综合物探方法在寻找地下水资源上的应用

（安徽省地矿局313地质队 安徽六安237010）

（安徽省地矿局313地质队 安徽六安237010）

本文主要介绍目前主流的物探方法在寻找地下水资源上的应用原理，并结合某找水实例说明多种物探方法在寻找地下热水资源方面的实际效果和可行性，为未来在不同地区运用综合物探方法寻找地下水资源提供借鉴和方向。

综合物探地下水资源应用

1 物探方法在寻找地下水资源的方法分类

1.1 磁法

磁法工作原理是通过测量不同磁化强度的各种岩、矿石在地磁场中所引起的磁场变化(即磁异常),并研究这些磁异常的空间分布特征、规律,及与地质体间的关系,从而作出地质解释沉积岩的磁性取决于它是否含有铁磁性矿物,若含有随母岩侵蚀而来的磁性颗粒,它将显示磁性,含的铁磁性矿物愈多其磁性也愈强。有的沉积岩几乎不含任何铁磁性矿物。在沉积岩地区,磁异常一般是侵入岩体存在的反映,而侵入岩的存在又是地热形成的决定因素,是热能之源。

1.2 放射性探测法

自然界存在三个放射性元素系（铀一镭系、钍系和锕系），但在岩石和水中分布较广泛的，主要有铀（U）、镭（Ra）、氡（Rn）、钍（Th）和钾（40K）。天然放射性元素发生衰变时能放出α、β、γ射线，而这些射线的强度可利用核辐射探测仪器加以测定。尚须指出，用放射性方法所测量到的射线，主要是氡及其子体产生的，而铀、镭等元素放出的射线是次要的，故氡及其子体是放射性探测法首先重视的对象。

由于地下水中所含放射性物质甚微，所以利用天然放射性找水，并非直接测定地下水的放射性，而是通过测定岩石的放射性差异去判断有无含水的岩层，有无可供地下水赋存的断裂、裂隙（通道）构造。放射性探测的方法很多，但都是基于测量氡及其子体的射线强度。

1.3 直流电法

直流电法勘查是以研究地下地质体的电阻率差异为基础的电法勘查方法。联合剖面是由二个三极装置联合组成，电源的负极置于无穷远，电性的正极接向A极或B极，供电极和测量电极同时沿测线移动观测，查明某一深度电性层沿水平方向的变化情况。该方法是寻找陡立良导薄脉或追索直立低阻破碎带的最有效的方法之一。

1.4 激发极化法

对地下地质体(岩、矿石)供入一直流脉冲ΔVl,,在断开供电电流后,电位差在最初一瞬间快速衰减,到一定数值后,衰减速度放慢,如果把激发场ΔV1称作一次场的话,则把断电后观测到的衰减电场称为二次场,它是由电化学过程产生的极化场,这种现象称为激发极化效应。激发极化法就是研究岩矿、地层激发极化效应的方法。激发极化法最重要的优点是对含水地层的反映直观、受地形影响小。根据经验,弱含水地层激发比(J)一般情况下小于0.3%,衰减度(D)小于40%。如果地下存在好的含水层,则J、D值均会增高。

1.5 交变电磁场法

电磁法是近二三十年才推出的新物探方法，这种方法是以岩石、矿石（包括水）的导电性、导磁性及介电性的差异为基础，通过对以上物理场空间和时间分布特征的研究，达到查明隐伏地质体和地下水的目的。目前已在生产中使用的有甚低频电磁法、频率测深法、地质雷达法等。

2 综合物探方法在寻找地下水资源上的应用

2.1 工区地质概况

查区内出露地层较简单，主要为早古生代—晚太古代的大别山构造混杂岩，属于构造岩石单位。大面积地分布着各个时期的岩浆岩，古老的变质表壳岩只是呈透镜状和条带状散布于变形变质侵入岩中，因而变质表壳岩形成的褶皱形态已不完整。勘查区断裂构造计有断层10条，根据方向可分为北西向、近南北向、近东西向三组。

区内出露岩石主要有黑云斜长片麻岩、花岗岩、角闪辉石岩橄榄辉石岩。物性结果表明，区内各类岩石的电阻率ρ都在n×102―n×10的四次方欧姆?米，而热泉水电阻率仅在17―22欧姆?米范围变化，两者电性差异几十倍乃至几百倍，围岩相对于富水的构造破碎带都是高阻地质体，所以物探用电阻率法寻找地下热田和地下热水构造破碎带是具备良好的地球物理条件的。

2.2 工作方法及结果

根据工区地质特征，本次找水物探工作选取了磁法，联合剖面法，电测深法和α卡法。物探工作完成1：5000磁法测量4.59Km2，大致圈定了花岗岩的范围，粗略了解了查区内的岩性分布特征。

完成8条测线的电阻率联合剖面测量，实测结果显示，8条剖面均有较明显低阻正交点反映，当AO=BO=110m、210m时，正交点在剖面分布位置分别如下：4线：85，91；95。6线：91；89。8线：87；63，89。10线：95；71，81，89。12线：65，81；71，81，89。14线：67；67。16线：77；57，77。18线：55；55，95

联合剖面法结果表明，在6线、8线、10线三线的大号点区域有明显的低阻异常区，其曲线异常特征相似，故在紧邻已施工孔的10线西侧的8线布设了电阻率垂向测深剖面一条。从结果看，AO=BO=110m、210m时，分别在88号点左右有明显低阻正交点反映，说明该处很可能有含水构造存在。在测深断面图上该特征更明显，在88-96点间有一明显的低阻异常等值圈分布，其中心等值圈完整封闭，视电阻率仅30欧姆.米,相应的激电异常表现为相对高值。

另外，在异常较好的6，8，10线分别进行了α卡剖面测量，8线α卡剖面测量结果也显示，在78、88、92、98号点有明显的异常反映。

综合上述异常特征推测，该处很可能有含水构造存在。后在8线92点布孔，经钻探证实，打出一口出水温度为66℃的热水井，日出水量超过400立方米，取得了良好的地质效果。

3 结论

实践证明，单一的物探方法在寻找地下水方面产生的多解性给解释工作带来很大干扰，选用合理的综合物探方法可以有效消除多解性的影响，提高解释准确性。综合运用包括常规电法、电磁法、放射性法等物探方法，是找水最经济、快速、准确的手段，不同的地区还可以采用不同的方法，灵活运用。

[1]可控源音频大地电磁法及其应用.汤井田，何继善.长沙：中南大学出版社.2005

[2]地磁场与磁力勘探.管志宁.北京：地质出版社.2005

综合物探方法在寻找地下水资源上的应用

■马健

P345[文献码]B

1000-405X（2016）-10-153-1