电气工程师复习:电法勘探方法在水文和工程地质中的应用_电气工程师_复习指导

　　在实际地质应用方面，初期的激电法主要用于勘查硫化金属矿床，后来发展到诸多领域，如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。近年来，激电法找水效果十分显著，被誉为“找水新法”。早在上世纪60年代，国外学者VictorVacquier（1957）等提出了用激电二次场衰减速度找水的思想。在该思想的启迪下，我国也开展了有关研究，并将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源，而且可以在同一水文地质单元内预测涌水量大小，把激电参数与地层的含水性联系起来。目前，我国已有北京地质仪器厂、重庆地质仪器厂和山西平尧地质仪器厂生产出适合寻找地下水的仪器。
　　在找水方面的具体应用有：杨进（1997）用回归系数的显著性检验及回归预测方法预报了地下涌水量；姜义生（2000）使用双频激电法不仅解决了居民饮用的地下水源，而且解决了干扰地下施工的漏水带；龙凡（2002）使用激电法中视激化率和半衰时参数在砂页岩地区、灰岩地区、花岗岩地区和玄武岩地区找到了地下水资源，并且用回归直线法预测了单井涌水量；王聿军（2001）使用激电法在贫水山区进行找水；王俊业（2000）用激电参数和电阻率参数对地层的富水性进行评价，取得了好的结果；李金铭（1993）、金学名（1993）使用激电法的偏离度参数寻找地下水资源；李茂塔（2001）、李金铭（1990、1994）对激电法找水的基础理论进行了研究；周立功（2001）使用激电法在重力土坝稳定性检测中查明最大下沉段堤下介质赋水情况。
　　值得一提的是，利用激电法找水或确定地层的含水性，最好与高密度电阻率法相结合，这样可以降低地球物理解释的多解性，提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性，但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时，可以通过使用激电法来区分含水地层和泥岩，因为激电二次场与岩石的孔隙有关，在纯粹泥岩中极化率比较小，在含水砂砾岩中极化率比较大，此外二次场的衰减速度也与孔隙的大小、形状和宽窄有关，这就是激电法找水的机理所在。
　　四、可控源音频大地电磁法（CSAMT）
　　可控源音频大地电磁法是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。CSAMT是1975年由MyronGoldstein提出，它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系，并且根据电磁波的趋肤效应理论得出电磁波的传播深度（或探测深度）与频率之间的关系，这样可以通过改变发射频率来改变探测深度，达到频率测深的目的。目前，已商业化的CSAMT仪器是由加拿大凤凰公司与美国宗基公司研制的。
　　CSAMT采用可控制人工场源，测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1～2km，测量是在距离场源5～10km以外的范围进行，此时场源可以近似为一个平面波。由于该方法的探测深度较大（通常可达2km），并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：第一，使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比——卡尼亚电阻率，增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深，提高了工作效率，一次发射可同时完成7个点的电磁测深。第三，探测深度范围大，一般可达1～2km.第四，横向分辨率高，可以灵敏地发现断层。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。与MT和AMT法相同，CSAMT法也受静态效应和近场效应的影响，可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。
　　CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景，尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面，均取得了良好的地质效果。在地下水资源方面，CSAMT法适合寻找深部的基岩裂隙水：石昆法（1999）使用CSAMT法在灰岩中寻找断层，并打出了地下水；郭建华（1995）用CSAMT法在干旱地区寻找地下水资源及探测隐伏构造；蒋达龙（1994）用CSAMT法发现地下热水资源；底青云（2001）结合CSAMT法和高密度电法探测深层和浅层的地下水资源；底青云（2002）使用CSAMT法查找矿山顶板涌水隐患；严盛新（2003）用CSAMT法在沙漠腹地寻找地下水资源；吴璐苹（1996）用CSAMT法在山区、半山区等地质条件复杂地区进行找水。此外，CSAMT法在工程勘探中的坝体渗漏调查、国家南水北调工程西线的地质勘查、小浪底水利工程等项目，都可以发挥良好的作用，如刘录刚（2004）用CSAMT法在雁门关隧道中进行超前地质预报。

本新闻共4页,当前在第2页 1 2 3 4