大地電磁測(cè)深法在地下水勘查中的應(yīng)用

劉毅

中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 貴州貴陽(yáng) 550081

大地電測(cè)探深法具備著許多特點(diǎn)，比如設(shè)備簡(jiǎn)練、辦法簡(jiǎn)單便捷、能勘測(cè)的深度比較大等，是一種勘測(cè)深埋隧洞的重要方法。該方法可以將隧洞的沿線進(jìn)行勘探能夠獲取到單點(diǎn)測(cè)深的曲線，以及獲取到二維或者是三維的電阻率等視圖，對(duì)此工作人員可以通過(guò)曲線獲取到隧洞的地址條件。因?yàn)榈刭|(zhì)機(jī)構(gòu)或者地下水等因素會(huì)對(duì)巖體的電磁性造成一定的影響，這也說(shuō)明了勘探到的信息擁有多解性的特點(diǎn)。

1 大地電磁測(cè)深法科學(xué)理論

電磁勘探技術(shù)是利用天然場(chǎng)源或者是人工的場(chǎng)源在地上測(cè)量出的許多電、磁場(chǎng)的不堅(jiān)決特點(diǎn)來(lái)獲取電阻抗，戶外測(cè)量獲取的信息通過(guò)傅里葉變換進(jìn)行轉(zhuǎn)變過(guò)后用能譜的方式進(jìn)行存儲(chǔ)[1]。利用能譜值計(jì)算出的外表阻會(huì)呈現(xiàn)出凌亂頻率函數(shù)，對(duì)于這個(gè)函數(shù)，其高頻的數(shù)據(jù)會(huì)被淺部或者是被測(cè)點(diǎn)周圍的地質(zhì)體而影響，而低頻的數(shù)據(jù)則是被深部或者是較遠(yuǎn)的地質(zhì)體所影響。通過(guò)一次測(cè)量可以測(cè)量出測(cè)量點(diǎn)下方垂直地層的電阻率的估算值，并且也將測(cè)量點(diǎn)的地點(diǎn)凌亂性給標(biāo)記清楚了。

2 戶外數(shù)據(jù)搜集應(yīng)用

MT是可以對(duì)天然源頻率域進(jìn)行物探的一種方法，該方法利用觀測(cè)電、磁兩場(chǎng)的改動(dòng)特性來(lái)對(duì)地下電性結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘探[2]。當(dāng)電磁波在傳達(dá)到地下的時(shí)候，地表觀測(cè)到的電磁場(chǎng)數(shù)值就會(huì)將地下介質(zhì)的有關(guān)電性信息給包括進(jìn)去，由于會(huì)遭受到趨膚效應(yīng)的影響，高頻率的電磁波衰減的速度會(huì)特別快，而低頻率的衰減的速度會(huì)比較慢，而專家就能通過(guò)這么一個(gè)過(guò)程對(duì)地表不同頻率下電磁場(chǎng)的影響探討，得出不同深度范圍所具有的不同電阻率特征。在野外工作時(shí)將一條MT剖面給安頓完成后，通過(guò)“十”字型，四重量丈量的野外步極方法，也就是Ex與Hy，Ey與Hx。在步站的過(guò)程中時(shí)，利用測(cè)繩來(lái)對(duì)電極距進(jìn)行準(zhǔn)確判定，用森林羅盤將方位角的度數(shù)給控制好，同時(shí)一塊運(yùn)用水平尺來(lái)確認(rèn)磁探頭的放置是否水平，在進(jìn)行野外的施工時(shí)必須嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施。通過(guò)使用MTU-5大地電磁搜集系統(tǒng)中其帶有的GPS定位系統(tǒng)可以做到分頻率分時(shí)間的搜集，這也是當(dāng)前國(guó)際上最為先進(jìn)的系統(tǒng)。在探測(cè)時(shí)由于存在的溝壑比較多，為了能夠給搜集的質(zhì)量提供保障，所以需要盡可能的選取平坦方位的布設(shè)測(cè)點(diǎn)。

3 綜合成果解譯分析

3.1 推斷相關(guān)解釋依據(jù)

