河北省煤田地质局物测地质队 河北 邢台 054000
摘要：我国是一个资源大国，但同时也是个人口大国，所以人均资源占有量很少，其中，我国的人均水资源只是世界水资源的四分之一，水资源分布不均匀的现状严重制约了工农业的发展。寻找水资源就成了一个不容忽视的问题。
关键词：深部地下水；勘查方法；综合物探
引言
深部地下水勘查的一般目的是为开发地热，这种地下水埋藏浅的也要近千米，深的可能达三千米或更深。一般而言，物探很难就地下水温做出有效的判断，所以严格意义上说，利用物探方法勘查地热还是一个深部地下水勘查的过程，只是从地表地温、地质构造和埋藏深度可以推测出地下水是否属于地热(水)。
1综合物探方法在寻找地下水的意义
可以对于地层岩性的物理特征方面进行深入研究，如空间分布规律和不同含水介质的岩性结构、不同类型地下水以及不同地区所展现出来的不同的地球物理特点。就孔隙水而言，沉积颗粒的大小以及地层岩性成分决定了电阻率的情况。就基岩裂隙水这方面来说，主要是寻找富水，构造围岩与破碎带之间的构造的发育状况、填充物具有的性质、以及岩性成分在一定程度上都对波阻抗、电性、重力场等一些物理特征上都产生着决定性的影响。所以，要合理去控制它们之间的关系，只有平衡好它们之间的关系才会建立起一个正确的模型用于这方面的研究。如何利用综合物探方法对某一区域的水质进行一个快速的评价，这个问题是水文物探工作者需要解决的一个问题。目前对于水资源水质进行评价的时候，电性参数是用来评价水质的唯一依据。地下水中所含的电离子数目的多少决定了地下水水质的一个好坏情况，如果地下水中的离子数目越多，就说明导电性越好，反之则是相反的。
2物探方法的分类
2．1激发极化法
这种方法利用的是在供电极断电后，地下水和岩石会在电化学的一定作用下产生的电场的减小特点来进行勘查地下水的工作。因为这种方法所得出来的二次产值会比较的小，用于一般的勘查工作还可以，但是一旦遇到那种覆盖层比较厚的区域，运用这种方法得到的结果往往差强人意。所以，这种方法主要是在对一些溶洞含水带进行水资源勘查的时候用。
2．2自然磁场法
这种方法主要是对地下存在的天电场场源进行利用。所有对于地下水的分布情况以及储存方面的勘查都可以利用在地面上测量到的一些电场的变化情况去判断。但是这种方法也存在一定的局限性，只适用于水力坡度较大、埋藏较浅的区域。
2．3放射性探测法
这种方法比较适用于对于基岩地下水的寻找。原因有以下几个方面:岩石类型的不同其内部的放射性元素的含有量也会有所不同，随之带来的放射性在强度方面也就会存在着差异。在地下水进行流动的这个过程中，因为有些化学条件在这个过程中会产生改变，这样就会导致水中存在的放射性元素会产生富集或是沉淀，形成放射性异常。
2．4法测井
这种方法主要包括的是井液电阻率测井、通视电阻率测井还有自然电位测井。井液电阻率测井中的扩散法，可以比较准确的指导钻孔含水层的厚度以及位置，比较出其中的富水性;通视电阻率测井主要是用来测定出岩石孔隙度以及岩石电阻率参数;自然电位测井则是可以估算地层的含泥量，确定出咸淡水界面以及水的矿化度。
3工区地质情况
工作区位于辽宁省桓仁县境内，地理上属长白山脉东南延续，位于NW—SE向山间谷地的哈达河一级阶地中，属著名的丹东—岫岩—庄河—普兰店地热带。区域大地构造位置处于华北地台北缘胶辽台隆之上。褶皱构造和断裂构造较发育，新构造运动明显。在区域地层划分上属营口—丹东地层小区。地层出露较全，由老至新见有太古界鞍山群，古元古界辽河群，中—新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系，中生界侏罗系、白垩系及新生界第四系等。由于本工作区面积较小，地表仅见第四系冲洪积砂砾石层和小岭组凝灰岩质角砾岩，安山岩，流纹岩，流纹石英斑岩等，以及大石桥组白云质大理岩。
