廣東省粵北地區(qū)綜合利用物探方法尋找水源

沈建鴻

摘要：物探可根據(jù)巖石和礦石電學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)電性、電化學(xué)活動(dòng)性、電磁感應(yīng)特性和介電性，即所謂“電性差異”）判斷是否富水構(gòu)造和研究地質(zhì)構(gòu)造，從而推斷水源大概位置。通過儀器觀測(cè)人工的、天然的電場(chǎng)或交變電磁場(chǎng)，分析、解釋這些場(chǎng)的特點(diǎn)和規(guī)律達(dá)到找斷層、構(gòu)造目的。

關(guān)鍵詞：音頻大地電磁測(cè)量[1]；高密度電阻率法測(cè)量[2]；找水；構(gòu)造

1.前言

廣東省河源市龍川縣某村，位于龍川縣中部，山地廣闊，丘陵眾多，屬粵北丘陵山區(qū)，區(qū)內(nèi)氣候穩(wěn)定，雨量充足，屬亞熱季風(fēng)氣候。周圍出露震旦系變質(zhì)砂巖，北邊有龍川斷層。村內(nèi)取水不足，急需一口新井為村莊提供水源，在此基礎(chǔ)上，我隊(duì)承接了此任務(wù)，在水文地質(zhì)填圖調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過在勘查區(qū)開展EH4音頻大地電磁測(cè)量[3]和高密度電法測(cè)量工作，探索、了解、驗(yàn)證勘查區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造分布規(guī)律、分布情況，尋找地下尤其深部與富水相關(guān)的斷裂構(gòu)造，推斷該區(qū)地下深部富水層位置及其補(bǔ)給通道與源頭，為取水鉆孔的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供理論依據(jù)，完成地?zé)嵴{(diào)查的目的。

2.方法選擇

開展水文地質(zhì)填圖調(diào)查之后，發(fā)現(xiàn)地下找水潛力較大。因勘察區(qū)位于居民村子附近，周圍電線桿、人為活動(dòng)等干擾因素較多，為進(jìn)一步探索勘查區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造深部展布情況及各地層接觸和不整合接觸關(guān)系，推測(cè)勘查區(qū)是否有富水構(gòu)造、斷裂存在，擬開展EH4音頻大地電磁測(cè)量和高密度電法測(cè)量工作。

EH4為美國EMI電磁儀器公司與GEOMETRICS公司聯(lián)合開發(fā)的STRATAGEM（TM）電導(dǎo)率成像系統(tǒng)，該儀器巧妙地采用了天然場(chǎng)和人工場(chǎng)相結(jié)合的方式。

高密度電法勘探采用重慶地質(zhì)儀器廠研制生產(chǎn)的WDJD-3型電高密度電法儀。

3.技術(shù)要求

3.1 EH4音頻大地電磁測(cè)量

EH4音頻大地電磁測(cè)量參照《大地電磁測(cè)深法技術(shù)規(guī)程》（DZ/ T0173-1997）、《物化探工程測(cè)量規(guī)范》（DZ/T0153-95）執(zhí)行。

（1）測(cè)線布設(shè)采用不規(guī)則測(cè)網(wǎng)，測(cè)線用地質(zhì)羅盤確定方位，點(diǎn)距為10m，測(cè)量點(diǎn)采用經(jīng)檢驗(yàn)校準(zhǔn)后的手持便攜GPS定位儀測(cè)量，點(diǎn)位誤差不超過圖上1.25mm。

（2）測(cè)線與測(cè)量點(diǎn)按商議的設(shè)計(jì)工作內(nèi)容進(jìn)行布置，根據(jù)實(shí)際情況個(gè)別測(cè)量點(diǎn)在一定范圍內(nèi)調(diào)整，在相應(yīng)比例尺圖上不超過0.5cm。

