电法勘探
通过对人工或天然电场(或电磁场)的研究,获得岩石不同电学特性的资料,以判断有关水文地质及工程地质问题。常用的是直流电法勘探,主要研究岩石的电阻率和电化学活动性,可分为电阻率法、自然电场法和激发极化法等。
电阻率法
自然界中各种岩石的导电性能不同。一般情况下,岩浆岩、变质岩和沉积岩中的致密灰岩的电阻率都很高,超过10~欧姆·米,只有当它受风化,构造破碎时,由于含泥量增多,水分增加时,其电阻率值才降到102)欧姆·米级或更小。含泥质沉积物或含高矿化度地下水的砂砾石层,其电阻率较低(10~102)欧姆·米级)。电阻率法常用于探测风化壳的厚度,覆盖层下新鲜基岩面的起伏、盆地结构形态、储水构造,追索古河道,圈定岩溶发育带,确定断层位置等。电阻率法的工作原理如图1所示,通过A、B两个电极向地下供入电流(IAB),并通过M、N两个电极测量供电所形成的电位差(ΔUMN)。代入ρ=K·ΔUMN/IAB式,便可计算出电阻率ρ。式中K为装置系数,由各电极间的相互距离确定。一般地下并非单一均匀地层,由上式计算的电阻率并不代表某一地层的真电阻率,故称为视电阻率ρs。电极排列方式(装置)不同,其探测效果亦异。例如,固定装置,沿剖面测线逐点测量视电阻率值,可获得沿剖面线的视电阻率曲线,它反映岩性沿剖面线变化的情况,称为电剖面法(图2)。若固定测点,不断扩大供电电极A、B的距离,使电流在地下分布空间不断扩大,相应的勘探深度则越来越深。其相应于不断增加的电极距(AB/2)的视电阻率曲线(电测深曲线),反映了电阻率随深度变化的情况,即为电测深法。用量板或计算机程序对曲线作解释,可划分出不同深度、具有不同电阻率的地层。
钻孔地震波测速法
在钻孔中利用直达波测定地层波速的方法。有单孔法和跨孔法两种。单孔测速法是在孔口附近激振,在钻孔内的不同深度上安置探头测定直达波的初至时间。探头是由两个互为正交的水平检波器和一个垂直检波器组成。利用气压附壁装置,可使探头紧贴井壁。测定纵波速度(vp)时,须作垂直激振。测定横波速度(vs)时,须作水平激振,通常是在压有重物的厚木板两端作水平振击以激发横波。根据直达波穿过某地层所需的时间及该地层的厚度可算出地层速度。跨孔法(图6)是在一个钻孔中激振,在相隔一定距离的另一个钻孔中观测直达波的到达时间。对于浅孔,可用木杆插入井底,在地面敲击木杆的一端进行激振。在较深的钻孔中可用“附壁式井下锤”激发横波。已知激振点到检波器的距离以及直达波的行进时间便可算出地层波速。
地球物理测井
地球物理方法在钻井中的应用。工程物探中常用的有视电阻率测井、自然电位测井、天然放射性测井、声波测井等。综合分析几条测井曲线可划分钻孔地层岩性剖面。用中子-伽玛测井或声波测井方法可以测定地层的孔隙度。自然电位测井方法还可以在泥浆钻孔中分层测定地下水的矿化度。利用井液电阻率测井或井中流速仪可以研究钻井中地下水的运动。井中摄影和井中光学电视可以获得钻井剖面的实际图像,而超声电视测井则可以在泥浆中获得清晰的孔壁图像,可区分岩性、查明裂隙、溶穴、套管的裂缝等,甚至可以确定岩层的产状。不同测井方法的井下探测器各有其特点。但是所测量的参数均将转换成电讯号,通过电缆传输到地面测井仪中并记录在像纸、纸带或磁带上。
广东省东莞地质工程勘察院(原企业名称:广东省湛江地质工程勘察院)隶属于正处级事业单位广东省地质局第九地质大队,是全民所有制国有企业。
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