瞬變電磁法在某水源井勘測中的應(yīng)用

王璽凱　王福生

摘 要：瞬變電磁法可以在水源井勘查工程中發(fā)揮很大的用處，并且該方法具有探測的深度大、信息量豐富、工作效率高等優(yōu)點，擬利用瞬變電磁法來對山西某煤田礦區(qū)水源井孔位的確定進行探討研究，為水源井孔位的確定提供建議。

關(guān)鍵詞：瞬變電磁法；水源井；勘探

中圖分類號：P631.3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）15-0171-02

Abstract： Transient electromagnetic method can play a great role in the exploration of headwater well， and it has the advantages of high detection depth， abundant information and high work efficiency. In this paper， the transient electromagnetic method is used to study the determination of headwater well hole position in a coal mining area in Shanxi Province， which provides reference for the determination of headwater well hole position.

Keywords： transient electromagnetic method； headwater well； exploration

在過去確定飲水井孔位的勘查工程中，比較常見的物理勘探方法主要有高密度電法、電阻率法和低頻電法等。但是在這些方法的使用中，都必須是勘查地區(qū)的含水層較淺，并且必須有較好的接地條件。瞬變電磁法它是以電磁波傳播理論作為基礎(chǔ)，因為電磁波可以穿越較深的地層，并且這種方法可以使用不接地回線發(fā)射和接收電磁信號，對勘測場地的條件要求不高，因而可以在水源井勘查工程中發(fā)揮很大的作用[1]。在本次水源井孔位的選址中，擬選用瞬變電磁法來進行富水區(qū)域的勘測。

1 研究現(xiàn)狀

瞬變電磁法（Transient Electromagnetic Methods）又叫時間域電磁法（Time-Domain Electromagnetic Methods），簡稱TEM或TDEM，是近年來國內(nèi)外發(fā)展得較快、地質(zhì)效果比較好的一種電法勘探分支方法[2]。它是利用不接地回線發(fā)射一次磁場，在一次磁場的間歇周期內(nèi)，使用不同回線進行二次感應(yīng)磁場的接收，該二次電磁場是由地下的低阻導(dǎo)體激發(fā)進而引起的渦流所產(chǎn)生的非穩(wěn)磁場。與其他探測方法相比，它具有探測深度大、信息量豐富、工作效率高等優(yōu)點[3]。在利用瞬變電磁法探測水源的應(yīng)用中，侯彥威等人[4]認(rèn)為該方法可以直接觀測純二次場，具有對低阻體反應(yīng)敏感、受地形影響小、工作速度快等特點，通過對該方法特點及關(guān)鍵性施工技術(shù)的研究，可以達到實現(xiàn)較大深度的精確探測的目的，是一種比較理想和有效的物探手段。

2 礦區(qū)地球物理特征

結(jié)合水源井所在礦區(qū)構(gòu)造特征、地層特征、水文地質(zhì)特征以及得到的測井?dāng)?shù)據(jù)等材料，可以知道勘測區(qū)各巖層層位比較穩(wěn)定，在無異常的情況下各層位電性在橫向上是均一的（相對縱向來講）。當(dāng)勘查區(qū)域內(nèi)存在局部異常體時，就會出現(xiàn)電阻率局部區(qū)，例如溶洞、裂隙和斷層等空隙較為發(fā)育的區(qū)段富集大量水體時；如果地層穩(wěn)定，溶洞較少，斷層和裂隙發(fā)育但其中儲存的水體較少區(qū)段，表現(xiàn)為相對高阻異常區(qū)。在對巖溶、裂隙發(fā)育區(qū)的位置和分布范圍大小進行勘測時，勘測區(qū)的地球物理學(xué)基礎(chǔ)是富水發(fā)育區(qū)相對于周圍地層會存在明顯的電性差異，主要表現(xiàn)為局部電阻異常升高。

3 瞬變電磁數(shù)據(jù)采集、處理和修正

根據(jù)勘測目的任務(wù)，布置的瞬變電磁測線網(wǎng)為40×40m，對外業(yè)采集到的瞬變電磁數(shù)據(jù)進行初步校驗；校驗合格的資料，要及時進行預(yù)處理，對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)要通過軟件計算出每一個測量點的視電阻率。根據(jù)勘測的視電阻率數(shù)據(jù)，進行視電阻率斷面圖繪制，并為定性分析和定量解釋提供最基本的圖文資料。原始數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換為視電阻率電性參數(shù)，在處理過程中要最先對畸變點標(biāo)記并剔除掉，然后利用預(yù)處理軟件，對二次電位進行更細(xì)致的內(nèi)插，從而進行細(xì)分層，并計算視電阻率。使用軟件進行定性圖件視電阻率擬斷面圖的繪制后，在利用“差值法”消除低阻屏蔽，再對個別受干擾點進行濾波處理，最后生成視電阻率斷面圖[5-7]，如圖1。

由圖中分析可以看出，地層電性分層明顯，由于淺部存在勘測盲區(qū)，視電阻率值變現(xiàn)為空白；下部地層埋深在500m（標(biāo)高1100m），為白堊系地層，其中上部視電阻率值較低，分析為泥巖、砂質(zhì)泥巖的電性反應(yīng)，下部視電阻率值相對較高，為礫巖的電性反應(yīng)；埋深在500～800m（標(biāo)高1100m～800m）為二疊系和石炭系的綜合反應(yīng)；埋深800m（標(biāo)高800m）以深視電阻率值明顯升高，為奧陶系灰?guī)r的電性反應(yīng)，疑為奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育富水落陷柱。圖2是在某孔旁所采集的數(shù)據(jù)進行橫向視電阻率分層圖。據(jù)圖分析：淺部地層約120m以淺視電阻率值為空白，說明淺部盲區(qū)在120m左右；下部地層到480m左右為白堊系地層，其中埋深在210～230m及380～470m左右的高阻層為礫巖的電性反應(yīng)，埋深270～380m附近明顯的低阻層為泥巖、砂質(zhì)泥巖的電性反應(yīng)；埋深在480～800m為二疊系和石炭系的綜合反應(yīng)；其中埋深在770～800m左右的相對低阻層為石炭系本溪組鋁土泥巖的電性反應(yīng)；800m以深視電阻率值明顯升高，為奧陶系灰?guī)r的電性反應(yīng)。

4 結(jié)束語

結(jié)合礦區(qū)的水文地質(zhì)狀況和地球物理特征，利用地面瞬變電磁法在工程勘查找水中發(fā)揮很大的作用，且具有深度大、信息豐富、效率高等優(yōu)點；溶裂隙發(fā)育多集中在斷層及陷落柱附近，奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育的富水異常區(qū)，在富水一場區(qū)域進行水源井的定孔，比較合理。

參考文獻：

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[3]張保祥，劉春華.瞬變電磁法在地下水勘查中的應(yīng)用綜述[J].地球物理學(xué)進展，2004，03：537-542.

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