（3）測(cè)量時(shí)遠(yuǎn)離電磁干擾源，在高壓電力線、電站200m以外，方可開展測(cè)量，遇可疑干擾，做好相應(yīng)記錄。

（4）每一個(gè)物理測(cè)量點(diǎn)采用相同電極距，x方向前后距中心放大器各10m，y方向左右距中心放大器各10m，每根電極需4/5扎實(shí)入地，接觸良好。

（5）考慮儀器測(cè)量頻率段重疊因素，每個(gè)物理測(cè)量點(diǎn)分別觀測(cè)低頻率段與高頻率段，每一頻段疊加7次數(shù)，個(gè)別檢查測(cè)量點(diǎn)疊加10次數(shù)。

（6）每個(gè)物理測(cè)量點(diǎn)除儀器電子自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)外，同時(shí)在紙質(zhì)記錄本上詳細(xì)抄記x、y與高程GPS坐標(biāo)讀數(shù)，并描述地物、地貌等條件要素。

3.2高密度電法測(cè)量

野外工作參數(shù)：電極數(shù)60或90個(gè)，極間距5m，采用溫納—施倫貝爾裝置。

野外數(shù)據(jù)采集注意以下事項(xiàng)：

（1）利用GPS及羅盤布設(shè)電極；

（2）保證各電極和電纜連接良好，每天清洗電極和電纜連接點(diǎn)，在安插電極時(shí)，將電極和電纜連接點(diǎn)擦拭干凈，同時(shí)檢查接點(diǎn)處有無泥土和異物，保證電極、電纜連接良好，減小接地電阻，提高供電效能，數(shù)據(jù)采集前，檢測(cè)每個(gè)電極的接地電阻，保證接地電阻≤50KΩ·m；

（3）野外測(cè)試時(shí)，詳細(xì)填寫野外班報(bào)，以供質(zhì)量監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理。

（4）采集過程全程監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理，保證采集數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

同時(shí)做好地形修改工作，減少地形影響對(duì)成果精度的影響。

為做好資料解釋工作，提高解釋精度，室內(nèi)解釋人員在進(jìn)場(chǎng)后，參加了對(duì)野外踏勘工作，并在解釋過程中聽取野外物探施測(cè)人員對(duì)野外情況的介紹，對(duì)有疑問的地方，再次前往實(shí)地進(jìn)行觀察，使解釋結(jié)果更真實(shí)、可靠。

4.完成情況

本次工作完成EH4音頻大地電磁測(cè)量測(cè)線1條，長(zhǎng)度為180m（點(diǎn)距10m），共19個(gè)地球物理測(cè)量點(diǎn)，測(cè)線方位為43°；高密度電法測(cè)量剖面2條，剖面長(zhǎng)分別為300m和450m，共計(jì)750m，方位不一。完成詳細(xì)情況見表1。

5.成果與評(píng)價(jià)

本次物探測(cè)量工作取得較好成果，根據(jù)2條高密度電法測(cè)線和EH4測(cè)線視電阻率的幅值、形態(tài)、連續(xù)性和空間分布規(guī)律，推斷出兩條地質(zhì)構(gòu)造，圈定1處富水地區(qū)，提高了在勘查區(qū)內(nèi)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

（1）如圖1，從Y01號(hào)線高密度電法斷面成果圖可見，Y01號(hào)高密度電法測(cè)線視電阻率總體在80Ω·m～5500Ω·m范圍內(nèi)，視電阻率總體呈現(xiàn)為西北端高，中間低，西南端較高。于剖面46～65號(hào)電極下方0m～80m位置有寬約95m，傾角為約69°的帶狀低阻異常區(qū)，異常區(qū)連續(xù)性好，規(guī)模較大，根據(jù)其幅值、形態(tài)、連續(xù)性和空間分布規(guī)律，結(jié)合地表構(gòu)造出露情況，推斷可能是構(gòu)造破碎帶含水導(dǎo)致。

