常规电法勘探方法在贫水区找水的应用

  摘要：运用常规电法勘探方法，对采集资料进行认真仔细研究，并通过电法异常综合解释，结合地质构造、地层结构；同样能在贫水区 寻找到好的水源，并取得很好的社会效益。

 

  关键词：电法勘探；电阻率联剖面；电阻率测深；激电测深

 

  应用分析“电法”是电法勘探的简称。它是以地壳中岩石、矿石、流体的电、磁学性质及电化学性质的差异为物质基础，利用人工建立的或者天然存在的电磁场的空间和时间分布规律，研究地质构造以及寻找能源和矿产等的一组地球物理勘探方法。电法勘探方法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现自然电场现象，至今已有100多年的历史，而我国的电法勘探业有70余年的发展，且也在研究地质和寻找能源矿产方面取得了巨大的成就。电法勘探根据地壳中大自然的存在的电场和天然磁场，电法勘探分为直流电法和交流电法。直流电法包括电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等；交流电法包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。同时，经过广大地球物理工作者不懈努力，在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域，电法已经和正在发挥着重要作用。现代找水物探方法也在不断创新，主要高密度电法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地质雷达等；而利用常规电法勘探方法进行找水越来越少，在贫水区使用更是少之又少。下面就常规电法勘探方法在贫水区找水的应用用一个实例谈几点体会。

 

  1物探方法的确定

 

  1.1要以地质为依据 以地质为根据，就要充分利用地质资料，研究地质资料。同时，对掌握已有的地质规律在物探异常中的反映进行深入分析，有目的地开展辅助性地质工作，建立测区内可能有的几种地质模型，为地质解释服务。

 

  1.2以岩 （矿）石物性为基础岩（矿）石物性是基础，是联系地质现状与地球物理场的桥 梁和纽带，是减少物探反问题多解性的重要途径。可以说， 没有扎实的岩（矿）石物性资料，就没有可靠有效的地质解释。物探中密度、磁性和电性的资料来源、参数的精度、数量及统计规律，都是岩（矿）石物性工作的重要内容。只有把地质规律与岩（矿）石物性结合起来，才可以建立较为恰当的物理一地质模型。岩（矿）石物性虽然具有一般规律，但在每个测区更有较强的特殊性，形成性差异是必然存在的，因而必须在测区及其周围区域做好岩（矿）石物性的研究工作，客观地总结出当地的岩（矿）石物性规律，切忌盲目地套用其他地区的资料。

 

  1.3循序渐进 人类认识事物的过程是一个循序渐进的过程，对待物探资 料的解释也是如此。在物探解释中，这个原则在两个方面来体现：①工作的阶段性，不同比例尺、不同网度和精度的物探工作其解决地质问题的重点、程度和深度是不一样的。一般应遵循由粗到细，由大到小，由区域到局部逐渐深入细致的原则。②应遵守从已知到未知的程序，尽量从地质、地球物理条件相附的已知区出发总结物探异常与相应地质体之间的规律，找出适合本区的处理解释方法，从而指导未知地区的解释。

 

  2实例： 来安红层地区找水2.1目的任务 来安县为解决大型养殖场供水问题，来安县水利局委托本 单位物化探工程处在半塔罗庄～杨郢红旗林场一带开展水文物探工作，以了解测区水文地质条件，寻找相对富水地段，并依据物探资料确定水井孔位。

 

  2.2资料收集 接到任务后首先对工区进行踏勘，对工区内的地形地貌有了一定的了解；进一步对工区地质资料收集整理。

 

  2.3地质与水文、 地球物理特征

 

  （1）地质与水文地质 工区大地构造位置属扬子准地台，下扬子台坳，滁河陷皱断带，滁州穹褶断束。 地层区划属扬子地层区，下扬子分区，天长～滁州地层小区。主要出露地层为白垩系（K1X）宣南组原称赤山组，属冲积扇相及湖泊相沉积。下段岩性：暗紫、棕红色砾岩、砂砾岩夹粗 砂岩；中段岩性：紫红、 暗紫色，巨厚砾岩、含砾砂岩、粉砂岩、钙质砂岩；上段岩性：砖红、浅棕色细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩。

 