4技术措施
因为地表有地热水，因此可认为是构造将地下热水导到地面，寻找地下热水首先要寻找构造——导水(热)构造。据地质条件分析，凝灰岩质角砾岩、凝灰质安山岩、流纹岩、流纹石英斑岩、白云质大理岩电阻率一般在 800～1 800 Ω?m，都是高阻岩性，利用电法区分这些岩性是困难的;而目标构造破碎带探测深达 2 000 m，围岩电性差异本身又不大，使用单一方法应当存在很大的困难与风险。因此决定在工作区开展大比例尺、高密度、多类型的地面物探勘查，目的是探测深层断裂破碎带的空间展布规律，探测深部可能富水部位及高温水赋存情况，以指导进一步开展的地下热水钻探。为此我们设计投入了可控源音频大地电磁测深(CSAMT) 、大地电磁测深(MT)、瞬变电磁测深(TEM) 、地面高精度高密度磁测(HM)等综合地球物理探查。
5数据分析
5.1HM 测量
地面高密度、高精度磁测点距为 5 m。对于测量结果，首先对整理后的 ΔT 异常作二维数据处理，包括:化到磁极 T a 、向上延拓、向下延拓、低频异常、水平一阶导数、水平二阶导数、垂直一阶导数、垂直二阶导数、转换重力异常、原方向 Z a 、原方向 H ax、垂直方向 Z a 、垂直方向 H a 、增强信号 1、增强信号 2、增强信号 3、小波 5 波段异常提取等。之所以尝试作各种数据变换，就是企图通过多信息推断可能的构造和岩性变化，最终划出混杂岩与大理岩的界线。
5.2CSAMT 测量
由反演结果(图1)可以看出，CSAMT 的工作深度只有 400 m，这与最初的设想是吻合的。按地热泉以 NW280°推算，LineB 线 48 点处是构造位置，而测量结果表明该处正是一低阻异常区。
图1 LineB 剖面 CSAMT 的反演电阻率断面
5.3TEM 测量
TEM 测量是 LineB 重新以整间隔距离布设，反演断面见图 2。整个剖面 15 m 以上为近地表破碎、湿潮低阻层;20～350 m 左右为高阻层，该高阻层左厚右薄呈楔型;自 350 m 向下则为低阻带，略右倾，左高右低，显示该低阻带核心偏出测量范围以外。这一点与 MT-V8 的测量结果极为相近。CSAMT、MT 测量的 B16 低阻特征在 TEM 剖面刻划得更详细，34 点的 TEM 结果明显显示为高阻体，CSAMT、MT 只是一个点的反映。这也说明因为MT 与 TEM 测深的机理不同，在不同地电条件下所反映的细节也可能不同。在高阻体下面与 MT 一样，也是低阻带的显著特征，只是 TEM 异常 SE 倾向更加明显。也就是说，TEM 比 CSAMT、MT 更细致地刻划了浅部的地电特征。
图 2 LineB 剖面 TEM 反演电阻率断面
结语
综上所述，我们认识到综合利用物探方法是客观对待勘查工作的基本理念。没有万能的勘查技术手段去针对某种地质勘查工作，即便同一种勘查技术也可以使用不同的仪器从而扬长避短，做到知此知彼。结合地质背景，甚至与地质人员共同研讨，借鉴其他专业资料开展综合地球物理勘查成果解释是十分必要的。
参考文献
［1］尹召凯，万军伟，唐德龙． 物探技术在玲珑金矿东风矿区接替资源勘查中的应用［J］． 世界有色金属，2016，(12):136 ～137．
论文作者:闫华忠
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/25
标签：地下水论文; 物探论文; 电阻率论文; 测量论文; 水资源论文; 地层论文; 导数论文; 《防护工程》2017年第21期论文;