易强 李望明 黎景开

摘  要  本文主要介绍了通过综合物探方法在炎陵花岗岩地区矿泉水勘查中的应用并能取得很好的效果。采用联合剖面法进行扫面工作，追索断裂构造的走向;采用激发极化法、EH4大地电磁测深法查明垂向电性层分布及富水性情况并确定探水孔。经钻探验证后，涌水量达500m3/d以上，能满足矿泉水开采要求。

关键词  联合剖面法;激发极化法;EH4;矿泉水资源

中图分类号：P631.3          文献标识码：A

Abstract： The article mainly introduces the application of integrated geophysical prospecting method in mineral water exploration in granite area of Yanling， and it can achieve good results. The composite profile method is adopted to sweep the surface and trace the fault structure. The induced polarization method and the EH4 magnetotelluric sounding method were used to find out the distribution of vertical electric layer and the condition of water abundance， and to determine the sounding hole. After the drilling verification， the water inflow reaches above 500m3/d， which can meet the mineral water mining requirements.

Keywords： composite profile method; induced polarization method; EH4 telluric electromagnetic sounding method; Mineral water resources

1  工作區水文地质概况

本文所介绍水文物探项目位于湖南省炎陵县霞阳镇境内，属湘东山丘区，位于罗霄山脉中段偏西，主要为低山～中山地貌。工作区内主要地层为花岗岩，由万洋山岩体的加里东期第一次、第二次侵入体组成，岩性主要为灰白色中粒斑状黑云母花岗岩，局部有奥陶系变质石英砂岩与板岩。经前期地质调查，沿冲沟有断层通过，其走向约北东，倾向南南东，倾角约75-85°，断层破碎带宽大于20m，为富水构造，该场地总体上为富水中等。

2  物探方法的选择

2.1 工作方法选择

本次水文物探目的为查明区内天然矿泉水资源的赋存情况，推断导水和富水构造的分布情况，拟采用综合物探方法：联合剖面法、激发极化法、EH4大地电磁测深法。根据前期水文地质调查，首先在区内用联合剖面法进行扫面工作，追索断裂构造的走向，确定断裂构造在平面上的分布位置，采用大小2个极距进行数据采集：大极距AB/2=260m，MN=40m;小极距AB/2=150m，MN=20m，点距=20m。在有异常出现的物探测线中，均采用两个极距进行采集。在联合剖面法扫面工作结束后，在异常区有针对性的进行激发极化法和EH4大地电磁测深法，查明垂向电性层分布及富水性情况，最终确定探水孔位置。其中激发极化法采用对称四极等比装置：AB/2=1.5～500m，MN/2：AB/2=1：5。EH-4大地电磁测深系统通过X、Y两个方向的磁偶极子，同时接收和分析X、Y两个方向的电场和磁场，反演X-Y电导率张量剖面，采集高低频段数据，电极距为20m，16次数据叠加。

2.2 物探测线布置

根据本次水文物探任务要求和场地条件，在工作区场地布置了6条常规电法测线（4线、6线、7线、8线、10线、12线），物探测线布置及推断成果图详见图1。其中4线、6线为顺冲沟方向布设，7线、8线、10线、12线为垂直冲沟方向布设。

3  物探成果解释

3.1联合剖面法

6条常规测线均进行了联合剖面法工作，经数据采集后，4线、6线联合剖面法曲线无明显物探异常。7线联合剖面法曲线（图2）在1060号点左右呈台阶状异常特征;8线联合剖面法曲线（图2）在1160号点左右呈台阶状异常特征，10线联合剖面法曲线（图2）在1000号点左右呈台阶状异常特征，12线联合剖面法曲线（图2）在1040号点左右呈台阶状异常特征。由于断裂构造F使上下盘错动造成地层抬升，再加上工作区场地位于冲沟，测线垂直冲沟布设，两侧有地形起伏而并非平坦地层上低阻脉状体，从而使联合剖面法曲线出现台阶状异常特征而未见明显的正交点异常。根据7线1060号点、8线1160号点、10线1000号点、12线1040号点异常位置连线，结合前期水文地质资料分析，推断上述异常位置连线为断裂构造F的反映（详见图1）。

3.2 激发极化法

在完成联合剖面法扫面工作后，在7线联合剖面法异常点区域进行了激发极化法（图3），从激发极化法断面图中可以看出，在1020-1060号点段，呈台阶状异常特征，推断为断裂构造F的反映，倾向南东，倾角较陡。

根据7线1060号点（图4）激电测深曲线，在AB/2=100—180m，ρs曲线呈拐折异常同时为相对低阻，视极化率ηs、半衰时TH、衰减度D曲线呈相对峰值异常，富水性较好，推断为含水断裂破碎段的异常反映。

3.3 EH4大地电磁测深法

为进一步确定断裂构造F的深部发育情况及验证激发极化法成果，在10线（由于7线异常点位置在水田中，EH4无法进行野外数据采集）异常区开展了EH4大地电磁测深法（图5），从断面图中可以看出，在1000-1120号点段，呈台阶状异常特征，与7线激电测深法视电阻率断面图中异常位置吻合，推断为断裂构造F的反映，从图中可看出倾向南东，倾角较陡。

3.4 物探成果验证

结合水文地质调查资料，本次水文物探先通过联合剖面法在物探工作区进行扫面工作，追索断裂构造的走向及平面分布;在联合剖面法异常点位置有针对性的进行了激发极化法及EH4工作，并根据激发极化法中的极化率、半衰时、衰减度等含水因子综合评价了富水性，推断了一条北东向断裂构造F，该断裂构造为工作区内主要导水富水构造，最终根据物探资料分析推断，在7线1060号点布设探水孔ZK1，设计孔深200m，后经钻探施工及抽水试验，在ZK1号探水孔，日涌水量在500m3/d以上，能够满足地下矿泉水开采的要求，达到了本次水文物探的目的。

4  结论

在花岗岩地区，由于岩层厚度大，岩体密实，再加上裂隙不发育，风化裂隙水贫乏，唯有通过水文地质调查及专项水文物探工作，找到含水断裂构造带，才能有效的利用深部地下矿泉水资源，并能满足水量需求。本文即是综合应用物探中的联合剖面法、激发极化法、EH4大地电磁测深法在深厚花岗岩地区进行地球物理勘探，并能取得良好的探测效果，达到工作目的。

参考文献/References

[1]雷宛，肖宏跃，邓一谦.工程与环境物探教程[M].北京：地质出版社，2006.

[2]李金铭.激发极化法方法技术指南[M].北京：地质出版社，2004.

[3]卞兆津，叶明金，刘斌辉.红层地区综合应用联合剖面法和激发极化法找水一例[J].物探与化探，2008，32（3）：306-307.

[4]刘得福，吕旭红，任多魁.综合电法在祁连山山前缺水区寻找地下水的 应用[J].物探与化探，2006，30（1）.