物探技術探明灰巖溶洞水的應用

孫 陽　孫玉禮　孫森林（.豐城礦務局尚莊煤礦，江西　豐城　3343；.江西昌盛礦業有限責任公司，江西　萍鄉　33700）

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物探技術探明灰巖溶洞水的應用

孫 陽1孫玉禮2孫森林2
（1.豐城礦務局尚莊煤礦，江西豐城331143；2.江西昌盛礦業有限責任公司，江西萍鄉337100）

摘要：江西昌盛公司鐵礦利用物探技術探明灰巖溶洞水，為防治水工作指明了方向。本文說明了水文物探的工作目的和任務，介紹了水文物探工作方法與技術。

關鍵詞：物探；探明；灰巖溶洞水

1 前言

江西省地質礦產局第二物探大隊702隊承擔了江西昌盛礦業有限公司鐵礦區電法勘探項目，起止時間為2014年7月11日～2014年8月19日，為期40天。

2 水文物探的工作目的和任務

礦方根據鐵礦層在地下的分布情況，要求此次電法勘探平面布置成210m×600m，垂向70m～200m；平面60m×900m，垂向70m～210m。兩區域根據電場規律，結合礦區的地質情況，解釋推斷范圍可以向四周延伸，尤其是60m×900m范圍可延展至80m×900m。

3 區域地質概況與地球物理特征

3.1 工作區內出露的地層以及電法解釋成果

第四系（Q），上部沖洪積砂礫石層及礫石亞砂土，下部殘坡積碎石亞砂土及粘土碎石礫石層。砂礫石雖透水性強，但都在淺部遠離礦體，該含水層對礦體開采無影響。該巖性層在此次工作中沒有進行電參數測定，根據以往工作Ps值在幾十到幾百Ωm不等。上部灰黑色薄層狀粗-細粉砂巖；中、下部為中、細粒砂巖、粉砂巖、煤。該巖性組地下水不發育，為隔水層，工作區內也沒有該巖性發育，未做電參數測定工作。但以往在該巖性層內做過大量工作，Ps值一般在100Ωm左右變化。當沖組（P2d），深灰色薄層狀石灰巖夾鈣質頁巖、泥灰巖、含錳灰巖。該巖性組工作區內沒有出現，未進行電參數測定。茅口組（P1m），灰色灰白色中厚層狀灰巖，夾少量白云質灰巖。該巖性雖工作區內未出現，但我們做了相當多的工作。礦區所在地區Ps值1000Ωm以上。這一帶茅口灰巖內可能硅質成份要多，硅質成份多，難以形成地下水通道。棲霞灰巖（P1g），灰色厚層狀石灰巖夾薄層狀炭質頁巖，底部為深灰色厚層狀燧石灰巖。灰巖及燧石灰巖屬易溶巖性，有巖溶裂隙水發育可能。棲霞灰巖同樣做過大量工作，Ps值的變化在100Ωm～300Ωm變化。壺天灰巖（C2＋3），灰白肉紅色厚層狀白云質灰巖、淺灰色灰巖。該巖性層地下水發育十分豐富，尤其是礦區所在地區，單井涌水量最大可達200t/h。該巖性層內同樣做了大量地面電法工作，Ps值變化較大，富水性弱的區域Ps值在200Ωm～400Ωm，富水性強的區域1000Ωm到幾千Ωm。

3.2 地質構造

測區范圍內從1∶5000地質圖看出有F2、F24兩條斷層穿過。該圖詳細描繪了這兩條斷層的性質和走向，兩斷層都屬正斷層，并屬張性斷層，張性斷層有利于地下水溝通。兩斷層的走向大體為南北向，傾向大體向西，傾角都在70°左右。張性構造易形成地下水通道。該區地電特征，產生高阻值體上下移動或左右移動的地段，可定性為構造電性特征。

4 水文物探工作方法與技術

4.1 物探剖面線布設

物探剖面線由礦方展布，定位定點和測量高程全部用經緯儀或全站儀測定，測量精度可靠。此次布置10條勘探線，共84個測點。

4.2 水文物探（地面電法）工作方法和工作精度

本次采用的儀器：雙頻道數字激電儀SQ-3C。觀測參數：PsFs；工作精度：按《中華人民共和國地質礦產行業標準》，DZ/T0070-93、DZ/T0072-93執行。工作中進行了質量檢查，均方誤差為2.15﹪；工作裝置：對稱四極電測深、三極電測深；供電極距：AB極大＝500m，AB極小＝140m；測量極距：MN極大＝20m。

5 電法勘探成果解釋與推斷

5.1 各剖面Ps值解釋

（1）本測區地電特征3個關鍵點：①Ps值大于1000Ωm的地段定性為富水巖性層。②大于或等于1000Ωm與小于1000Ωm兩巖性接觸面，接觸面有利于富水，尤其受構造引起高阻值巖性層與低阻泥炭質接觸面。③高阻體的位移定性為構造引起。（2）3、4剖面線同樣合并解釋。3線58-93點位在垂向地表70m上部全部大于1000Ωm。同樣4線58-88點位在垂向地表70m上部也大于1000Ωm，同樣考慮電場漸近趨勢，該地段的巖性不能定性為全部富水。所以4線78點位附近有40m左右的富水段。3線78點位附近有60m左右的富水段。3線、4線沒有斷層電性出現。（3）5線、6線剖面合并解釋。5線、6線深度110m同樣在79-89點位處Ps值大于1000Ωm，該地段定性為富水巖層引起，兩線都沒有構造電性出現。（4）7線、8線剖面合并解釋。7線3個點段上（110m）出現Ps值大于1000Ωm，分別是45-57點位、73點位、77點位；定性為富水巖層引起。8線在110m深度沒有出現大于1000Ωm地段。7線、8線未見構造電性出現。（5）9線、10線合并解釋。9線、10線剖面110m深度81點位附近出現大于1000Ωm，分析也是富水巖性引起，剖面曲線大部分地段沒有構造電性出現。

5.2 斷面Ps值電性特征與解釋

考慮到電場的漸近趨勢，所以斷面圖的采用深度110m。各剖面77點位附近明顯有一高阻巖脈出現，該高阻巖脈是整個測區主要富水段。其它地段也有大于1000Ωm巖性層出現，都定性為富水巖性。斷面圖構造電性不明顯。

表1

6 結論與建議

資料解釋就是將大于1000Ωm地段定性為富水地段。富水區域分別在11點位上出現。詳見富水點位一覽表，見表1。（1）8#點位富水范圍最大，所以建議在8#點位中心處進行鉆探驗證。（2）根據資料分析，全測區垂向地表150m深度以后沒有富水巖性反映。（3）每一階段都要挖好排水溝，配備足夠容量的水倉。（4）要準備兩路來自不同電源的供電線路，避免因停電而造成淹井事故。

參考文獻

[1]孔長來，彭曉娟.橫塘鐵礦利用物探技術探查灰巖巖溶水的實踐[J].Jiangxi Coal Science ＆ Technology，2012（01）：57-59.

中圖分類號：P631.8

文獻標識碼：A