綜合物探方法在花崗巖地區(qū)礦泉水勘查中的應(yīng)用

易強(qiáng) 李望明 黎景開(kāi)

摘 ?要 ?本文主要介紹了通過(guò)綜合物探方法在炎陵花崗巖地區(qū)礦泉水勘查中的應(yīng)用并能取得很好的效果。采用聯(lián)合剖面法進(jìn)行掃面工作，追索斷裂構(gòu)造的走向;采用激發(fā)極化法、EH4大地電磁測(cè)深法查明垂向電性層分布及富水性情況并確定探水孔。經(jīng)鉆探驗(yàn)證后，涌水量達(dá)500m3/d以上，能滿足礦泉水開(kāi)采要求。

關(guān)鍵詞 ?聯(lián)合剖面法;激發(fā)極化法;EH4;礦泉水資源

中圖分類號(hào)：P631.3 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The article mainly introduces the application of integrated geophysical prospecting method in mineral water exploration in granite area of Yanling， and it can achieve good results. The composite profile method is adopted to sweep the surface and trace the fault structure. The induced polarization method and the EH4 magnetotelluric sounding method were used to find out the distribution of vertical electric layer and the condition of water abundance， and to determine the sounding hole. After the drilling verification， the water inflow reaches above 500m3/d， which can meet the mineral water mining requirements.

Keywords： composite profile method; induced polarization method; EH4 telluric electromagnetic sounding method; Mineral water resources

1 ?工作區(qū)水文地質(zhì)概況

本文所介紹水文物探項(xiàng)目位于湖南省炎陵縣霞陽(yáng)鎮(zhèn)境內(nèi)，屬湘東山丘區(qū)，位于羅霄山脈中段偏西，主要為低山～中山地貌。工作區(qū)內(nèi)主要地層為花崗巖，由萬(wàn)洋山巖體的加里東期第一次、第二次侵入體組成，巖性主要為灰白色中粒斑狀黑云母花崗巖，局部有奧陶系變質(zhì)石英砂巖與板巖。經(jīng)前期地質(zhì)調(diào)查，沿沖溝有斷層通過(guò)，其走向約北東，傾向南南東，傾角約75-85°，斷層破碎帶寬大于20m，為富水構(gòu)造，該場(chǎng)地總體上為富水中等。

2 ?物探方法的選擇

2.1 工作方法選擇

本次水文物探目的為查明區(qū)內(nèi)天然礦泉水資源的賦存情況，推斷導(dǎo)水和富水構(gòu)造的分布情況，擬采用綜合物探方法：聯(lián)合剖面法、激發(fā)極化法、EH4大地電磁測(cè)深法。根據(jù)前期水文地質(zhì)調(diào)查，首先在區(qū)內(nèi)用聯(lián)合剖面法進(jìn)行掃面工作，追索斷裂構(gòu)造的走向，確定斷裂構(gòu)造在平面上的分布位置，采用大小2個(gè)極距進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：大極距AB/2=260m，MN=40m;小極距AB/2=150m，MN=20m，點(diǎn)距=20m。在有異常出現(xiàn)的物探測(cè)線中，均采用兩個(gè)極距進(jìn)行采集。在聯(lián)合剖面法掃面工作結(jié)束后，在異常區(qū)有針對(duì)性的進(jìn)行激發(fā)極化法和EH4大地電磁測(cè)深法，查明垂向電性層分布及富水性情況，最終確定探水孔位置。其中激發(fā)極化法采用對(duì)稱四極等比裝置：AB/2=1.5～500m，MN/2：AB/2=1：5。EH-4大地電磁測(cè)深系統(tǒng)通過(guò)X、Y兩個(gè)方向的磁偶極子，同時(shí)接收和分析X、Y兩個(gè)方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，反演X-Y電導(dǎo)率張量剖面，采集高低頻段數(shù)據(jù)，電極距為20m，16次數(shù)據(jù)疊加。

2.2 物探測(cè)線布置

根據(jù)本次水文物探任務(wù)要求和場(chǎng)地條件，在工作區(qū)場(chǎng)地布置了6條常規(guī)電法測(cè)線（4線、6線、7線、8線、10線、12線），物探測(cè)線布置及推斷成果圖詳見(jiàn)圖1。其中4線、6線為順沖溝方向布設(shè)，7線、8線、10線、12線為垂直沖溝方向布設(shè)。

