綜合物探方法在花崗巖地區礦泉水勘查中的應用

易強 李望明 黎景開

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

關鍵詞 ?聯合剖面法;激發極化法;EH4;礦泉水資源

中圖分類號：P631.3 ? ? ? ? ?文獻標識碼：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 ?工作區水文地質概況

本文所介紹水文物探項目位于湖南省炎陵縣霞陽鎮境內，屬湘東山丘區，位于羅霄山脈中段偏西，主要為低山～中山地貌。工作區內主要地層為花崗巖，由萬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，局部有奧陶系變質石英砂巖與板巖。經前期地質調查，沿沖溝有斷層通過，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，為富水構造，該場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內天然礦泉水資源的賦存情況，推斷導水和富水構造的分布情況，擬采用綜合物探方法：聯合剖面法、激發極化法、EH4大地電磁測深法。根據前期水文地質調查，首先在區內用聯合剖面法進行掃面工作，追索斷裂構造的走向，確定斷裂構造在平面上的分布位置，采用大小2個極距進行數據采集：大極距AB/2=260m，MN=40m;小極距AB/2=150m，MN=20m，點距=20m。在有異常出現的物探測線中，均采用兩個極距進行采集。在聯合剖面法掃面工作結束后，在異常區有針對性的進行激發極化法和EH4大地電磁測深法，查明垂向電性層分布及富水性情況，最終確定探水孔位置。其中激發極化法采用對稱四極等比裝置：AB/2=1.5～500m，MN/2：AB/2=1：5。EH-4大地電磁測深系統通過X、Y兩個方向的磁偶極子，同時接收和分析X、Y兩個方向的電場和磁場，反演X-Y電導率張量剖面，采集高低頻段數據，電極距為20m，16次數據疊加。

2.2 物探測線布置

根據本次水文物探任務要求和場地條件，在工作區場地布置了6條常規電法測線（4線、6線、7線、8線、10線、12線），物探測線布置及推斷成果圖詳見圖1。其中4線、6線為順沖溝方向布設，7線、8線、10線、12線為垂直沖溝方向布設。

3 ?物探成果解釋

3.1聯合剖面法

6條常規測線均進行了聯合剖面法工作，經數據采集后，4線、6線聯合剖面法曲線無明顯物探異常。7線聯合剖面法曲線（圖2）在1060號點左右呈臺階狀異常特征;8線聯合剖面法曲線（圖2）在1160號點左右呈臺階狀異常特征，10線聯合剖面法曲線（圖2）在1000號點左右呈臺階狀異常特征，12線聯合剖面法曲線（圖2）在1040號點左右呈臺階狀異常特征。由于斷裂構造F使上下盤錯動造成地層抬升，再加上工作區場地位于沖溝，測線垂直沖溝布設，兩側有地形起伏而并非平坦地層上低阻脈狀體，從而使聯合剖面法曲線出現臺階狀異常特征而未見明顯的正交點異常。根據7線1060號點、8線1160號點、10線1000號點、12線1040號點異常位置連線，結合前期水文地質資料分析，推斷上述異常位置連線為斷裂構造F的反映（詳見圖1）。

3.2 激發極化法

在完成聯合剖面法掃面工作后，在7線聯合剖面法異常點區域進行了激發極化法（圖3），從激發極化法斷面圖中可以看出，在1020-1060號點段，呈臺階狀異常特征，推斷為斷裂構造F的反映，傾向南東，傾角較陡。

根據7線1060號點（圖4）激電測深曲線，在AB/2=100—180m，ρs曲線呈拐折異常同時為相對低阻，視極化率ηs、半衰時TH、衰減度D曲線呈相對峰值異常，富水性較好，推斷為含水斷裂破碎段的異常反映。

3.3 EH4大地電磁測深法

為進一步確定斷裂構造F的深部發育情況及驗證激發極化法成果，在10線（由于7線異常點位置在水田中，EH4無法進行野外數據采集）異常區開展了EH4大地電磁測深法（圖5），從斷面圖中可以看出，在1000-1120號點段，呈臺階狀異常特征，與7線激電測深法視電阻率斷面圖中異常位置吻合，推斷為斷裂構造F的反映，從圖中可看出傾向南東，傾角較陡。

3.4 物探成果驗證

結合水文地質調查資料，本次水文物探先通過聯合剖面法在物探工作區進行掃面工作，追索斷裂構造的走向及平面分布;在聯合剖面法異常點位置有針對性的進行了激發極化法及EH4工作，并根據激發極化法中的極化率、半衰時、衰減度等含水因子綜合評價了富水性，推斷了一條北東向斷裂構造F，該斷裂構造為工作區內主要導水富水構造，最終根據物探資料分析推斷，在7線1060號點布設探水孔ZK1，設計孔深200m，后經鉆探施工及抽水試驗，在ZK1號探水孔，日涌水量在500m3/d以上，能夠滿足地下礦泉水開采的要求，達到了本次水文物探的目的。

4 ?結論

在花崗巖地區，由于巖層厚度大，巖體密實，再加上裂隙不發育，風化裂隙水貧乏，唯有通過水文地質調查及專項水文物探工作，找到含水斷裂構造帶，才能有效的利用深部地下礦泉水資源，并能滿足水量需求。本文即是綜合應用物探中的聯合剖面法、激發極化法、EH4大地電磁測深法在深厚花崗巖地區進行地球物理勘探，并能取得良好的探測效果，達到工作目的。

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