探讨高频大地电磁测深法（EH-4）在水文地质调查中的运用

2020-04-26 368 上传者：管理员

摘要：水文地质调查的开展是为了保证人畜饮水安全，为城镇地下水资源提供保障，为新型村镇建设提供依据。将高频大地电磁测深法（EH-4）运用到水文地质调查的重点区，根据地球物理学特征，对地层结构、构造分布及基底起伏情况等进行勘察，圈定富水地段，对水文地质钻孔布设定起到了重要的指导作用，是水文地质调查不可或缺的物探依据。

关键词：
EH-4
构造分布
水文地质
高频大地电磁测深法
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为了城镇地下水资源有保障、人畜饮水有安全、新型村镇及产业园规划建设在地质环境适宜性有依据，运用绿色勘查的技术手段，查明城镇水工环地质条件，从而提高水工环地质调查程度。由于有些重点区域的地层结构、构造分布及基底起伏情况都不能通过地面调查获得，所以运用高频大地电磁测深法（EH-4）进行辅助勘查，圈定富水地段，指导水文地质钻孔布设，为水文地质调查提供物探依据。

1、勘查区水文地质与地球物理学特征

本次开展水文地质地区位于青海省东南部拉脊山山脉处，深居内陆，远隔海洋昼夜温差大，属于典型的半干旱大陆性气候区。按照地貌成因和形态特征，可以工作区为侵蚀构造中高山，山体走向与构造线方向一致，海拔3500~4400m，相对高差600~800m，基岩裸露，寒冻风化作用强烈。在重点调查的中高山地带主要出露的地层为寒武系（∈）、白垩系（K）和第四系地层。寒武系（∈）地层主要由灰绿、暗绿色变质安山岩、安山凝灰岩等组成，白垩系（K）地层主要由砾岩、砂砾岩、砂岩及页岩等组成，第四系地层主要由黄土状土、砂砾卵石及草甸土组成。

地层、岩石物性是物探解释的基础和依据，它的变化是引起地球物理方法曲线形态特征变化的主要因素。本次资料解释主要依据工区已有钻孔柱状图、测井资料和实测物性数据综合分析得出，该工区第四系（Q）草甸土电阻率值相对较低，是整个工区表部的中低阻电性特征，其值为60~170Ω·m。白垩系（K）砂岩，电阻率相对较低，是本次高频大地电磁测深法（EH-4）探测有效深度内的低阻值电性层，电阻率在80Ω·m左右。寒武系（∈）凝灰岩，电阻率值相对较高，是本次高频大地电磁测深法（EH-4）探测有效深度内的高阻值电性层，电阻率在300~1000Ω·m，由于断层影响，在凝灰岩破碎带处电阻率比较完整凝灰岩电阻率降低，为70~100Ω·m。根据分析，白垩系砂岩与寒武系凝灰岩之间电阻率值差异明显，寒武系完整基岩与破碎带之间电阻率值差异明显。因此运用高频大地电磁测深法（EH-4）法来探查工区地层结构、构造分布及基底起伏情况等有关地质问题具有一定的物性前提。

2、本次工作技术法及工作质量评价

EH-4连续电导率剖面仪，由美国GEOMETRICS和EMI公司联合研制生产。该仪器属于部分可控源与天然场源相结合的一种音频大地电磁测深系统，观测的基本参数为时间域正交的电场分量（Ex、Ey）和磁场分量（Hx、Hy）。通过频谱分析及一系列运算，求得不同频率的视电阻率值。该系统根据勘探深度选择不同的配置，通过改变频率可以达到测深的目的。工作中严格执行下列中华人民共和国地质矿产行业相关标准，确保成果质量。采用技术规程为：《大地电磁测深法技术规程》DZ/T0173—1997。

工作质量评价：（1）仪器性能测定：根据规范要求在开展野外工作的前一天和完工后对高频大地电磁测深法（EH-4）仪器进行了平行试验，检测仪器是否工作正常，要求两个磁棒相隔2~3m，平行放在地面，两个电偶极子也要平行。观测电场、磁场通道的时间序列信号，开工前平行试验检查仪器通道相关性波形图，分别为低频和高频段磁场、电场信号波形图，可以得到两个方向通道的波形形态和强度均基本一致，说明仪器工作正常，一致性好。（2）数据质量评价：为了保证野外测量的质量，进行了质量检查观测，质检点应占总点数的3％~5％，重复观测点视电阻率和相位曲线相对均方误差小于5%，本次工作质检点约占全部EH-4测点总数的3.8%，所有质检点的相对均方误差最大值为4.96％，均符合质量要求。

3、推断解释

本次工作运用高频大地电磁测深法（EH-4），勘测了1条剖面，41个物理点。以185°方位，由北向南沿沟谷布设，剖面地势北高南低。从剖面EH-4反演图可以看出，剖面电阻率等值线横向差异明显，剖面距0耀600m电阻率值高（籽=300~1000赘·M），推测其岩性为凝灰岩，剖面距600~1300m电阻率值呈中性（籽=150~300赘·M），推测其岩性为凝灰岩破碎带，剖面距1300~1425m电阻率值呈低阻特征（籽约300赘·M），推测其表层和深部为砂岩，中部夹80m砂岩夹砾岩；在剖面距500m处，电阻率值发生突变，推测其为向北倾断层F2，倾角为约60°，在剖面距850m左右，电阻率值发生突变，推测其为向北倾断层F1，倾角约50°　。

4、结语

本次高频大地电磁测深法（EH-4）工作基本查明了地层结构、构造分布及基底起伏等情况，并与钻孔资料对比，吻合度很好，从而证明了本方法在水文地质查找隐伏地层及构造具有很好的效果，在今后水文工作中如遇此类问题可以考虑运用高频大地电磁测深法（EH-4）解决。

参考文献:

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