綜合物探方法在礦山水文地質(zhì)資源勘查中的應(yīng)用

賴 楠

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410129）

經(jīng)實(shí)際勘查發(fā)現(xiàn)我國(guó)各個(gè)不同地區(qū)水文地質(zhì)資源分布不均勻。現(xiàn)階段，我國(guó)很多地區(qū)仍然面臨著水文資源短缺現(xiàn)象，對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的改善造成了較大的影響。

因此，相關(guān)工作人員針對(duì)礦區(qū)水文地質(zhì)資源勘查工作給予了高度重視，并且傳統(tǒng)形勢(shì)下所使用的地球物理方法，在水文地質(zhì)條件勘查工作中一直進(jìn)行使用，通過不同電阻率測(cè)量功的方法以及激發(fā)極化法等組合使用，所取得的水資源勘查工作效果相對(duì)比較明顯。

1 放射性測(cè)量法的工作原理

氡氣測(cè)量法是放射性測(cè)量過程當(dāng)中比較常用的測(cè)量方式，通過運(yùn)用測(cè)氡儀器設(shè)備，測(cè)量井下水中的氡氣含量濃度。通過對(duì)氡氣含量濃度大小的具體分布特點(diǎn)，可以有效解決一些地質(zhì)性問題，如圖1所示。氡屬于一種惰性氣體，主要是以游離原子的形式沿著巖石空隙或者在土壤空氣當(dāng)中形成遷移，因此在地層構(gòu)造破碎帶和裂隙發(fā)育帶內(nèi)部，氡季的遷移效率相對(duì)較高[1]。

圖1 放射性測(cè)量法的工作原理

通常情況下放射性異常產(chǎn)生的原因分為以下幾種形式：第一，在不同的地質(zhì)條件當(dāng)中，放射性物質(zhì)的礦物質(zhì)含量有所差異，構(gòu)造活動(dòng)會(huì)造成礦石產(chǎn)生破碎或者直接出現(xiàn)斷裂問題，在巖石破碎帶和裂隙位置礦石條件的射氣系數(shù)，以及在整個(gè)氣體的遷移工作效果上相對(duì)比較明顯，會(huì)造成社區(qū)更加容易到達(dá)于地面而產(chǎn)生異?，F(xiàn)象。第二，由于礦山地下水所產(chǎn)生的地球化學(xué)作用，會(huì)造成地層中的一些放射性元素產(chǎn)生不同程度的變化，進(jìn)而形成異常問題，地下水分主要包含了土壤水、層間水、裂隙水以及巖溶水等，裂隙帶是地下水儲(chǔ)存和移動(dòng)最為強(qiáng)烈的地帶[2]。

2 綜合物探法在水資源勘查工作當(dāng)中的具體應(yīng)用

由于電阻率法受到地形條件曠體因素等方面干擾，在整個(gè)成井效率上相對(duì)較低，激發(fā)極化法可以有效補(bǔ)充定阻率，勘查工作中存在的一些問題，但是所產(chǎn)生的一些異常情況也相對(duì)較多。

在近幾年的發(fā)展過程中，瞬變電子技術(shù)在世界各個(gè)國(guó)家應(yīng)用程度越來越高，在水文地質(zhì)資源勘查工作中，通過采用不接地回線發(fā)射一次場(chǎng)，同時(shí)在一次場(chǎng)的間歇空間范圍內(nèi)，合理運(yùn)用回線來接收二次感應(yīng)磁場(chǎng)，通過所接觸到的二次感應(yīng)磁場(chǎng)，所形成的物流會(huì)形成非穩(wěn)定性時(shí)長(zhǎng)。在垂直方向和橫向方向上分辨率較高，同時(shí)受地質(zhì)噪音的影響程度相對(duì)較小，對(duì)低電阻的反應(yīng)靈敏程度相對(duì)較低，在地下水勘查工作當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛，如圖2所示。

圖2 地面瞬變電磁法勘測(cè)地質(zhì)坡面圖

研究礦區(qū)整體的地質(zhì)條件構(gòu)成比較復(fù)雜，通過勘查區(qū)域的水文地質(zhì)條件情況分析，在勘查測(cè)量深度范圍內(nèi)可以將其分為松散沉積層空隙水，也稱之為空隙裂隙水，以及基礎(chǔ)巖石裂隙水兩種形式[3]。

在本次野外勘查工作過程中，使用地面瞬變電磁法來進(jìn)行礦山水文地質(zhì)資源的勘探，選用的是長(zhǎng)沙白云儀器開發(fā)有限單位生產(chǎn)的MSD-1脈沖瞬變電磁機(jī)械設(shè)備，發(fā)射線框標(biāo)準(zhǔn)為1000m×600m的矩形回線大線框，在線框內(nèi)部設(shè)定出兩條測(cè)量線，其中一條為主測(cè)量線一條為輔助測(cè)量線。在測(cè)量工作中沿著北偏西45°的方向來進(jìn)行，設(shè)置點(diǎn)間距大小為30m，線間距大小為200m，接收線圈的等效面積為2200m2，供電電流為2A。

通過本次野外綜合物探勘查工作得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，有效對(duì)比兩條勘測(cè)線電阻率，斷面圖像如圖3所示：

圖3 線瞬變電磁視電阻率斷面圖及放射性剖面圖

在0m～140m范圍內(nèi)電阻率比值相對(duì)較高，同時(shí)電性反應(yīng)為140Ω·m～240Ω·m范圍之間，電阻率先降低后上升，同時(shí)在局部區(qū)域存在一處低電阻異常現(xiàn)象，在250m～500m之間電阻率呈現(xiàn)為先上升后減小，整個(gè)電性反應(yīng)為120Ω·m ～180Ω·m之間，局部存在相對(duì)較高的電阻在500m～800m之間，整個(gè)電阻率變化相對(duì)較大，同時(shí)高低阻相間。

在橫向勘查方向上處于0m～300m之間，整體的電阻率變化，連續(xù)性相對(duì)較強(qiáng)，其中并不存在明顯的高低阻問題，同時(shí)在300m～800m之間，電阻率高低相近情況比較明顯，并且在40～58號(hào)點(diǎn)位當(dāng)中，整體的形態(tài)表現(xiàn)為向上彎曲和局部低阻異常情況，其中所勘測(cè)到的異常深度達(dá)到400m左右[4]。通過對(duì)比分析一線和二線勘測(cè)所得到的電阻率斷面信息，結(jié)果其中二線具有更加良好的電性條件，同時(shí)對(duì)比測(cè)量曲線在40～46號(hào)點(diǎn)位存在明顯的異常情況，如圖4所示：

圖4 線視電阻率斷面圖

通過結(jié)合瞬變電磁和放射性剖面數(shù)據(jù)分析，可以有效得出該段異常問題，主要形成原因是因?yàn)榇嬖诖竺娣e的裂隙發(fā)育存在。

因此，可以將礦山井下勘查的位置設(shè)置在44號(hào)點(diǎn)位出，并且通過后續(xù)的鉆井驗(yàn)證工作發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的水體含量相對(duì)較高，整體的出水量可以達(dá)到60m3/h。

3 結(jié)語

相關(guān)研究部人員通過綜合物探方法，有效驗(yàn)證礦山不同區(qū)域地層礦石條件破碎帶所含有的水文地質(zhì)資源情況，通過高密度電法等對(duì)勘查區(qū)域范圍內(nèi)的水體覆蓋狀況進(jìn)行全面評(píng)估和了解，從中可以發(fā)現(xiàn)井下水文地質(zhì)資源的具體分布位置，可以實(shí)現(xiàn)資源勘查工作效果。