地下水勘查中可控源音頻大地電磁法的應(yīng)用研究

張杰

【摘要】隨著我國(guó)地質(zhì)勘探領(lǐng)域的研究逐漸深入， 可控源音頻大地電磁法作為地下水勘探中的重要組成部不僅關(guān)系著地下水勘探中的工作成效，而且對(duì)地下水勘探的整體研究活動(dòng)具有重要影響。

【關(guān)鍵詞】地下水勘查；可控源音頻大地電磁法；應(yīng)用研究

前言：

可控源音頻大地電磁法是我國(guó)近年使用的一種新型地下水勘探方法，在實(shí)際的使用過程中展現(xiàn)出對(duì)深部地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)的優(yōu)勢(shì)。因此，在具體的地下水勘查活動(dòng)行中，常使用該方法對(duì)中深部地?zé)豳Y源與地下水資源進(jìn)行探查，并取得了較好的使用效果。

一、可控源音頻大地電磁法概述

可控源音頻大地電磁法既是指通過人工控制的方式建立電磁場(chǎng)源，進(jìn)而對(duì)勘探地域?qū)嵤╊l率探測(cè)。此種電磁勘探方式在我國(guó)主要應(yīng)用于石油、礦產(chǎn)資源的勘探以及對(duì)水文、礦床等環(huán)境進(jìn)行探測(cè)的方面，與其它勘探方式相比具有工作效率高與勘測(cè)深度較大的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)勘探事業(yè)的發(fā)展中是一種使用較為頻繁的地球物理勘測(cè)方法。

二、水文地質(zhì)概況

（一）地質(zhì)構(gòu)造

山西省襄垣縣善福鄉(xiāng)上豐村工作區(qū)位于襄垣縣城北約6公里，榆長(zhǎng)公路從村中穿過。地貌特征為典型的黃土地貌，地表黃土梁、峁為主，村東、村西部沖溝發(fā)育，均為近南北走向。溝谷深切，谷壁陡峭，地勢(shì)西高東低。地面高程黃1035～950米。構(gòu)造以北東向傾伏褶皺為主，南部則近南北向，東翼北段地層傾向西北，傾角15°，受襄垣與長(zhǎng)治間斷裂構(gòu)造切割，巖層波狀起伏，構(gòu)成小型向斜構(gòu)造。工作區(qū)位于上遙背斜的西翼，地層呈單斜構(gòu)造，傾向西，局部的次一級(jí)斷層在地表無(wú)表現(xiàn)。

（二）松散層孔隙水

松散層孔隙水是指主要分布在干旱荒漠盆地地域、山間盆地地域中的山前平原以及河谷平原地域的第四系砂礫石、卵礫石、含泥質(zhì)砂礫石及砂層中的地下水資源。該地出露地層均為第四系黃土所覆蓋，表層上更新統(tǒng)黃土狀已剝蝕殆盡，出露中更新統(tǒng)地層及河谷內(nèi)的全新統(tǒng)地層。在工作區(qū)附近也多有采空后的老煤窯，導(dǎo)致松散層孔隙水已經(jīng)疏干。

（三）煤系地層裂隙水

在我國(guó)地下水蘊(yùn)藏結(jié)構(gòu)中，裂隙水是丘陵地區(qū)以及山地區(qū)域供水的重要水源，其中包含的煤系地層裂隙水則是礦坑充水的重要來(lái)源。工作區(qū)域中地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，區(qū)域內(nèi)除東部灰?guī)r裸露區(qū)及零星出露碎屑巖地層的較大溝谷中直接接受降水補(bǔ)給外，大部分地區(qū)覆蓋厚50～80米的第四系松散層，大氣降水通過松散層間直接補(bǔ)給下部煤系地層，上下含水層之間水力聯(lián)系密切。區(qū)內(nèi)地下水總體運(yùn)動(dòng)方向由西北流向東南。

三、可控源音頻大地電磁法在地下水勘察中的實(shí)際的應(yīng)用

（一）可控源音頻大地電磁法勘探設(shè)備

本次勘探使用加拿大鳳凰地球物理公司V6-A多功能電磁勘測(cè)系統(tǒng)。

（二）工作布置

在上豐村村委會(huì)指定的水泥預(yù)制廠一帶進(jìn)行了布置了直流電法勘探點(diǎn)2個(gè)，電磁法剖面4條。測(cè)線及測(cè)點(diǎn)位置示意圖見圖1：

電磁法勘探V6A采集系統(tǒng)每個(gè)排列采集7個(gè)電阻率測(cè)深點(diǎn)，根據(jù)工作場(chǎng)地條件，在廠中間布置剖面一條（Ⅰ排列），在郗家煙村北到小路邊布置兩條（Ⅱ排列、Ⅲ排列），在北圍墻外布置一條（Ⅳ排列）。

（三）廠南Ⅲ排列剖面分析

本文依據(jù)最終定井的廠南CSAMTⅢ剖面電阻率曲線剖面圖進(jìn)行分析，埋深0～80米電阻率小于20Ω·M推測(cè)為松散層，受地形影響水平80～160米出現(xiàn)局部上翹；埋深80～100米，電阻率高阻圈20～60Ω·M推測(cè)為厚層砂；埋深100～190米電阻率20～50Ω·M推測(cè)為石炭系泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤系地層；190～520米電阻率50～200Ω·M推測(cè)為石炭系太原組灰?guī)r、峰峰組灰?guī)r；埋深520～620米，電阻率30～200Ω·M推測(cè)為純灰?guī)r，低阻圈為溶洞發(fā)育；埋深620～680米，電阻率大于200Ω·M推測(cè)為白云質(zhì)灰?guī)r；埋深650～800米，電阻率40～1500米Ω·M推測(cè)為白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。

綜合對(duì)可控源音頻大地電磁法的利用以及對(duì)資料的詳細(xì)分析，對(duì)井位進(jìn)行確認(rèn)在廠南CSAMTⅢ剖面的第2個(gè)測(cè)量電極點(diǎn)為宜。建議鉆井深度為700米，推測(cè)水位埋深360米左右，取水目的層為上、下馬家溝組巖溶裂隙水，日出水量推測(cè)為250噸左右。經(jīng)山西省煤田229地質(zhì)隊(duì)施工完成，出水量達(dá)到17立方米/小時(shí)，日出水量達(dá)400噸，施工過程中在520米、570米出現(xiàn)兩次比較明顯的漏水過程。

結(jié)論：本文通過對(duì)可控源音頻大地電磁法與水文地質(zhì)情況的簡(jiǎn)單概述，進(jìn)而分別從勘探設(shè)備應(yīng)用、勘探工作布置方面、廠南Ⅲ排列剖面分析三方面對(duì)可控原因的拼大地電磁法在地下水勘探中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)探討。希望本文能夠?yàn)樵摲N勘探方法的實(shí)際使用提供積極意義，并為地下水勘探活動(dòng)的整體發(fā)展提供積極的促進(jìn)意義。