后者主要以灰岩、白云岩等高阻岩性为主，故对其分开统计。上古生界共采集标本124块，电阻率变化范围19-53328Ω.m，几何平均值为1537.5Ω.m；下古生界共采集标本107块，电阻率变化范围67-682364Ω.m，几何平均值为10379.7Ω.m，说明古生界内存在较为明显的电性界面。
元古界共采集256块标本，岩性主要为砂岩、灰岩、白云岩、片麻岩、石英岩、板岩、角闪岩、石英片岩、大理岩等，电阻率变化范围222-70853Ω.m，几何平均值6779.0Ω.m。
太古界共采集36块标本，岩性主要为角闪岩、浅粒岩、片麻岩、闪长岩等，电阻率变化范围539-36744Ω.m，几何平均值2787.7Ω.m。
物性标本电阻率结果显示，除古近系、太古界外基本按时代由新到老阻值逐渐增大。古近系标本共4块，代表性不足；太古界标本阻值小于元古界，有悖于规律，由于该时代标本主要采集与盆地内骊山附近，与盆地中心太古界深度上有达近万米的断差，且野外露头风化较为严重，故本文推测为太古界阻值较小与其强风化有关。
4、结论
渭河盆地内主要地层的电阻率随年代增加逐渐变大，最小值为新生界，最大为下古生界，见表1。
钻孔电阻率最接近地层的真实电阻率，大地电磁测深剖面反演断面电阻率与钻孔电阻率相近，标本电阻率除第四系外均为地层实际电阻率的数倍以上，最高可达10倍以上。
钻孔电阻率、剖面电阻率与标本电阻率的变化趋势基本一致（去除古近系、太古界标本），新生界为盆地的低阻覆盖层，其中以新近纪阻值最低。
太古界标本阻值偏低推测与强风化有关。
参考文献
[1]张省举,谷开拓.2016.鄂尔多斯盆地及周缘油气基础地质调查渭河盆地物探测量[R].陕西省地质调查中心,82-85.
[2]张秀香,王秀生.1997.渭河盆地隐伏断层的视电阻率特征[J].西北地震学报,1997:78-80.
论文作者:谷开拓,张瑾爱,周少伟,王天毅
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/15
标签：电阻率论文; 盆地论文; 地层论文; 渭河论文; 阻值论文; 新生界论文; 标本论文; 《中国西部科技》2019年第9期论文;