2、关于确定含水层或矿层的深度问题: 关于确定含水或矿层或其它埋藏物在埋藏深度问题,统称为确定深度问题。通常找水或找矿或解决其它地质问题,要回答如下问题:井的位置(矿顶位置)在何处,此井单涌水量多少(矿体的良导程度):此井处地下水补给情况(矿体大体走向):此井处有多少层含水层(有多少层矿层),各层深度大约多深等问题,地质勘探、物探等方法各有自己确定埋深的方法。直流电阻率法勘探,目前常用的有对称四极测深,五极测深或其它测深方法。交流电法勘探常用频率测深或衰减时方法。前者利用改变极距确定深度,后者利用改变频率去确定深度。天然电场选频物探方法确定深度,通常有三种方法:经验法;在井们(或矿顶位)点进行连续改变30个频率进行观测(称为△Vs-f法),研究每个频率产生的△Vs值变化确定深度;在井位点(或矿顶位置点)进行改变不同MN大小,观测不同MN距产生的△Vs值变化(简称△Vs-MN法)确定地质体的深度。前两种方法在《天然电场选频法》下册书中已有简述。在这里,主要利用改变MN极距,测量出不同极距在△Vs值变化确定深度的方法(△Vs-MN法)。 一、△Vs-MN法装置的布置: 图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图 图4-1 利用△Vs-f曲线大体确定深度 图4-1说明: 1、O点----为选定的井位点或矿体顶部位置点。作为定点观测点。 2、M1和N1----为测量电极。M1O=N1O,关于M1O与N1O的距离多少,则由含水层或矿层的厚薄而定。一般M1O=N1O选择为2.5米—5米之间。而MO与NO的总长,则由要探多深多少米而定。 3、导线----由全铜的胶质线组成。在测量工作前准备好。在导线上记不同的长度,如图4-2 图4-2 在导线上标上了不同距离和颜色 例如:若选择MO=NO=5米,则导线上标记为:M1O= N1O=5米;M2O= N2O=10米;M3O= N3O=15米…… 至于MO=NO要标多长,则视要探测在含水层或矿层深度而定。 4、电极M与N移动方向---- 一般有两种: <1>可以沿测线方向移动进行测量 <2>可以垂直测线方向移动测量。 一般要求沿垂直地质体或构造方向移动测量。有时,为了解决一些特殊地质问题,电极测量的移动方向可以选择某一特定方向。 5、△Vs-MN法野外测量实物连接图 图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图 图中说明: (1) 电极----用铜度或铁质棒做成。直径比手拇指略粗即可。长度30-35厘米。一端铣尖,便于插入地面。另一端连接鳄鱼夹。 (2) 木质线架----一般用帆布凳在支架代用。不要使用铁质支架作线架,以便产生不必要的干扰 (3) 导线----用双股全铜质胶质线做成。一般MO=NO=100-150米即可。导线上标上选择每段长度在标记(见图4-2 二、测量过程: (1)在要找水或矿的“靶区”内进行“三频率” 的面积性测量后,选出井位或矿体顶部位置作为定点观测的O点。在该O点进行△Vs-MN测量,研究O点处从地面至地下深处的含水层或矿层的变化情况。所以选择O点十分重要。 (2)检查JK仪器,插头、电极、导线、线架等保证是良好。然后按图4-3接线。 (3)测量工作由三人完成。O点处为仪器所在的固定测点,O点处打上木桩,将M与N导线栓好,并将电极、导线等接好。由仪器操作员操作仪器,N和N处各一名跑极员。每人手拿线架和电极,到一个MO=NO在距离长度将电极插入地,并接好线架上的导线,便宜可进行测量,这一个MO=NO在极距的△Vs值。 在跑极过程中,跑极员应及时报导沿测线的情况,如有无高压线、地下电缆、地形实变等,供资料解释时参考。 (4)这样逐渐的不同M1O= N1O;M2= N2O;M3= N3O……逐个极距进行测量,直至估计要测到地质体的深度为止,便是测量结束。 (5)若是使用JK-B型全自动选频仪进行测量,测量结束后便可在液晶屏上显示三个频率,每个频率不同MO=NO距的天然电场电位差(△Vs)值,(即△Vs-MN异常曲线)。若认为这些异常曲线可以判断含水层或矿层在深度,便可将曲线打印出来,供现场分析。 图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图
三、 △Vs-MN异常曲线的解释