3 ?物探成果解釋

3.1聯(lián)合剖面法

6條常規(guī)測(cè)線均進(jìn)行了聯(lián)合剖面法工作，經(jīng)數(shù)據(jù)采集后，4線、6線聯(lián)合剖面法曲線無(wú)明顯物探異常。7線聯(lián)合剖面法曲線（圖2）在1060號(hào)點(diǎn)左右呈臺(tái)階狀異常特征;8線聯(lián)合剖面法曲線（圖2）在1160號(hào)點(diǎn)左右呈臺(tái)階狀異常特征，10線聯(lián)合剖面法曲線（圖2）在1000號(hào)點(diǎn)左右呈臺(tái)階狀異常特征，12線聯(lián)合剖面法曲線（圖2）在1040號(hào)點(diǎn)左右呈臺(tái)階狀異常特征。由于斷裂構(gòu)造F使上下盤(pán)錯(cuò)動(dòng)造成地層抬升，再加上工作區(qū)場(chǎng)地位于沖溝，測(cè)線垂直沖溝布設(shè)，兩側(cè)有地形起伏而并非平坦地層上低阻脈狀體，從而使聯(lián)合剖面法曲線出現(xiàn)臺(tái)階狀異常特征而未見(jiàn)明顯的正交點(diǎn)異常。根據(jù)7線1060號(hào)點(diǎn)、8線1160號(hào)點(diǎn)、10線1000號(hào)點(diǎn)、12線1040號(hào)點(diǎn)異常位置連線，結(jié)合前期水文地質(zhì)資料分析，推斷上述異常位置連線為斷裂構(gòu)造F的反映（詳見(jiàn)圖1）。

3.2 激發(fā)極化法

在完成聯(lián)合剖面法掃面工作后，在7線聯(lián)合剖面法異常點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行了激發(fā)極化法（圖3），從激發(fā)極化法斷面圖中可以看出，在1020-1060號(hào)點(diǎn)段，呈臺(tái)階狀異常特征，推斷為斷裂構(gòu)造F的反映，傾向南東，傾角較陡。

根據(jù)7線1060號(hào)點(diǎn)（圖4）激電測(cè)深曲線，在AB/2=100—180m，ρs曲線呈拐折異常同時(shí)為相對(duì)低阻，視極化率ηs、半衰時(shí)TH、衰減度D曲線呈相對(duì)峰值異常，富水性較好，推斷為含水?dāng)嗔哑扑槎蔚漠惓７从场?/p>

3.3 EH4大地電磁測(cè)深法

為進(jìn)一步確定斷裂構(gòu)造F的深部發(fā)育情況及驗(yàn)證激發(fā)極化法成果，在10線（由于7線異常點(diǎn)位置在水田中，EH4無(wú)法進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集）異常區(qū)開(kāi)展了EH4大地電磁測(cè)深法（圖5），從斷面圖中可以看出，在1000-1120號(hào)點(diǎn)段，呈臺(tái)階狀異常特征，與7線激電測(cè)深法視電阻率斷面圖中異常位置吻合，推斷為斷裂構(gòu)造F的反映，從圖中可看出傾向南東，傾角較陡。

3.4 物探成果驗(yàn)證

結(jié)合水文地質(zhì)調(diào)查資料，本次水文物探先通過(guò)聯(lián)合剖面法在物探工作區(qū)進(jìn)行掃面工作，追索斷裂構(gòu)造的走向及平面分布;在聯(lián)合剖面法異常點(diǎn)位置有針對(duì)性的進(jìn)行了激發(fā)極化法及EH4工作，并根據(jù)激發(fā)極化法中的極化率、半衰時(shí)、衰減度等含水因子綜合評(píng)價(jià)了富水性，推斷了一條北東向斷裂構(gòu)造F，該斷裂構(gòu)造為工作區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)水富水構(gòu)造，最終根據(jù)物探資料分析推斷，在7線1060號(hào)點(diǎn)布設(shè)探水孔ZK1，設(shè)計(jì)孔深200m，后經(jīng)鉆探施工及抽水試驗(yàn)，在ZK1號(hào)探水孔，日涌水量在500m3/d以上，能夠滿足地下礦泉水開(kāi)采的要求，達(dá)到了本次水文物探的目的。

4 ?結(jié)論

在花崗巖地區(qū)，由于巖層厚度大，巖體密實(shí)，再加上裂隙不發(fā)育，風(fēng)化裂隙水貧乏，唯有通過(guò)水文地質(zhì)調(diào)查及專項(xiàng)水文物探工作，找到含水?dāng)嗔褬?gòu)造帶，才能有效的利用深部地下礦泉水資源，并能滿足水量需求。本文即是綜合應(yīng)用物探中的聯(lián)合剖面法、激發(fā)極化法、EH4大地電磁測(cè)深法在深厚花崗巖地區(qū)進(jìn)行地球物理勘探，并能取得良好的探測(cè)效果，達(dá)到工作目的。

參考文獻(xiàn)/References

[1]雷宛，肖宏躍，鄧一謙.工程與環(huán)境物探教程[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2]李金銘.激發(fā)極化法方法技術(shù)指南[M].北京：地質(zhì)出版社，2004.

[3]卞兆津，葉明金，劉斌輝.紅層地區(qū)綜合應(yīng)用聯(lián)合剖面法和激發(fā)極化法找水一例[J].物探與化探，2008，32（3）：306-307.

[4]劉得福，呂旭紅，任多魁.綜合電法在祁連山山前缺水區(qū)尋找地下水的 應(yīng)用[J].物探與化探，2006，30（1）.