（2）如圖2，從Y02號(hào)線高密度電法斷面成果圖可見，YG02號(hào)高密度電法測(cè)線視電阻率總體不高，主要集中在100Ω·m～1800Ω·m范圍內(nèi)。剖面中部，即30～44號(hào)電極下方，0m～55m有條帶狀高阻異常區(qū)，規(guī)模不大，連續(xù)性較好，傾向北東，傾角約為34°。根據(jù)幅值、形態(tài)、連續(xù)性和空間分布規(guī)律，結(jié)合地質(zhì)資料，正北邊硅化帶出露情況及現(xiàn)場(chǎng)地表勘查情況，推斷高阻異常區(qū)可能為北邊硅化帶延伸部分。51～60號(hào)電極下方出現(xiàn)低阻異常，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，可能為地表水塘引起低阻反應(yīng)。

（3）如圖3，從E01號(hào)線音頻大地電磁測(cè)量斷面成果圖可見，EY01號(hào)剖面視電阻率總體在100Ω·m～5000Ω·m范圍內(nèi)，視電阻率總體呈現(xiàn)為淺部低阻，深部高阻。E1異常帶為高阻異常，分布于E01號(hào)測(cè)線4號(hào)～11號(hào)測(cè)量點(diǎn)下方110m～ 500m深度范圍內(nèi)，視電阻率值主要為2400Ω·m～5000Ω·m， E1異常帶周邊，高阻到低阻突變明顯，連續(xù)性好，范圍較大，呈條帶狀分布，傾向北東，傾角約77°，根據(jù)其幅值、形態(tài)、連續(xù)性和空間分布規(guī)律，結(jié)合地質(zhì)資料，推斷E1高阻區(qū)可能為構(gòu)造硅化帶或者為北東方向的花崗巖巖體侵入。

6.結(jié)論與建議

6.1結(jié)論

經(jīng)分析評(píng)價(jià)所圈定低阻異常帶（區(qū)）成果，根據(jù)圈定異常的幅值、分布、形態(tài)、規(guī)模、埋深與連續(xù)性等主要特征，結(jié)合勘查區(qū)及其周邊區(qū)域地質(zhì)、水文資料進(jìn)行綜合分析，依據(jù)扶貧找水的目的，推斷如下結(jié)論：

（1）如附圖1所示，Y01號(hào)線高密度電法測(cè)量推斷構(gòu)造H1為帶狀低阻異常區(qū)，寬約95m，傾向西北，傾角為約69°，與實(shí)地勘查地表出露位置吻合，結(jié)合地質(zhì)資料和地表泉點(diǎn)分布位置，推斷H1構(gòu)造為富水構(gòu)造。

（2）Y02和E01號(hào)測(cè)線所推斷構(gòu)造均為高阻異常，不具備富水條件。

6.2建議

（1）建議對(duì)推斷構(gòu)造H1進(jìn)行查證，確定構(gòu)造傾向，傾角的推斷是否正確。

（2）如圖1所示，建議于Y01號(hào)測(cè)線63號(hào)點(diǎn)位置，即測(cè)線310m位置布置鉆孔，孔深100m。

7.結(jié)語

在實(shí)際測(cè)量中，高密度電法易受靜態(tài)效應(yīng)和體積效應(yīng)影響，廣東省河源市龍川縣屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，常年雨量充沛，土壤濕度大，導(dǎo)電率較好；該點(diǎn)在村子附近，人類活動(dòng)頻繁，在測(cè)量期間有大量人類活動(dòng)影響；這種復(fù)雜的情況可考慮多種物探方法共同進(jìn)行，此次EH4音頻大地電磁測(cè)量和高密度電阻率測(cè)量體現(xiàn)物探的精準(zhǔn)性，排除了單一物探時(shí)的異常無法解釋的問題，針對(duì)不同問題，靈活利用多種物探方法，對(duì)以后的地災(zāi)、找水、勘探都會(huì)有很大幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[3]胥珍，楊豪. EH4電磁法在工程勘察中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程. 2013（3）136-137.