高密度电法在石灰岩中找水实例[业界经验]

1、高密度电法在石灰岩中找水实例冷冬灵 李桂龙广东省核工业地质调查院物探公司（广东韶关 512028） 前言：许多厂矿和临时工地生产和生活用水量很大，接自来水不方便，且费用高，需要就地取水。石灰地区仅凭经验很难把握地下水位置，有的地方连打四、五口井，井深百米，都未见水，财力耗去不算，用水方等得着急，这时物探方法确定井位能取得很好效果。物探方法找水有很长历史了，原理很简单，水是低阻性质，就是要找到低阻体。以前用的方法一般是电测深或联合剖面，特别是电测深方法中通过利测深曲线的脱接特征找水，效果很好。联剖的正交点对低阻构造的反映也有很好的效果。但自有高密度电法以后，这些方法使用得较少了，电测深方法工作量

2、很大，一个或几个小时才能完成一个测点，几天才能完成一个剖面，联合剖面法的无穷远极也很难选到合适的位置，且在灰岩地区效果不佳。但高密度电法在资料解释方面确有不同，本文据笔者经验用实例略作说明。一、物性特征有溶洞发育的位置，洞内含水或充填则为低阻，无充填则为高阻，当埋深较大或位于地下水以下时，多为含水溶洞，当溶洞位于灰岩界面以下不远时，溶洞易为粘土充填。溶洞按形态有立洞、平洞，平洞分布范围较广，立洞较狭。立洞为干的较多，常形成于背斜轴向构造带处，经流水形成。能形成陡立溶洞的，则多能形成平洞。对于非纯净可溶岩，如炭质灰岩，当水流量较低少时，因为有杂质包住方解石晶粒，故较难溶解，而形成溶洞较难，但当水

3、流作用强烈时，杂质被搬运较快，岩石的溶解速度比纯净岩更快，因此这类灰岩溶洞没有则已，若有多为大溶洞。溶洞常分层发育，单个溶洞呈各种形态，溶洞之间常会联通。就整体来说，溶洞的发育受岩性和构造带控制，如岩性变化层、成份不同的灰岩分界面，构造破碎带等位置，溶洞较发育。这样在物性方面，有溶洞处物性差别很大。溶洞相通是，有溶洞的地段整体上会呈低阻性质，出现低阻异常，溶洞分层或不独立，则为局部异常。二、 常常形态高密度电法测得的视电阻率值一般不对单个点绘制电测深曲线，而是使用surfer作剖面等值线，异常形态只是这剖面上的形态。当基岩完整时，电性在横向基本是均匀的，在竖向上呈有规律的变化，一般电阻率随深度

4、增高，视电阻率等值线反映为平行光滑，有规律。反之，当基岩发育有溶洞或裂隙时，电性不再均匀和有规律，电阻率曲线在平行和疏密程度上都 不同，或呈陡立，或局部低阻。所以判断溶洞是否存在，只要看剖面视电阻率曲线是否园滑、完整和有规律。例外的情况是，岩性分界面局部低洼，而在剖面上有低阻异常。根据溶洞形成的基本原理，这种地段形成溶洞的可能情也较大，但多为通天溶洞，水质不好。三、水平位置的确定。用surfer作的剖面等值线，在横向上分辨率自然是很低的。因此不能直接从地电等值线图的形状上找异常体位置，由于装置的因素影响，所测得的视电阻率剖面上的数据愈往深处，愈不是记录点位置的地电反应，而是同一深度一这范围的综

5、合反应。如用温纳装置，当供电极距用300米时，测量极距是100米，远超过了一个溶洞一米或几米的范围。当对溶洞进行钻孔验证时，往往不能一一对应。因为各个在空间上独立的溶洞，当埋藏较深时，在地电阻剖面上是一个整体的低阻体。灰岩完整的突变性与电性上的渐变性使布置钻孔有一定的风险，如例三。四、深度确定目前高密度电法对深度的解释还不如其他方法那样的精确，因为深度涉及的因素较多，如上覆低阻层电性和厚度。在电测深法解释时，要求有较完整的岩性分层，而在有溶洞的灰岩中却不具备这一条件的。这里只能根据经验的估算，经验反应，一般用取1/3-1/2（AB/2）即可，这一范围较大，据以推断的深度会有较大的误差，一般情况

6、是，上部电性较低时，系数取较小值，反之取较大值，很难量化。较为欣慰的是，人们深度的确定并不十分关心。水平位置确定后，只要深部有水，深度的推断误差几米甚至至十几米，带来的损失并不大，多钻一会而矣。五、 实例列三个找水实例。均使用重庆地质仪器厂生产的DUK-2型高密度电法仪。温纳装置，极距用5米，测16层。例一，某隧道施工用水井。自地表往下为强风化、弱风化砂岩，其下为石灰岩，泥炭质。之前在这附近打过7个钻孔，每孔70多米深，穿过砂岩进入灰岩20-40米不等，但均未见水，石灰层岩芯完整。上物探用电法，用5米极距，温纳装置。测得剖面如下图，该剖面在80-90米间有一条低阻异常带，视电阻率在400500

7、.m。在85米处布一孔，经钻探，0-38.8米为全强风化泥质砂岩，以下为灰岩，48.3056.20m岩石裂隙极发育，钻进较快，岩芯呈半边溶蚀现象； 56.20m以下岩性较完整。经抽水试验，日出水量大于200T。该剖面异常反映为一个低阻异常带，深度大至在1/3-1/2（AB/2），异常范围较大，但一孔见水，或有运气在其中。 图一例二，某制梁场生产用水井自地表往下岩性为全、强风化砂岩、石灰岩，砂岩厚度20米左右。用5米极距，测得剖面如下图，从剖面看，等值线多呈陡立状，没有水平平稳的等值线，显示深部灰岩不完整，对此，布孔选在电阻率最低的位置，在175米位置布孔，钻探结果显示，该孔进处灰岩十多米后，自38-52米有多处溶洞和发育裂隙。经抽水试验，水量一天大于200T。图二例三，某制梁场生活用水井地质情况如例二，上层20多米全、强风化砂岩，下层为灰岩，从剖面看，下部等值线平稳，呈平行状，反映深部岩性完整，破碎可能性不大；上部等值线多处形成闭合圈，为低阻异常。在200米处布设钻孔，钻