对△Vs-MN异常曲线的解释,目的是确定固定点O处含水层或矿层的深度,其次还可以作出含水层或矿层的层数、下延的预测。有时还可以对一些棘手的地质问题作出判断。解释的主要原则是“已知推未知”。为了解释的正确性需要掌握当地的地形、地貌、地质、水文、矿产、干扰情况等资料。同时要测定已知井或已知矿的△Vs-MN曲线,从中找出规律,指导未知区的△Vs-MN曲线的解释。实际解释工作过程中,掌握测区的地形、地貌、地质、水文、产、干扰情况的资料是曲线解释的基础资料,也是获得△Vs-MN曲线正确解释的基础资料,也是获得△Vs-MN曲线正确解释的重要依据。切忌就曲线解释曲线,不去结合测区的实际地形、地貌、地质、水文、矿产等资料的解释。往往会得出不正确,甚至错误结论。
<一>△Vs-MN异常曲线的基本形态:
不论是找低电阻率的含水层(如岩溶水,构造裂隙水),或是找低阻矿体(如硫化矿、铜矿、黄铁矿等);或是寻找高电阻率的含水层(如第四系,第三系、矿卵石层水);或是高电阻率矿体(如石英脉金矿),它们的△Vs-MN曲线基本形态可分为前支(或称左支)或后支(或称右支)两部分组成。如图4-4。
曲线的前支,包含着复盖层很多讯息。如复盖层的厚度,组成成分等等。一般而言,复盖层越厚则前支曲线越长且平稳。若复盖层成分单一如黄土则前支曲线平滑,若成分复杂,曲线跳动多变。曲线的后支,包含基岩很多讯息,基岩的成分、岩性、水层、矿层的基本情况和各层深度。一般情况,前支曲线较为简单,容易识别,有时复盖层很薄或在基岩出露区,则没有前支曲线出现。后支曲线较为复杂多变。曲线的形态、数值、曲线的宽度等等十分复杂,有时难以分辨。但只要结合测区的地形、地质、矿藏等资料以及已知区的资料是可以获得较正确的解释。
如图4-4△Vs-MN曲线。在R点的左面是复盖层的相应深度(在横轴上直接可以读取出多少米)。R点在右面是后支曲线。后支曲线的分析,具体要看找什么类型的水和矿。若要找低阻的含水层或矿体,注意分析P和Q段的低值段曲线形态、宽度等。若要找高电阻率的含水层和矿层,则注意分析S和T高值段曲线的变化。这些P和Q低值段、S和T高值段对应在横坐标值便是它们的埋藏深度(米)。不论分析低值段或高值段异常曲线时。应注意曲线的形状、幅值、宽度以及异常曲线的次生分布形态等等,有些讯息除了提供深度数据外还可以提供解决一些特殊的地质资料。
<二>、△Vs-MN异常曲线的解释实例:
对△Vs-MN异常曲线的解释,目的是确定固定点O处含水层或矿层的深度,其次还可以作出含水层或矿层的层数、下延的预测。有时还可以对一些棘手的地质问题作出判断。解释的主要原则是“已知推未知”。为了解释的正确性需要掌握当地的地形、地貌、地质、水文、矿产、干扰情况等资料。同时要测定已知井或已知矿的△Vs-MN曲线,从中找出规律,指导未知区的△Vs-MN曲线的解释。实际解释工作过程中,掌握测区的地形、地貌、地质、水文、产、干扰情况的资料是曲线解释的基础资料,也是获得△Vs-MN曲线正确解释的基础资料,也是获得△Vs-MN曲线正确解释的重要依据。切忌就曲线解释曲线,不去结合测区的实际地形、地貌、地质、水文、矿产等资料的解释。往往会得出不正确,甚至错误结论。
<一>△Vs-MN异常曲线的基本形态:
不论是找低电阻率的含水层(如岩溶水,构造裂隙水),或是找低阻矿体(如硫化矿、铜矿、黄铁矿等);或是寻找高电阻率的含水层(如第四系,第三系、矿卵石层水);或是高电阻率矿体(如石英脉金矿),它们的△Vs-MN曲线基本形态可分为前支(或称左支)或后支(或称右支)两部分组成。如图4-4。
曲线的前支,包含着复盖层很多讯息。如复盖层的厚度,组成成分等等。一般而言,复盖层越厚则前支曲线越长且平稳。若复盖层成分单一如黄土则前支曲线平滑,若成分复杂,曲线跳动多变。曲线的后支,包含基岩很多讯息,基岩的成分、岩性、水层、矿层的基本情况和各层深度。一般情况,前支曲线较为简单,容易识别,有时复盖层很薄或在基岩出露区,则没有前支曲线出现。后支曲线较为复杂多变。曲线的形态、数值、曲线的宽度等等十分复杂,有时难以分辨。但只要结合测区的地形、地质、矿藏等资料以及已知区的资料是可以获得较正确的解释。
如图4-4△Vs-MN曲线。在R点的左面是复盖层的相应深度(在横轴上直接可以读取出多少米)。R点在右面是后支曲线。后支曲线的分析,具体要看找什么类型的水和矿。若要找低阻的含水层或矿体,注意分析P和Q段的低值段曲线形态、宽度等。若要找高电阻率的含水层和矿层,则注意分析S和T高值段曲线的变化。这些P和Q低值段、S和T高值段对应在横坐标值便是它们的埋藏深度(米)。不论分析低值段或高值段异常曲线时。应注意曲线的形状、幅值、宽度以及异常曲线的次生分布形态等等,有些讯息除了提供深度数据外还可以提供解决一些特殊的地质资料。
<二>、△Vs-MN异常曲线的解释实例: