張 凱
(東華理工大學(xué),江西 南昌 330000)
經(jīng)過(guò)70余年的發(fā)展,我國(guó)的電法勘探無(wú)論在基礎(chǔ)理論、方法技術(shù)和應(yīng)用效果等方面都取得了巨大的進(jìn)展,使電法成為應(yīng)用地球物理學(xué)中方法種類最多、應(yīng)用面最廣、適應(yīng)性最強(qiáng)的一門分支學(xué)科。同時(shí),經(jīng)過(guò)廣大地球物理工不懈努力,在深部構(gòu)造、礦產(chǎn)資源、水文及工程地質(zhì)、考古、環(huán)保、地質(zhì)災(zāi)害、反恐等領(lǐng)域,電法已經(jīng)正在發(fā)揮著重要作用。
電測(cè)深找水是以電性差異為物理前提,間接的指導(dǎo)尋找地下水源貧、富的分布范圍、方向和位置。一般情況下,水的電阻率(ρ)在,n×10~n×102Ωm 范圍,為低阻;巖石的電阻率多為高阻,ρ在 n×103~n×104Ωm 之間變化,它們的電性差異達(dá)幾十至幾百倍。據(jù)已有資料統(tǒng)計(jì),在不同含水區(qū)段上的視電阻率、視極化率、激發(fā)比,衰減度等電參數(shù)值,與含水層(帶)的富水程度有關(guān),窗水性越強(qiáng),增高的幅度尤為明顯。隨地下水的滲透和流動(dòng)作用而形成的自然電場(chǎng),一般稱過(guò)濾電場(chǎng),其電位(U)在-250~+250 mV之間變化,這比導(dǎo)電礦物的存在而產(chǎn)生的氧化還原電場(chǎng)約低50%(>-500mV)。因此,過(guò)濾電場(chǎng)變化范圍的大小和高低,取決于地下水的流動(dòng)速度、補(bǔ)給形式、埋深及礦化度等。以地下水補(bǔ)給為主的上升泉,多為自電正異常出現(xiàn),U在+20~+250 mV間變化;以地表水補(bǔ)給為主的下降泉,反映為自電負(fù)異常,電位(U)變化范圍在-20~-250 mV。為此,可利用這些特性和規(guī)律,快速確定和發(fā)現(xiàn)水的補(bǔ)給方向和位置。運(yùn)用的方法主要有:電剖面找水、自電找水、電測(cè)深找水等
由于含金硫化物礦體或控制成礦的地層、構(gòu)造、蝕變帶往往與圍巖之間存在明顯的電性差異,所以電法勘探已廣泛用于金礦(特別是與前寒武紀(jì)地層有關(guān)的金礦)普查找礦工作中,取得了良好的地質(zhì)效果。金元素在地殼中含量極微,盡管其具有良好的導(dǎo)電性,也能富集成礦,但它在礦石中的存在并不能明顯改變礦石的電學(xué)性質(zhì),產(chǎn)生目前儀器能夠觀測(cè)到的電場(chǎng)變化,這就制約了電法作為直接找礦方法在金礦普查中的應(yīng)用。隨著對(duì)金礦地質(zhì)條件和金礦建造電性研究的進(jìn)一步深入,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金礦床都與硫化礦物或某些礦化蝕變相伴生,在空間上也受到某些地層或構(gòu)造的控制,而這些地質(zhì)因素往往與圍巖存在著較明顯的電性差異,可用電法勘探發(fā)現(xiàn)它們,因此,電法勘探完全能夠在金礦普查中(特別是在掩蓋區(qū))發(fā)揮更大的作用。
通過(guò)自然電場(chǎng)法和激發(fā)極化法等綜合電法勘探發(fā)現(xiàn)電異常,經(jīng)鉆探驗(yàn)證,采用地質(zhì)、物探、鉆探、科研綜合普查方法密切配合取得的成果。其中電法勘探起到了導(dǎo)向作用。在發(fā)現(xiàn)這一隱伏塊狀硫化礦床的基礎(chǔ)上,對(duì)礦區(qū)及外圍進(jìn)行了瞬變電磁法等電法勘探的新方法、新技術(shù)試驗(yàn)研究工作。根據(jù)瞬變電磁法獲得的成果,結(jié)合自然電場(chǎng)法,激發(fā)極化法和地質(zhì)、化探資料進(jìn)行綜合解釋推斷,提供了可能存在新的隱伏礦床的信息,指出了進(jìn)一步普查找礦方向,對(duì)擴(kuò)大該區(qū)遠(yuǎn)景具重要意義。
激發(fā)極化法和自然電法主要用與發(fā)現(xiàn)淺部礦體,指出含礦帶的位置。瞬變電磁法對(duì)普查尋找良導(dǎo)電性的塊狀硫化礦體校其它物探方法具有獨(dú)特的效能,既可用于普查淺部礦體,又可尋找深部盲礦,具有較高的橫向分辨率,受淺部導(dǎo)電體覆蓋的干擾較小,不用接地電極,適合于干旱半干旱戈壁沙漠地區(qū)工作,值得在新疆廣泛使用??煽卦绰曨l磁大地電流法用于普查尋找塊狀硫化礦床時(shí),對(duì)淺部良導(dǎo)電性塊狀硫化礦體反應(yīng)靈敏,具有較好的找礦效果,但當(dāng)淺部存在良導(dǎo)電體覆蓋時(shí),無(wú)法區(qū)分覆蓋層和礦體引起的異常,要根據(jù)測(cè)區(qū)的具體條件,有選擇地使用。
高密度電法在水庫(kù)大壩的壩體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、壩基滲漏勘查、堤壩裂縫檢測(cè)上見到了好的應(yīng)用效果;將高密度電法也可用在高速公路高架橋、高層建筑選址、機(jī)場(chǎng)跑道的地基勘探中或用高密度電法探測(cè)防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障礙物等物理性質(zhì)有別于周圍介質(zhì)的地下有形體;與此同時(shí)還可以查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深,利用土層的剪切波速劃分場(chǎng)地類別。此外管線探測(cè)、查明采空區(qū)、調(diào)查巖溶及地質(zhì)災(zāi)害等工程物探中使用了高密度電法。
電法方法的種類繁多,利用的參數(shù)也不相同,普查工作中既要注意應(yīng)用新方法,也要充分發(fā)揮老方法的作用。一些老方法,如自然電場(chǎng)法、直流電法等都曾找到過(guò)新礦床。新方法,如瞬變電磁法、壓電法和利用人工震源增強(qiáng)信號(hào)的震電激電法等,也應(yīng)不斷引進(jìn)推廣??偠灾?,電法勘探的應(yīng)用前景是非常廣闊的。
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