张 凯
(东华理工大学,江西 南昌 330000)
经过70余年的发展,我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展,使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。同时,经过广大地球物理工不懈努力,在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域,电法已经正在发挥着重要作用。
电测深找水是以电性差异为物理前提,间接的指导寻找地下水源贫、富的分布范围、方向和位置。一般情况下,水的电阻率(ρ)在,n×10~n×102Ωm 范围,为低阻;岩石的电阻率多为高阻,ρ在 n×103~n×104Ωm 之间变化,它们的电性差异达几十至几百倍。据已有资料统计,在不同含水区段上的视电阻率、视极化率、激发比,衰减度等电参数值,与含水层(带)的富水程度有关,窗水性越强,增高的幅度尤为明显。随地下水的渗透和流动作用而形成的自然电场,一般称过滤电场,其电位(U)在-250~+250 mV之间变化,这比导电矿物的存在而产生的氧化还原电场约低50%(>-500mV)。因此,过滤电场变化范围的大小和高低,取决于地下水的流动速度、补给形式、埋深及矿化度等。以地下水补给为主的上升泉,多为自电正异常出现,U在+20~+250 mV间变化;以地表水补给为主的下降泉,反映为自电负异常,电位(U)变化范围在-20~-250 mV。为此,可利用这些特性和规律,快速确定和发现水的补给方向和位置。运用的方法主要有:电剖面找水、自电找水、电测深找水等
由于含金硫化物矿体或控制成矿的地层、构造、蚀变带往往与围岩之间存在明显的电性差异,所以电法勘探已广泛用于金矿(特别是与前寒武纪地层有关的金矿)普查找矿工作中,取得了良好的地质效果。金元素在地壳中含量极微,尽管其具有良好的导电性,也能富集成矿,但它在矿石中的存在并不能明显改变矿石的电学性质,产生目前仪器能够观测到的电场变化,这就制约了电法作为直接找矿方法在金矿普查中的应用。随着对金矿地质条件和金矿建造电性研究的进一步深入,发现大多数金矿床都与硫化矿物或某些矿化蚀变相伴生,在空间上也受到某些地层或构造的控制,而这些地质因素往往与围岩存在着较明显的电性差异,可用电法勘探发现它们,因此,电法勘探完全能够在金矿普查中(特别是在掩盖区)发挥更大的作用。
通过自然电场法和激发极化法等综合电法勘探发现电异常,经钻探验证,采用地质、物探、钻探、科研综合普查方法密切配合取得的成果。其中电法勘探起到了导向作用。在发现这一隐伏块状硫化矿床的基础上,对矿区及外围进行了瞬变电磁法等电法勘探的新方法、新技术试验研究工作。根据瞬变电磁法获得的成果,结合自然电场法,激发极化法和地质、化探资料进行综合解释推断,提供了可能存在新的隐伏矿床的信息,指出了进一步普查找矿方向,对扩大该区远景具重要意义。
激发极化法和自然电法主要用与发现浅部矿体,指出含矿带的位置。瞬变电磁法对普查寻找良导电性的块状硫化矿体校其它物探方法具有独特的效能,既可用于普查浅部矿体,又可寻找深部盲矿,具有较高的横向分辨率,受浅部导电体覆盖的干扰较小,不用接地电极,适合于干旱半干旱戈壁沙漠地区工作,值得在新疆广泛使用。可控源声频磁大地电流法用于普查寻找块状硫化矿床时,对浅部良导电性块状硫化矿体反应灵敏,具有较好的找矿效果,但当浅部存在良导电体覆盖时,无法区分覆盖层和矿体引起的异常,要根据测区的具体条件,有选择地使用。
高密度电法在水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测上见到了好的应用效果;将高密度电法也可用在高速公路高架桥、高层建筑选址、机场跑道的地基勘探中或用高密度电法探测防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障碍物等物理性质有别于周围介质的地下有形体;与此同时还可以查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深,利用土层的剪切波速划分场地类别。此外管线探测、查明采空区、调查岩溶及地质灾害等工程物探中使用了高密度电法。
电法方法的种类繁多,利用的参数也不相同,普查工作中既要注意应用新方法,也要充分发挥老方法的作用。一些老方法,如自然电场法、直流电法等都曾找到过新矿床。新方法,如瞬变电磁法、压电法和利用人工震源增强信号的震电激电法等,也应不断引进推广。总而言之,电法勘探的应用前景是非常广阔的。
[1]吕永吉.电法勘探在找水中的应用[J].铀矿地质,1992(06):369-374.
[2]刘钊剡.电法勘探在金矿普查中的应用[J].黄金,1995(16):2-6.
[3]邓振球,王欣观.新疆阿舍勒铜矿的发现与电法勘探[J].新疆地质,1993(11):43-56.