綜合物探方法在尋找地下水資源上的應用

（安徽省地礦局313地質隊 安徽六安237010）

（安徽省地礦局313地質隊 安徽六安237010）

本文主要介紹目前主流的物探方法在尋找地下水資源上的應用原理，并結合某找水實例說明多種物探方法在尋找地下熱水資源方面的實際效果和可行性，為未來在不同地區運用綜合物探方法尋找地下水資源提供借鑒和方向。

綜合物探地下水資源應用

1 物探方法在尋找地下水資源的方法分類

1.1 磁法

磁法工作原理是通過測量不同磁化強度的各種巖、礦石在地磁場中所引起的磁場變化(即磁異常),并研究這些磁異常的空間分布特征、規律,及與地質體間的關系,從而作出地質解釋沉積巖的磁性取決于它是否含有鐵磁性礦物,若含有隨母巖侵蝕而來的磁性顆粒,它將顯示磁性,含的鐵磁性礦物愈多其磁性也愈強。有的沉積巖幾乎不含任何鐵磁性礦物。在沉積巖地區,磁異常一般是侵入巖體存在的反映,而侵入巖的存在又是地熱形成的決定因素,是熱能之源。

1.2 放射性探測法

自然界存在三個放射性元素系（鈾一鐳系、釷系和錒系），但在巖石和水中分布較廣泛的，主要有鈾（U）、鐳（Ra）、氡（Rn）、釷（Th）和鉀（40K）。天然放射性元素發生衰變時能放出α、β、γ射線，而這些射線的強度可利用核輻射探測儀器加以測定。尚須指出，用放射性方法所測量到的射線，主要是氡及其子體產生的，而鈾、鐳等元素放出的射線是次要的，故氡及其子體是放射性探測法首先重視的對象。

由于地下水中所含放射性物質甚微，所以利用天然放射性找水，并非直接測定地下水的放射性，而是通過測定巖石的放射性差異去判斷有無含水的巖層，有無可供地下水賦存的斷裂、裂隙（通道）構造。放射性探測的方法很多，但都是基于測量氡及其子體的射線強度。

1.3 直流電法

直流電法勘查是以研究地下地質體的電阻率差異為基礎的電法勘查方法。聯合剖面是由二個三極裝置聯合組成，電源的負極置于無窮遠，電性的正極接向A極或B極，供電極和測量電極同時沿測線移動觀測，查明某一深度電性層沿水平方向的變化情況。該方法是尋找陡立良導薄脈或追索直立低阻破碎帶的最有效的方法之一。

1.4 激發極化法

對地下地質體(巖、礦石)供入一直流脈沖ΔVl,,在斷開供電電流后,電位差在最初一瞬間快速衰減,到一定數值后,衰減速度放慢,如果把激發場ΔV1稱作一次場的話,則把斷電后觀測到的衰減電場稱為二次場,它是由電化學過程產生的極化場,這種現象稱為激發極化效應。激發極化法就是研究巖礦、地層激發極化效應的方法。激發極化法最重要的優點是對含水地層的反映直觀、受地形影響小。根據經驗,弱含水地層激發比(J)一般情況下小于0.3%,衰減度(D)小于40%。如果地下存在好的含水層,則J、D值均會增高。

1.5 交變電磁場法

電磁法是近二三十年才推出的新物探方法，這種方法是以巖石、礦石（包括水）的導電性、導磁性及介電性的差異為基礎，通過對以上物理場空間和時間分布特征的研究，達到查明隱伏地質體和地下水的目的。目前已在生產中使用的有甚低頻電磁法、頻率測深法、地質雷達法等。

2 綜合物探方法在尋找地下水資源上的應用

2.1 工區地質概況

查區內出露地層較簡單，主要為早古生代—晚太古代的大別山構造混雜巖，屬于構造巖石單位。大面積地分布著各個時期的巖漿巖，古老的變質表殼巖只是呈透鏡狀和條帶狀散布于變形變質侵入巖中，因而變質表殼巖形成的褶皺形態已不完整?？辈閰^斷裂構造計有斷層10條，根據方向可分為北西向、近南北向、近東西向三組。

區內出露巖石主要有黑云斜長片麻巖、花崗巖、角閃輝石巖橄欖輝石巖。物性結果表明，區內各類巖石的電阻率ρ都在n×102―n×10的四次方歐姆?米，而熱泉水電阻率僅在17―22歐姆?米范圍變化，兩者電性差異幾十倍乃至幾百倍，圍巖相對于富水的構造破碎帶都是高阻地質體，所以物探用電阻率法尋找地下熱田和地下熱水構造破碎帶是具備良好的地球物理條件的。

2.2 工作方法及結果

根據工區地質特征，本次找水物探工作選取了磁法，聯合剖面法，電測深法和α卡法。物探工作完成1：5000磁法測量4.59Km2，大致圈定了花崗巖的范圍，粗略了解了查區內的巖性分布特征。

完成8條測線的電阻率聯合剖面測量，實測結果顯示，8條剖面均有較明顯低阻正交點反映，當AO=BO=110m、210m時，正交點在剖面分布位置分別如下：4線：85，91；95。6線：91；89。8線：87；63，89。10線：95；71，81，89。12線：65，81；71，81，89。14線：67；67。16線：77；57，77。18線：55；55，95

聯合剖面法結果表明，在6線、8線、10線三線的大號點區域有明顯的低阻異常區，其曲線異常特征相似，故在緊鄰已施工孔的10線西側的8線布設了電阻率垂向測深剖面一條。從結果看，AO=BO=110m、210m時，分別在88號點左右有明顯低阻正交點反映，說明該處很可能有含水構造存在。在測深斷面圖上該特征更明顯，在88-96點間有一明顯的低阻異常等值圈分布，其中心等值圈完整封閉，視電阻率僅30歐姆.米,相應的激電異常表現為相對高值。

另外，在異常較好的6，8，10線分別進行了α卡剖面測量，8線α卡剖面測量結果也顯示，在78、88、92、98號點有明顯的異常反映。

綜合上述異常特征推測，該處很可能有含水構造存在。后在8線92點布孔，經鉆探證實，打出一口出水溫度為66℃的熱水井，日出水量超過400立方米，取得了良好的地質效果。

3 結論

實踐證明，單一的物探方法在尋找地下水方面產生的多解性給解釋工作帶來很大干擾，選用合理的綜合物探方法可以有效消除多解性的影響，提高解釋準確性。綜合運用包括常規電法、電磁法、放射性法等物探方法，是找水最經濟、快速、準確的手段，不同的地區還可以采用不同的方法，靈活運用。

[1]可控源音頻大地電磁法及其應用.湯井田，何繼善.長沙：中南大學出版社.2005

[2]地磁場與磁力勘探.管志寧.北京：地質出版社.2005

綜合物探方法在尋找地下水資源上的應用

■馬健

P345[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-153-1