綜合物探方法在礦山水文地質資源勘查中的應用

賴 楠

（湖南省有色地質勘查局二四七隊，湖南 長沙 410129）

經實際勘查發現我國各個不同地區水文地質資源分布不均勻。現階段，我國很多地區仍然面臨著水文資源短缺現象，對當地區域的經濟發展以及人們生活質量的改善造成了較大的影響。

因此，相關工作人員針對礦區水文地質資源勘查工作給予了高度重視，并且傳統形勢下所使用的地球物理方法，在水文地質條件勘查工作中一直進行使用，通過不同電阻率測量功的方法以及激發極化法等組合使用，所取得的水資源勘查工作效果相對比較明顯。

1 放射性測量法的工作原理

氡氣測量法是放射性測量過程當中比較常用的測量方式，通過運用測氡儀器設備，測量井下水中的氡氣含量濃度。通過對氡氣含量濃度大小的具體分布特點，可以有效解決一些地質性問題，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中形成遷移，因此在地層構造破碎帶和裂隙發育帶內部，氡季的遷移效率相對較高[1]。

圖1 放射性測量法的工作原理

通常情況下放射性異常產生的原因分為以下幾種形式：第一，在不同的地質條件當中，放射性物質的礦物質含量有所差異，構造活動會造成礦石產生破碎或者直接出現斷裂問題，在巖石破碎帶和裂隙位置礦石條件的射氣系數，以及在整個氣體的遷移工作效果上相對比較明顯，會造成社區更加容易到達于地面而產生異常現象。第二，由于礦山地下水所產生的地球化學作用，會造成地層中的一些放射性元素產生不同程度的變化，進而形成異常問題，地下水分主要包含了土壤水、層間水、裂隙水以及巖溶水等，裂隙帶是地下水儲存和移動最為強烈的地帶[2]。

2 綜合物探法在水資源勘查工作當中的具體應用

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

在近幾年的發展過程中，瞬變電子技術在世界各個國家應用程度越來越高，在水文地質資源勘查工作中，通過采用不接地回線發射一次場，同時在一次場的間歇空間范圍內，合理運用回線來接收二次感應磁場，通過所接觸到的二次感應磁場，所形成的物流會形成非穩定性時長。在垂直方向和橫向方向上分辨率較高，同時受地質噪音的影響程度相對較小，對低電阻的反應靈敏程度相對較低，在地下水勘查工作當中應用非常廣泛，如圖2所示。

圖2 地面瞬變電磁法勘測地質坡面圖

研究礦區整體的地質條件構成比較復雜，通過勘查區域的水文地質條件情況分析，在勘查測量深度范圍內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行礦山水文地質資源的勘探，選用的是長沙白云儀器開發有限單位生產的MSD-1脈沖瞬變電磁機械設備，發射線框標準為1000m×600m的矩形回線大線框，在線框內部設定出兩條測量線，其中一條為主測量線一條為輔助測量線。在測量工作中沿著北偏西45°的方向來進行，設置點間距大小為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據進行進一步處理，有效對比兩條勘測線電阻率，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范圍內電阻率比值相對較高，同時電性反應為140Ω·m～240Ω·m范圍之間，電阻率先降低后上升，同時在局部區域存在一處低電阻異常現象，在250m～500m之間電阻率呈現為先上升后減小，整個電性反應為120Ω·m ～180Ω·m之間，局部存在相對較高的電阻在500m～800m之間，整個電阻率變化相對較大，同時高低阻相間。

在橫向勘查方向上處于0m～300m之間，整體的電阻率變化，連續性相對較強，其中并不存在明顯的高低阻問題，同時在300m～800m之間，電阻率高低相近情況比較明顯，并且在40～58號點位當中，整體的形態表現為向上彎曲和局部低阻異常情況，其中所勘測到的異常深度達到400m左右[4]。通過對比分析一線和二線勘測所得到的電阻率斷面信息，結果其中二線具有更加良好的電性條件，同時對比測量曲線在40～46號點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

通過結合瞬變電磁和放射性剖面數據分析，可以有效得出該段異常問題，主要形成原因是因為存在大面積的裂隙發育存在。

因此，可以將礦山井下勘查的位置設置在44號點位出，并且通過后續的鉆井驗證工作發現，該區域的水體含量相對較高，整體的出水量可以達到60m3/h。

3 結語

相關研究部人員通過綜合物探方法，有效驗證礦山不同區域地層礦石條件破碎帶所含有的水文地質資源情況，通過高密度電法等對勘查區域范圍內的水體覆蓋狀況進行全面評估和了解，從中可以發現井下水文地質資源的具體分布位置，可以實現資源勘查工作效果。