沈禮鋒,宋 倩,鄭曉陽
(山東省煤田地質(zhì)規(guī)劃勘察研究院,山東 泰安271000)
近40年來 ,地球物理技術(shù)在我國的地下水勘查中得到了比較多的應用。電法勘探是物探中重要而有效的方法,而直流電法中的聯(lián)合剖面法與高密度電阻率成像更是電法勘探的常用手段。常規(guī)電剖面法在尋找異常體時具有簡單、直觀的優(yōu)點。高密度電法作為一種陣列勘探方法,野外測量時只需將全部電極置于測點上,然后利用程控電極轉(zhuǎn)換器和微機工程電測儀就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速自動采集。由于其具有電極布設(shè)一次完成、電極排列方式可變、數(shù)據(jù)采集自動化或半自動化、數(shù)據(jù)地質(zhì)信息豐富、解釋方便等特點,其應用領(lǐng)域越來越廣,己由傳統(tǒng)的找礦、找水擴展到水利水電工程、環(huán)境工程地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察、城市工程勘察、工程質(zhì)量檢測、考占、城市隱伏斷層探測等。下面以濰坊市某地為例,介紹這兩種方法在勘查地下水的應用。
1.1.1 地層
區(qū)域地層:該地區(qū)井位地表多為第四系所覆蓋,下伏為新近系地層。新近紀:臨朐群(N1)在區(qū)內(nèi)分布廣泛,為臨朐群牛山組(N1N),主要巖性為灰黑色、灰綠色、致密塊狀玄武巖,褐灰色氣孔狀玄武巖,灰綠色杏仁狀玄武巖;是賦存裂隙巖溶水的主要含水層,也是本次勘查的目的層。
1.1.2 構(gòu)造
實驗地區(qū)位于魯西地層分區(qū)V410沂水—濰坊地層小區(qū)(V410-3)和華北平原地層分區(qū) V48東營—德州地區(qū)小區(qū)(V48-1)的過渡帶,調(diào)查區(qū)位于五井大斷裂以東、鄌郚—葛溝斷層以西。
根據(jù)地層構(gòu)造條件及地下水的賦存特征,顏家村附近地區(qū)主要有松散巖類孔隙水含水巖組、碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組、碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙含水巖組、基巖裂隙水。其中基巖裂隙水主要賦存于新第三系玄武巖孔洞裂隙中。主要巖性為玄武巖、凝灰?guī)r等,具有氣孔構(gòu)造。
某已知井含水層為新近系褐灰色氣孔狀玄武巖,井深150 m,涌水量為10~20 m3/h。
2.1.1 電剖面
圖1已知井的電剖面整體視電阻率較低,約12~16 Ω·m左右,說明第四系覆蓋層很厚,該井直到86 m見基巖,證實了這一結(jié)論。2線剖面的280號點的電阻率值相對較低為9.3 Ω·m,因此該位置富水可能性大。
圖1 已知井激電剖面曲線
圖2 已知井高密度斷面圖
2.1.2 高密度剖面
如圖2已知井高密度剖面測線。在二維反演斷面圖上可以看出該斷面分層清晰,在270-520號點與720-800號點間100~180 m深處各有有一明顯低阻異常帶,而中間有明顯的高阻帶,推斷此區(qū)可能有斷層構(gòu)造,而兩低阻區(qū)富水性強。
2.1.3 電測深
從已知井280號點的測深曲線來看,這條曲線類型大致為AK型,其電測深曲線詳見圖3。下面詳細說明:在AB/2=10~25 m處,曲線以大角度上升,推斷含水可能性不大;在AB/2=25~180 m段,曲線直線下降,并在AB/2=180~300 m段出現(xiàn)平緩段,如果沒有其它因素影響的話應該是比較不錯的富水區(qū);在AB/2=300~350 m段,曲線開始上升,推斷該段巖層相對完整。
圖3 已知井280點測深曲線
2.2.1 電剖面
圖2實驗線剖面形態(tài)大致為中間低兩端高的“凹”形曲線,其中中間380號點和480號區(qū)域電阻率相對較低,且480號點為電阻率變化拐點變化較大,結(jié)合實際情況及村要求在該點上進行電阻率測深工作。
圖4 實驗線激電剖面曲線
2.2.2 高密度剖面
如圖4實驗高密度剖面。在原始地電斷面圖上可以看出該剖面的430-500號點存在一明顯的低阻異常,二維反演圖強化了這一異常。二維反演圖在160-210號點附件的低阻異常判斷為邊緣效應引起的假異常。由此在3線480號點布置電阻率測深工作。
2.2.3 電測深
實驗線480號點的測深曲線類型大致為KH型,其電測深曲線詳見附圖6。下面詳細說明:在AB/2=4~25 m處,曲線以大角度上升,推斷含水可能性不大;在AB/2=25~60 m段,曲線直線下降,并在AB/2=60~80 m段出現(xiàn)平緩段,如果沒有其它因素影響的話應該是比較不錯的富該段巖層相對完整。在AB/2=120~210 m段,曲線水區(qū);在AB/2=80~120 m段,曲線開始上升,推斷直線下降,并在AB/2=210~350 m段出現(xiàn)平緩段,如果沒有其它因素影響的話應該是比較不錯的富水區(qū)。
圖5 實驗高密度斷面圖
圖6 試驗線480點測深曲線
綜合已知井的高密度電阻率和電剖面探測結(jié)果,判定試驗線測線的480號點處為不錯的富水區(qū),根據(jù)電測深資料,判定含水層大約在25~80 m和120~250 m。
高密度電阻率反演本身的不穩(wěn)定性及解譯的經(jīng)驗性,探測結(jié)果的解譯往往存在很大差異,電剖面法雖然能簡單直觀的顯示異常體,但一種異常表現(xiàn)可能由多種原因所致,因此,實際探測中常要同時進行兩種方法的測試,以對比分析異常的表現(xiàn),提高探測解譯的可信度。
應用綜合電尋找地下水是行之有效的,充分發(fā)揮各點法手段本身的優(yōu)勢,合理應用,可以產(chǎn)生較好的效果,相信隨著電法技術(shù)的不斷發(fā)展,電法找水一定會有更加廣闊的發(fā)展前景。
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