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)出對深部地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測的優(yōu)勢。因此，在具體的地下水勘查活動(dòng)行中，常使用該方法對中深部地?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源，進(jìn)而對勘探地域?qū)嵤╊l率探測。此種電磁勘探方式在我國主要應(yīng)用于石油、礦產(chǎn)資源的勘探以及對水文、礦床等環(huán)境進(jìn)行探測的方面，與其它勘探方式相比具有工作效率高與勘測深度較大的優(yōu)勢，在我國勘探事業(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，局部的次一級斷層在地表無表現(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。測線及測點(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)電阻率測深點(diǎn)，根據(jù)工作場地條件，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推測為厚層砂；埋深100～190米電阻率20～50Ω·M推測為石炭系泥巖、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推測為白云質(zhì)灰?guī)r；埋深650～800米，電阻率40～1500米Ω·M推測為白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。

綜合對可控源音頻大地電磁法的利用以及對資料的詳細(xì)分析，對井位進(jìn)行確認(rèn)在廠南CSAMTⅢ剖面的第2個(gè)測量電極點(diǎn)為宜。建議鉆井深度為700米，推測水位埋深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：本文通過對可控源音頻大地電磁法與水文地質(zhì)情況的簡單概述，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。