物探方法 之充电法
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常规物探充电法在水文勘查工作中解决地下水流向及流速的应用王艾【摘要】充电法是常规物探的一种方式,将其用于水文勘查可实时掌握地下水运动情况。
利用电法物探原理,结合工程案例,介绍了高密度电阻率法在地下水勘查中的应用情况,对地下水运行情况进行物探分析。
【期刊名称】《资源信息与工程》【年(卷),期】2016(031)003【总页数】2页(P54-55)【关键词】常规物探;充电法;地下水;应用【作者】王艾【作者单位】贵州地矿基础工程有限公司,贵州贵阳500081【正文语种】中文【中图分类】P64由于多方面因素影响,地下水枢纽施工常面临着诸多问题,使得导流结构布局达不到预定要求,施工单位需从招投标阶段拟定计划方案,为地下水勘查提供良好的作业环境。
因此,充分利用常规物探掌握地下水运行情况,对整个地下水区域规划具有重要意义。
大河煤矿位于盘县城北东的淤泥乡,矿区距淤泥乡政府4.5 km,距盘县城关镇28km,盘县至淤泥乡公路从矿区西侧通过,矿区距松河火车站20 km,交通方便。
矿区地理坐标:东经104°44′25.3″~104°45′27.9″;北纬25° 58′13.6″~25°58′41.7″。
高密度电阻率法是一种阵列勘探方法,其物理原理是利用地下介质间的导电性差异。
同常规电阻率法一样,它通过A、B电极向地下供应电流I,然后在M、N极间测电位差,从而可求得该点(M、N之间)的视电阻率值ρα(见图1)。
地下水赋存于岩溶裂隙及基岩风化裂隙、构造裂隙中,按地层岩性及含水介质组合特征、水动力条件,区域地下水类型分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水三类,沿岩层走向或倾向径流,在地势低洼及压力减少处以泉点形式排泄。
(1)松散岩类孔隙水。
赋存于第四系(Q)残坡积、冲积、洪积层孔隙内,不整合覆于各地层之上,区域厚度不均。
含水微弱,透水性强,受大气降雨影响,季节变化大,富水性贫乏-中等。
充电法及CSAMT法物探在玉龙温泉勘查中的运用分析【摘要】温泉区域地质构造相对较复杂,为解决深层地质问题,查明地质构造特征和地下水分布,通常先利用高精度工程物探方法进行地质调查,获取物探成果作为地热钻孔实施的前提和依据。
本文以湖北省随州市洪山镇新阳玉龙温泉为例,通过充电法及CSAMT法物探方法的综合运用,来查明断裂带深部地质构造特征及地下水分布情况,为地热钻孔位布置提供依据。
【关键词】温泉;物探方法;断裂构造;地下水1.前言湖北省随州市洪山镇新阳玉龙温泉为湖北省著名温泉之一。
该温泉位于襄广大断裂西段耿集—古井深断裂带上,属断层泉。
温泉附近断裂构造发育:耿集—古井深断裂为一北西向逆掩断层,上盘为随县群浅变质岩,下盘为寒武—震旦纪沉积地层;三里岗—青岩头断裂为其分支断裂,二者在新阳交汇,其间分布狭长条带状白垩纪沉积砾岩。
温泉正位于交汇处附近,与断裂构造密切相关。
温泉附近的随县群岩性为浅灰色变砂岩、绿泥绢云石英片岩;寒武—震旦纪沉积地层出露灯影组浅灰色厚层状状白云岩;天河板—石龙洞组深灰色薄—中厚层白云岩、泥质条带灰岩、炭质灰岩。
钻孔中见有肉红色灰(白云岩)岩,可能在地下赋存有覃家庙组。
该温泉存在热泉出水口,水量约300t/d、水温约37.5°C,在大洪山温泉旅游开发运行中,发现该温泉水量、水温不能满足开发需要,须进一步查明断裂带深部地质构造特征及地下水分布情况,为地热钻孔位布置提供依据。
该项目勘查过程中采用了充电法及CSAMT法物探方法。
2.测试原理及资料采集整理2.1 测试原理充电法:分别以冷、热泉水出口为电源阳极,于2到3公里外布置电源阴极,以恒压电源供电。
根据观测的等电位线可以判断地下水的流向, 分别判断热泉泉水来源或通道。
CSAMT法:属人工源频率测深,是根据不同频率的电磁波在地下传播有不同的趋肤深度δ,通过对不同频率电磁场强度的测量就可以得到该频率所对应深度的地电参数,从而达到测深的目的。
电法勘探概念:电法勘探是根据岩石和矿石导电性的差异,在地面上不断改变供电电极和测置电极的位置,观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布,了解测点电阻率沿深度的变化,达到测深、找矿和解决其他地质问题的目的场源稳定电流场:点电源电场、两异极性点电源电场、偶极子源电场。
变化电流场:电磁场装置类型:对称四极、三极、偶极计算的电阻率,不是某一岩层的真电阻率,而是在电场分布范围内、各种岩石电阻率综综合影响的结果。
我们称其为视电阻率,并用ρs来表示:)1.3.5(IUK MNs∆=ρ高密度电阻率法的测量过程高密度电法野外工作方法:1)测区的选择和测网的布设2)装置形式及参数的选择a装置的选择b极距的确定c测点的分布高密度电法工作原理:高密度电阻率法是集测深和剖面法于一体的一种多装置、多极距的组合方法,它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息的特点。
自然电场:由地球表层内矿体、地下水和各种水系间的物理化学作用产生的电场。
自然电场的形成原因:氧化还原:地下水溶液与矿石间的电化学作用。
过滤作用(吸附):地下水的渗流和过滤作用。
接触扩散:矿化溶液的离子在岩石交界面上的扩散和岩石骨架对离子的吸附作用。
自然电场分类:1、电化学活动形成的自然电场2、过滤电场3、扩散电场激发极化法(简称激电法)是以不同岩、矿石激电效应之差异为物质基础,通过观测和研究大地激电效应,来探查地下地质情况的一种分支电法。
电子导体的激发极化机理电子导体(包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石)的激发极化机理一般认为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。
离子导体的激发极化机理双电层形变形成激发极化的速度和放电的快慢,决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径长短,因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数(即充电和放电较慢)。
这是用激电法寻找地下含水层的物性基础。
充电法:是以岩石电阻率为基础的一种直流电法勘探,根据充电体与围岩电性差异,向充电矿体充电,使充电体变为一等位体或似等位体,研究充电体和其周围电场分布特征,从而解决充电体的形状、大小和产状等地质问题充电法原理:充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天然或人工露头接上供电电极(A)进行充电(用直流电源,也可用交流电源),另一供电电极(B)置于远离充电体的地方。