楊志強(qiáng)
摘要:電法勘探技術(shù)作為地球物理方法,是按照地殼中巖體電磁的電化學(xué)特性研究地質(zhì)構(gòu)造,對礦產(chǎn)進(jìn)行物探。隨著電法勘探技術(shù)的廣泛應(yīng)用,配合相關(guān)軟件開發(fā)和儀器設(shè)計(jì),使得該方法的技術(shù)水平有所提升。本論文針對各種電法勘探方法特點(diǎn)與應(yīng)用展開探討。
關(guān)鍵詞:電法勘探方法;特點(diǎn);應(yīng)用
電法勘探作為一種找礦的物探方法,其是根據(jù)巖體的電磁性和電化學(xué)特性所發(fā)揮的導(dǎo)向性作用而進(jìn)行的。根據(jù)電磁場的時間特性,可以將電法勘探方法劃分為電阻率法和瞬變電磁法。不同的電法勘探方法以其觀測方法不同,對于地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性也會有所不同。因此,在開展地質(zhì)勘探工作中,要提高工作效率,就要選擇不同的勘探方法,也可以綜合運(yùn)用多種方法,以提高勘探工作質(zhì)量。
一、電法勘探方法的特點(diǎn)
(一)電阻率法的特點(diǎn)
電法勘探的理論方法研究上,電阻率法的理論資料簡單,應(yīng)用技術(shù)相對成熟。在開展地質(zhì)勘探中,電阻率法主要用于淺層的地質(zhì)異常體分辨,隨著勘探位置不斷加深,其體積勘探的能力就會相應(yīng)地弱化。但是,電阻率法同樣不適宜用于地表勘探,特別是干燥氣候區(qū)域的地質(zhì)勘探,在進(jìn)行勘探中會嚴(yán)重受到淺部高阻屏蔽的影響。由此可見,采用電阻率法進(jìn)行勘探,會受到地形、地貌和勘探深度的影響。比較適合于低阻地質(zhì)異常體的勘探,可以獲得良好的勘探效果。
(二)瞬變電磁法的特點(diǎn)
瞬變電磁法(簡稱為“TEM”)分析地下資源的分布情況,是將回線中的電流采用的是間歇式發(fā)送方式發(fā)送到地下,利用電磁場的間歇接收電流,根據(jù)地下的地質(zhì)體感應(yīng)做出時空分布,并探測區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造和各種地下資源,同時還可以對探測區(qū)域的地質(zhì)問題有所深入了解。瞬變電磁勘探又被稱為“純異常法”,采用這種方法進(jìn)行地下資源探測時,可以對地下的導(dǎo)電介質(zhì)具有強(qiáng)烈的反映性,可用于斷層、隔水層以及裂縫的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行探測[1]。(下圖為瞬變電磁勘探儀器)
瞬變電磁勘探儀器
瞬變電磁勘探是在電磁感應(yīng)的作用下完成的,當(dāng)電流被傳送到地下,如果采用電阻率法會產(chǎn)生電極接觸條件發(fā)生改變而影響到探測效果。采用瞬變電磁勘探,則其具有一定的靈活性而對這種現(xiàn)象具有規(guī)避作用。瞬變電磁勘探的優(yōu)勢還在于,物探儀器可以根據(jù)勘探區(qū)域的實(shí)際情況改變參數(shù),并根據(jù)施工情況相應(yīng)地調(diào)整參數(shù),以使勘探效率有所提高,并不會降低勘探質(zhì)量。此外,瞬變電磁勘探可以穿透高阻覆蓋,這種高強(qiáng)的穿透力時期在勘探的過程中,并幾乎不會受到地質(zhì)環(huán)境 影響,也不會因地形的變化而影響到勘探效果。瞬變電磁勘探方法以其體積小、高靈敏度的特點(diǎn),一旦遇到低阻體就會及時做出反映。
二、電法勘探方法的應(yīng)用
電法勘探方法在地質(zhì)勘探中被廣為應(yīng)用,包括煤炭資源的勘察、水資源的勘察等等,都可以對于資源定位。首先是對于勘察資源所在區(qū)域進(jìn)行圈定,并提供該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地層情況,資源所在地層厚度以及埋藏深度等等。對于煤資源的勘察,還可以對隱伏煤層露頭位置進(jìn)行追蹤,甚至可以將正在燃燒或者燃后煤層進(jìn)行圈定。也就是說,采用電法勘探已經(jīng)不再局限于尋找煤資源,而是為煤炭的高效、安全生產(chǎn)服務(wù)。對于水資源的勘察亦是如此,首先是對水文地質(zhì)狀況進(jìn)行分析,包括勘察區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造的斷層情況和褶皺情況,對于該種構(gòu)造的分布狀況進(jìn)行分析,追蹤地質(zhì)構(gòu)造的布展方向,對于水文地質(zhì)資料進(jìn)行收集。其次,是將水資源地質(zhì)區(qū)域的含水層探測出來,探明隔水層的層厚,所在地下深度,導(dǎo)水通道的布局以及延伸等等。當(dāng)勘察區(qū)域的裂隙發(fā)育、巖層控水構(gòu)造確定之后,就可以評價富水性。為了提高電法勘探的工作效率,在進(jìn)行水文電法勘探的時候,可以對勘探的地質(zhì)構(gòu)造以精確定位,探測含水性的敏感度,以提高水資源勘探的可靠性[2]。
以對黃土高原的水資源勘探為例。黃土高原屬于是風(fēng)沙灘地,所勘探之地為裂隙發(fā)育粗粒砂巖,地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散,水層厚且埋藏淺,雖然黃土高原為缺水地帶,但是部分地段依然具有富水性。對該地區(qū)進(jìn)行水資源勘探作業(yè),出于該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且水資源稀缺,采用敏感度較高的瞬變電磁法配合直流電測深法。為了能夠?qū)Ω凰畢^(qū)情況以控制,在測線方向上,將其確定為平行于勘探線,選用使用25×25米重疊的回線裝置。多次采用疊加技術(shù)可以提高對地磁的抗干擾能力, 對于TEM(瞬變電磁閥)的網(wǎng)度選擇,根據(jù)地質(zhì)勘測情況選擇200×200 米,頻率25 赫茲。通過采用瞬變電磁法對含水巖層電性進(jìn)行測試,都表現(xiàn)出較高的低阻反應(yīng),由此而可以斷定,含水層所在位置的土層賦存厚度相對較大,滲透系數(shù)較小。
結(jié)論:
綜上所述,電法勘探被用于地質(zhì)勘探中,主要被用于煤炭、水資源等等的勘察。近些年來,這種電法勘探中的電阻率法和瞬變電磁法已經(jīng)被逐漸地擴(kuò)展到更多的領(lǐng)域中。特別是瞬變電磁法,以其高敏感度和對應(yīng)用環(huán)境的靈活性而被有限選用,使勘探工作效率有所提高。
參考文獻(xiàn):
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[2]白登海,Maxwell A Meju,盧健,等.時間域瞬變電磁法中心方式全程視電阻率的數(shù)值計(jì)算[J].地球物理學(xué)報,2003(05):77-79.