巖石地層電阻率和其自身的性質(zhì)以及賦存的物質(zhì)存在著一定的聯(lián)系，對(duì)于松懈砂巖、礫巖的孔隙度較大、含水性也比較強(qiáng)，在阻值上不高于細(xì)密砂巖；對(duì)于粘土類泥巖常常呈現(xiàn)為低阻；白云巖以及灰?guī)r的阻值就比較中等或者偏高，但是如果是處在破碎帶或者包含水的方位上，阻值就會(huì)明顯比圍巖好低得多；火成巖以及變質(zhì)巖的阻值表現(xiàn)為高阻值。

在反演電阻率的斷面上，一些厚層或者巖性略微單一的巖層都表現(xiàn)出安穩(wěn)的電性層；而對(duì)于薄層、改動(dòng)比較大且不均勻的巖層，則表現(xiàn)為透鏡體狀的電性結(jié)構(gòu)層。如果當(dāng)電阻率等值線出現(xiàn)了比較明顯的小范圍梯度變動(dòng)或者是某個(gè)地方的電阻率的兩頭有差異，則可以解釋其為巖性界面。

3.2 電性解釋

3.2.1 單點(diǎn)曲線剖析及反演

在進(jìn)行大地電磁測(cè)深的過(guò)程中，進(jìn)行實(shí)際測(cè)出曲線類型的分析與比較的環(huán)節(jié)，是資料解說(shuō)中不可或缺的一部分。通過(guò)對(duì)測(cè)出的曲線剖析，就可以大致的了解到測(cè)點(diǎn)下方介質(zhì)電阻率的特征，其會(huì)伴隨深度的全體改動(dòng)。曲線類型的不同也同樣能夠突出地下不同電性所具有的散布特征。TE、TM兩種方法的首支重合，可以標(biāo)明淺部電性介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征，其為一維結(jié)構(gòu)，并且地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)略，電性體的結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。對(duì)于低頻的部分，TE、TM的方法可以對(duì)曲線別離較為照顧，指示深部介質(zhì)表現(xiàn)為二維結(jié)構(gòu)[3]。

3.2.2 二維反演

對(duì)于縱向來(lái)說(shuō)，電阻率等值線存在明顯的分層，從淺部一直到深部，電阻率值會(huì)呈現(xiàn)明顯的高低改動(dòng)特征，層狀散布主要體現(xiàn)出低到高再到低的結(jié)構(gòu)。如果剖面的視電阻率的最小值大約為1歐·米，而最大值要大于900歐·米，這時(shí)一整個(gè)剖面的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的是低-高-低的三層結(jié)構(gòu)[4]。

4 地下水資源剖析

對(duì)于各區(qū)域的地勢(shì)條件來(lái)說(shuō)，如果測(cè)量區(qū)域是在黃河的岸邊、地勢(shì)比較低緩，大氣降水或者水源供給比較充足；上部三疊系的底層有數(shù)百米的厚度；對(duì)于地質(zhì)的資料來(lái)說(shuō)，三疊系地層的巖性主要還是為砂巖，泥巖等，其前者擁有著一定程度的透水性，而后者則是阻水性，而對(duì)于推斷出的三疊系地層，會(huì)推斷出現(xiàn)比較有規(guī)模并且與水平相近的低阻帶兩層，上層的深度大約在200-300米之間，底層深度大約在800-900米之間，低阻上頂所包含的水分會(huì)比較豐富，所以能夠拿來(lái)當(dāng)做取用地下水的首選層位。從垂向，在穿過(guò)三疊、石炭以及二疊之后會(huì)進(jìn)入到奧陶系地層中，該巖性主要是灰?guī)r，并且極有可能有裂隙水與溶洞水的存在，同時(shí)水質(zhì)比較好，但是該頂板需要埋深在兩千米左右，所需要用的本錢太高[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

由于天然場(chǎng)源的大地點(diǎn)磁測(cè)深法所擁有的勘測(cè)深度大，操作便捷等眾多優(yōu)點(diǎn)，如今已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)大地勘探領(lǐng)域，由大地電磁測(cè)深反演的有效成果，能夠?yàn)樵摰貐^(qū)地下水資源的點(diǎn)評(píng)工作的開(kāi)展提供了科學(xué)合理有效的保障，并且也很好的表明了大地電磁測(cè)深法對(duì)于地下水勘探工作的幫助，能夠發(fā)揮出重要的作用。