Question

电测深法的应用

Answer 1

（一）野外工作方法与技术

1.电极距的选择

在每个测深点上,需要用一系列电极距进行观测,表1-8为电极距的一种选择方案。电极距AB大小的选择原则是：最小AB距离应能使电测深曲线的首支为近似于水平的线段,以便由它的渐近线直接求出第一电性层的电阻率；最大AB距离应能满足勘探深度的要求,并保证测深曲线尾支完整,可解释出最后一个电性层；为使曲线光滑,以保证解释精度,各供电电极距在对数的AB/2轴上应均匀分布,一般使相邻两极距在模数为6.25cm对数纸上相距约0.5～1.5cm。

测量电极距MN的选择：在实际工作中,由于AB极距的不断加大,MN距离如始终保持不变,那么当AB极距很大时,MN间电位差将会太小,以至于无法观测。因此,随着AB极距的加大,往往也需要适当加大MN距离,通常要求MN满足以下条件：

电法勘探技术

表1-8 电极距的一种选择方案

2.电测深成果的一些特殊图件的制作

在电测深ρ_s曲线的定性解释时需要做出一些特殊图件,常见的有电测深曲线类型图、视电阻率等值断面图、相同极距的ρ_s剖面图和平面等值线图。这些图件的作用和制作方法如下。

（1）电测深曲线类型图

电测深曲线的类型取决于地电断面的性质,因而曲线类型的变化可以反映地下岩层的变化特点。电测深曲线类型图的制作方法是：按相应的工作比例尺在图纸上标明各测点的位置,绘出该点经过缩小的电测深曲线,并在曲线首部注明起始点视电阻率值。最好能根据测区岩石电阻率资料绘出不同曲线类型与相应地质断面的对比图件,用以说明曲线类型变化的地质原因。

（2）视电阻率等值断面图

为了反映某条测线通过的垂向断面中视电阻率的变化情况,常绘制等视电阻率断面图。从这种图件可以看出基岩起伏、构造变化、电性层沿测线方向的分布等。等值断面图的制作方法是：以测点为横坐标,AB/2为纵坐标,把每个测点上各极距观测的ρ_s值标在相应位置上,然后勾绘ρ_s等值线。这种图的纵坐标可选用算术坐标,也可选用对数坐标。

（3）相同极距的ρ_s剖面图和平面等值线图

为探查某一深度上岩石电阻率沿水平方向的变化情况,常选择某一固定的AB/2极距所对应的ρ_s,作出剖面图或平面等值线图。ρ_s剖面图的制作方法是：在横轴上按工作比例尺绘上测点位置,纵轴绘出某一AB/2极距时各测点上的ρ_s值。ρ_s平面等值线图的制作方法是：先将测点位置绘在平面图上,然后标上某一极距的ρ_s值,最后勾绘这些ρ_s值的等值线图。

（二）应用实例

1.在水文地质工作中的应用

（1）在平原区第四系水资源调查中的应用

平原区第四系沉积物一般由黏土、亚黏土、砂土、亚砂土以及砂砾石组成,其中砂层和砾石层透水性较好,赋存着丰富的地表水和大气降水,是第四纪沉积层中主要含水层,由于它和围岩间有明显电性差异,所以为开展电测深工作提供了地球物理前提。

图1-53 横穿成都平原物探、地质综合剖面图

1—钻探见到的

底界面埋深；2—钻孔见到Qp₁₊₂底界面埋深；3—物探推断的断层

图1-54 电测深法探测古河道工作成果图

图1-53是北西—东南向横切成都平原的物探、地质综合剖面图。由图可见,平原区内电测深曲线类型主要是KQ型,在ρ_s断面图的上部,ρ_s为20～80Ω·m,反映了砂质黏土及黏土的分布；在断面图中部,ρ_s为150～300Ω·m,等值线呈闭合状,异常反映了高阻的砂、砾层,为本区主要的含水层；在断面图的底部,ρ_s在100Ω·m以下,主要反映了基底的电性。断面图中ρ_s曲线分布密集或有明显扭曲的部位可能反映了隐伏断裂的存在。在成都以东,电测深曲线类型由K型及KQ型变成H型,ρ_s断面上出现高阻闭合圈,说明成都以东没有砂、砾石含水层存在。

（2）用电测深法探测古河道

古河道是过去的河流变迁后遗留下来的古道,其堆积物多为颗粒较大的砂砾石或中细砂层,经常含有丰富的地下水。由于古河道中充填的砂砾石层为高阻,其两侧的砂黏土层为低阻,所以在古河道上电测深曲线为明显的K型曲线,曲线中段的高阻异常是高阻砂砾石层的反映,在古河道的两侧,ρ_s曲线多呈平直的低值曲线,它是电性均匀的黏土层的反映。

图1-54是云南某地用电测深法寻找古河道的工作结果。该区古河道分布在湖积黏土地段。在古河道正上方,电测深曲线为明显的K型曲线,在古河道两侧曲线平直,说明岩层均匀。由等值线断面图可见,高阻异常（ρ_s为20～35Ω·m）反映了古河道中的砂、砾石层。图1-54（b）是电极距AB/2＝15m时的ρ_s等值线平面图,图中高阻异常大致反映了古河道的平面分布。

2.在工程地质工作中的应用

图1-55是某水利工程建设中应用电测深法探测水下岩层分布的成果图。电测深观测在水上进行,由于水浅,最大极距为150m。图1-55（a）上等值线断面图的低阻封闭圈反映该处水下存在低阻的含泥质条带灰岩和页岩互层。这种岩石质地松散,不适合作为工程基底。为了解其分布,在低阻中心处做了四个不同方位的环形电测深,其结果如图1-55（b）所示。在ρ_s极形图上,根据AB/2为200m和40m的曲线,明确地指出了低阻带的延伸方向是极形图的短轴方向。于是,电测深工作为选择坝址提供了宝贵资料。

图1-55 某水利工程区电测深成果图

（a）视电阻率等值断面图；（b）环形电测深极形图（1cm＝100Ω·m）1—粗晶灰岩；2—泥质灰岩；3—砂质灰岩

3.在地热勘查中的应用

西藏羊八井地热田是我国著名的高温地热田。多年来,在查明热田的地热地质条件、热储层的分布和地下高温热流体的运动方向等问题方面,物化探工作起了重要作用。在羊八井的地热勘查中,首先投入了面积性的电测深工作,电测深曲线类型以QHA型为主,有明显的极小值。图1-56给出了西藏羊八井地热田电测深曲线极小值等值线图及推断构造图。

根据电测深资料及地热显示,确定以30Ω·m等值线圈定热田的边界。经钻探验证,在所圈定的范围内,均见到温度、压力较高的热蒸气,最高的13号孔中,热蒸气温度达171℃,井压力为4～5kPa。图中也表示了由联合剖面法所推断的热田断裂的分布情况,由图可见,断裂构造和电测深极值点等值线的密集区有很好的对应关系。热田中心位于北西向张性断裂与北东东向弧形扭性断裂的交汇处。

图1-56 西藏羊八井地热田电测深极小值等值线图及推断构造图

1—极小值等值线；2—温泉；3—钻孔；4—联合剖面法推断断裂