  工区地貌为剥蚀堆积，地形表现为山前低圩、岗地和坳地相间分布。 工区地下水类型基本为上层滞水、基岩裂隙水，可作为利用开采的地下水主要赋存于基岩风化裂隙发育地段。单井涌水量变化较大，一般Q＜100立方米/d。

 

  （2）地球物理特征 工作结果表明本工区基本无第四系覆盖，上部为玄武岩出露，层厚在10～30m左右；玄武岩ρs值在400Ω·m左右。下覆主要为白垩系砂岩、粉砂岩，视电阻阻一般在15～35Ω·m之间。玄武岩为多孔状，基本不含水。玄武岩与砂岩地层电性差异明显，当岩层存在构造裂隙或风化裂隙发育时，成为地下水赋存和运移场所；本区内地下水赋存于砂岩的构造与裂隙发育地段，岩性视电阻主要表现为低阻，并且砂岩含水层有一定的激电异常。可见工区具备了电法勘探的地球物理前提条件。

 

  2.4工作方法的确定

 

  根据区域地层资料，结合工区地形地物条件，在三个目的 点分别敷设2条探测剖面，共计6条；选用了电法勘探中的电阻率联合剖面法、垂向电阻率测深及垂向激电测深法。主要目的利用联合剖面、视电阻率测深寻找断裂构造、基岩风化裂隙发育地段，判断其地层结构及产状；利用激电测深确定含水构造。主要技术条件： 视电阻率测深：AB（min）=3m、AB（max）=220mMN（min）=1m、MN（max）=12m激电测深（温纳测深AB=5MN）：AB（min）=3m、AB（max）=340m

 

  视电阻率联合剖面法：AO=BO=70m、AO=BO=130m、AO=BO=150m、CO>5AO野外工作使用的仪器为DWJ-2A型多功能电法仪，其采集参数的选择按有关技术工作规范执行，同时为提高观测精度，采用双向供电测量措施，确保原始资料可靠。室内采取计算机技术，进行物探资料地综合整理及推断。

 

  2.5解释推断

 

  对于不同岩性组份的地层，由于物质成份、组成形式及其结构特点的不一，往往都存在着一定的电性差异，这一特征不仅是电法勘探的理论基础，而且也是利用电法资料解释和推断地质现象的基本依据。 从所获电测资料看，地层岩性与电性层有着极为密切的因果关系，不同的电性曲线反映了不同岩性和水文地质条件下的电性特征。

 

  下面就最有利面井区域的采集资料进行解释：

 

  （1）魏大洼100线电阻率联合剖面沿东西向布设。当AO= BO=70m，联剖曲线ρsA与ρsB两线在1010点处为正交点； 改变极距、AO=BO=130m后， 联剖曲线ρsA与ρsB两线在1020点处为正交点；说明该地层构造产状较陡并向东倾斜。向南100米与100线平行布置110线，当AO=BO=70m，联剖曲线ρsA与ρsB两线在1105点处为正交点；改变极距、AO=BO=130m后，联剖曲线ρsA与ρsB两线在1110点处为正交点；说明该地层构造近似南北向（见图1~2）。

 

  （2）在100线1060、1100点上进行电阻率测深， 从二个点的曲线形态来看，曲线形态相似且地层分层明显；70~200m层位稳定，基本为砂岩（见图3~4）。

 

  （3）在1000线1080点上进行激电测深（见图5），在80~150m处存在一定的激电异常。 通过对三种方法的采集资料的综合分析，并结合该区域的地质情况进行推断，100线1080点所对应的地质结构属基岩风化裂隙发育地段，进一步推测为砂砾含水层；确定井位为100线1080号点，水井深度为150～200m为宜；经施工验证，水井深度为170m，单井水量稳定在14mm/h。得到甲方的认可和表扬。

 

  3结束语

 

  我国是一个缺水的国家，地下水是我国很需要的生产、生活水源之一。地下各种含水构造对采矿、 环境、农业、地下工程等部门也有重大意义；因此地下水的高效率、 高精度勘查就成为水资源研究中首先要解决的问题。

 

  运用常规物探方法，通过认真细致的工作和研究，同样在 找水方面能取得与高密度电法、激发极化法、CSAMT、 瞬变电磁法和地质雷达等相同结果。并在简化工作方法、节约成本及资料处理方面更显优势。