综合物探方法在水资源勘察中的应用论文_李景星,吴修民

综合物探方法在水资源勘察中的应用论文_李景星,吴修民

莱芜市城乡水务局 山东省莱芜市 271100

摘要:电阻率法因其受地形影响、矿体干扰等因素,成井率较低,激发极化法补充了电阻率法的一些不足,但是其异常的形成影响因素较多,导致解释的多解性,一定程度上影响了该方法的推广。近几年来,瞬变电磁技术在国、内外迅速发展它是利用不接地回线发射一次场,在一次场的间歇期间利用回线接收二次感应磁场,该二次电磁场是由地下良导体受激励引起的涡流所产生的非稳磁场。因其具有垂向和横向分辨率高、受地质噪声影响较小、对低阻反应灵敏等特点,在地下水勘查中已经被广泛应用。

关键词:综合物探;方法;水资源;勘察;应用;分析

引言:随着工农业的快速发展和人民生活水平的提高,对水的需求越来越大,加上地表水受到污染,不能使用,因而不断增加对地下水的开发利用,使寻找地下水的市场前景更加广阔。直接用钻探找水具有很大的盲目性,且成本高、风险大,采用综合物探方法找水具有方便、快捷、准确的优点,是最经济、有效的手段。

1.放射性测量方法寻找地下水原理

氡气测量法是使用测氡仪测量土壤、水及大气中氡气浓度,并通过研究氡气浓度的分布特征解决某些地质问题的一种放射性测量方法。氡(Rn)属于惰性气体,它能以游离原子形式沿着岩石孔隙或裂隙迁移,因此构造破碎带和裂隙发育带是氡气迁移的良好通道,一般来说,放射性异常产生的原因分为三类:一是不同岩石中的放射性矿物含量不同;二是构造活动使岩石破碎或产生断裂、裂隙,在破碎带及裂隙处,岩石的射气系数迁移能力较强,使射气更易于达到地表,产生异常;三是由于地下水的地球化学作用,使岩石土壤中的某些放射性元素发生变化,产生异常。地下水分为土壤水、层间水、裂隙水和岩溶水。后两种都与风化裂隙带、成岩裂隙、构造裂隙等关系密切,造裂隙带是地下水储存和运移最丰富、最强烈的地带。

2.综合物探

物探技术——地球物理勘探技术的简称。是以目标地质体与周围介质的物性差异为前提,如电性、磁性、密度、波速、温度、放射性等,通过仪器观测自然或人工物理场的变化.确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数.达到解决地质问题的一种物理勘探技术。物探技术是当前地质工作中的一项现代化勘查技术.它是基于物理学中的力、声、光、热、电、磁与核变等理论为基础,集地质学、物理学、数学、计算机等多学科于一体的边缘性学科。根据物性差异选择正确的方法与技术进行勘查.一般都可以获得较好的效果。物探具有快速、全面、准确、省时和经济、勘探精度高等特点.是一种无损检测的方法。根据勘探目的的不同,物探可分为石油物探、固体矿物探和水工环物探(简称工程物探),地质灾害勘查中常采用的物探方法为工程物探。

3.综合方法找水实例

3.1工区地质概况

区域上合阳县位于鄂尔多斯盆地南缘及汾渭地堑中部边缘,地质构造比较复杂。以往勘察资料推测,区域上发育有合阳(F9)、桥头河(F7)、杨家庄(F6)、仙宫河(F5)、孟村沟南(F4)、孟村沟北(F3)等多条北东,北东东向高角度正断层。本次勘查范围内发育有F3、F4、F5、F6断层,其断距F4、F6较大、达几十米,而F3、F5较小,仅几米至十余米。以上断层多为含水断层,对基岩裂隙水多具有控制作用。

3.2工区水文地质概况

勘查区地下水在物探测量深度内可分为松散沉积层孔隙水即孔隙裂隙水、基岩裂隙水两种类型。

3.2.1松散沉积层孔隙水即孔隙裂隙水

一是下中更新统黄土状土及冲洪积砂、砂砾石潜水含水岩组。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分布于二级黄土塬,其岩性为中更新统黄土状土夹古壤及下更新统粉质粘土、局部夹有砂砾石层。水位埋藏深度变化为30-90m,南北两端浅,中间深。含水层厚度变化为30-60m,其厚度与基岩面高低相关。二是下中更新统洪积砂砾石及黄土状土潜水含水岩组。分布于勘查区北部洪积裙区,其岩性上部为黄土状土夹古土壤及钙核层,下部为砂砾石及粉土、粉质粘土。休里村、佃头村测区裙体较完整,有利于地下水的赋存,水位埋深较浅,一般在40m-60m之间,富水性较好。三是上新统砂砾石承压水含水岩组。仅分布于勘查区南部康家坡村一带,其岩性上部为粉土夹薄层粉细砂,含水性差,下部为砂砾石,是该含水岩组主要含水层,富水性较强。松散沉积层孔隙水、孔隙裂隙水,水化学类型均属重碳酸钙镁型,矿化度小于0.5g/L。

3.2.2基岩裂隙水

一是三迭系下中统纸坊群砂岩裂隙水含水岩组。分布于勘查区北部麻阳村~休里村测区,主要由砂岩与泥岩组成,下伏石千峰组第四段厚层泥岩,是良好隔水底板;勘查区断裂较多,裂隙发育,二者成为该含水岩组地下水赋存和运移的有利条件,形成相对富水地段。但因受基底起伏影响,各测区该含水岩组的厚度变化较大,涌水量也区别较大。二是二迭系上统石千峰组第三段砂岩裂隙水含水岩组。分布于北伍中村测区,埋藏于麻阳村~休里村测区深部,主要由砂岩夹泥岩组成,砂岩占90%以上,以往勘察资料推测,该含水岩组应属富水性较好的含水岩组。基岩裂隙水,水化学类型均属重碳酸型。按上述的两个含水岩组的次序由北而南分别为HC03-Ca•Mg型,矿化度小于0.3g/L;HC03-Ca•Na•Mg或HC03-Ca• Mg型,矿化度小于0.5g/L。应指出的是,基岩裂隙水赋存虽具相对成层性,也具有明显的不均一性,在断层和向斜轴部附近、裂隙密集发育带以及基岩顶面低洼处的砂岩中地下水往往比较丰富。同时,含水基岩风化层、含水裂隙发育段多位于基岩面以下40m-90m。

3.3野外工作

本次地面瞬变电磁法勘探,选用长沙白云仪器开发有限公司生产的MSD-1脉冲瞬变电磁仪,发射线框为1000m×600m的矩形回线大线框,在线框内布设两条测线,一条为主测线,一条为参考测线,北偏西45°方向布置,点距为30m,线距为200m,接收线圈的等效面积为2200n2,供电电流为2A,发射频率为8.3Hz,叠加次数以256次为主,放射性测量使用的是FFA-2快速α数字闪烁辐射仪,测点与瞬变电磁测点重合,参考测线(1线)在左端加入一个点,右端加入两个点,主测线(2线)则在两端各延长十个点。

总结:总之一维瞬变电磁正演理论模拟结果表明,全区视电阻率不存在晚期视电阻率表现出来的边界效应,且没有早期道的假高值,更能反映模型的地电情况,有利于大定源回线的处理解释工作,对提高物探资料解释的精准性具有重要意义。以已有水文地质资料为基础,瞬变电磁法与放射性测量发挥各自的优点,达到相互验证,互为补充,抑制了解释的多解性的目的,提高了工作效率。

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论文作者:李景星,吴修民

论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期

论文发表时间:2018/12/19

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