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天电法找水读图经验之九——普奇剖面图如何察颜观色辨水情(连载中)

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作者:
潍坊市星河地下水研究所--杨佃俊
来源:
2018/05/10 10:20
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普奇研究院开发的天电找水仪中的两极剖面图是由若干等值线分割开的等值彩色图,五颜六色,色彩斑斓。经常会有人问,不同的颜色代表什么?哪种颜色代表水?回答这个问题需要从头说起。

 

    1.剖面图的右边有一排色条(也叫数值条),最上面是红的,从上到下按照红橙黄绿青蓝的顺序分为18块色块,在每一块色块的旁边都标着数字,数字表示这种颜色代表这个区间的电位差值是多少,最上面一块标出的数字代表这幅图电位差的最大值是多少,18个色块将这个最大值均分为17份,据此就可算出每个色块所代表的电位差的上限和下线。假如最大值是2.30,2.30/17=0.14,则最底下一个深蓝色块所代表的电位差即为0.00~0.14,以次类推倒数第二块即为0.14~0.28,每个色块的数值都是这样计算出来的。

 

    2.由上述可知,各个色块代表的数值是由图中的最大值所决定的。同一条测线在进行重复测量时,如果因为信号源的强度发生变化或出现干扰而使最大值有所改变,那么各色块代表的数值也会进行调整。当最大值增大很多时,其他测点的数值尽管没有变化,其颜色也会向蓝的方向改变,出现更多的蓝色。当把高值在电脑上压低后这些测点又会向红的方向变化。由此可见,提出什么颜色代表水,这个命题是不成立的。

    

3.在同一个图中,颜色和数值间接的反映了岩石电阻率的大小,即岩石导电性能的差异。越接近红色导电性越差,越接近蓝色导电性越好。影响岩石导电性的因素很多,越接近红色说明岩石越硬,或者水质越好,或者导电矿物越少,或者裂隙率越小等等,越接近蓝色则正好相反。以下我们把数值由小变大叫做向偏红方向变化,反之叫做向偏蓝方向变化。岩石的导电性影响因素越多越有多种解释,这就是电法勘探的多解性和复杂性。

    

4.岩石的类别和矿物成分千差万别,深度不同岩性也不一样,所以在图中既不是越红越好,也不是越蓝越好,找水的原则就是要在横向上,从不变中找突变,从小变中找大变,在偏红中找偏蓝,在偏蓝中找偏红。这就是通常所说的异常,这里所说的异常既包括颜色的异常变化,也包括等值线的异常变化,如等值线的密度突变,或呈锯齿状,折线状,V字形,倒V字形等形态。观察异常要以横向观察为主,纵向观察为辅,以原始图0增益测的图为主,处理图为辅(复测图可以只看等值线,对颜色和数值可不必过多关注)。

    

5.构造可以控水,岩性也可以控水,脆硬性的岩石比柔软性的岩石成井率高,有人称其为岩性控水论。在图中偏蓝的范围越大(还要看色块的数值),岩性不好的可能性越大,岩性不好裂隙不发育,水就不好。如果在以偏红为主的图中偏蓝的范围是局部的,例如呈小的团快状,较窄的柱状,或者相互交替的薄层状,岩性突变的可能性就要小得多,而裂隙率增大的可能性就要大的多。

    

6.在以偏蓝为主的图中找偏红的区域定井位也是常有的。例如在以片岩为主的岩石中找片麻岩,在以泥岩为主的岩石中找砂砾岩,在以角闪岩为主的岩石中找大理岩,都是在以偏蓝为主的图中找偏红色的区域。这些偏红的区域岩性好,裂隙会更发育一些。此时岩性对数值影响的正增量大大掩盖了裂隙对数值影响的负增量,所以这种情况选偏红区域打井会更好。

    

7.第四系的砂砾石层在图的上部是什么颜色呢?这要看第四系下伏地层是高值还是低值。如果它下伏的是数值很低的泥岩,则砂砾石层偏红色,找砂层水要找浅层偏红色厚度大颜色深的点定井。需要注意的是,这种情况由于高值层的下传,反映出来的砂层下界面可能要比实际深度大很多。这和在强风化的玄武岩下伏厚层泥岩的地层中的情况是类似的。

    

如果砂砾石层下伏的是高阻岩石,由于砂层孔隙率大含水多,砂砾石层往往会与岩石的风化带合在一起呈偏蓝色而不易辨认。

    

8.色条中顶部最红的色块的数值大小能说明什么问题呢?该数值是本图幅中的最大值,它是岩石电阻率的间接反映,二者是正相关关系。当测线靠近高压线时最大值也会变大。最大值越大,各个色块的数值都相应变大,即使是蓝色的色块的数值也会变大,所以不能只看图的颜色,还要看它的数值大小。少数飞点的最大值是干扰造成的,须加以区分。岩石电阻率的大小主要由图中的两个方面决定。一是岩石骨架的电阻率大小,主要与矿物成分有关。二是骨架的空隙或裂隙中所含的水的电阻率大小。水中的矿物质越少电阻率越大,真正的化学纯水是不导电的。山泉水的电阻率要比一般自来水大几十倍,再加上岩石的矿物成分、风化程度、电磁干扰的差异,所以说剖面图中的最大值在理论上是可以很大的,在无干扰的情况下达到几十都是正常的,不同厂家生产的仪器测出的数值大小也不一样。在普奇的案例中有的最大值达到222,水量还很好,就很能说明问题,数值偏大与有水无水没有直接关系。在灰岩地层中因为水的硬度偏大,数值大都偏小,主要也是水中的矿物质偏多或裂隙率偏高甚至是泥缝造成的。还应说明,天电仪测出的数值与人工场测出的电位差不是一个概念,没有可比性。

    

9.图中的白色是什么原因造成的呢?白色说明测出的数值为0,0值旁边的颜色一般都是色条中最下面的深蓝色,这个深蓝色标注的数字都是0.00~××,可以认为白色和最底部的深蓝色是同一个色区,出现0值大多是正常的。白色区域的存在不会影响其他区域,如果经过复测0值消失了,但仍是在深蓝区,也是正常的。出现0值的图打出好水的并不罕见,水量大小与0值无关。

    

10.图中的黑色菱形小块如何进行解释呢?在剖面图中经常会看到一些用黑边框起来的小的菱形或三角形,在曲线图上这样的点无疑都是数值特别高的离散点。这些点因飞离了曲线的正常范围,可以叫做飞点。飞点的成因都是不明原因干扰的结果,复测时往往会消失或移位。有的图未经复测以这样的飞点为目标打出水来了,这仅是巧合而已,在飞点深度附近出水的可能性很小。

    

飞点所以有黑边是因为它的数值太高,沿其周边勾画出的等值线十分密集,故变成了黑色,就像在绘制地形等高线时遇到陡坎的情况是相同的。图中的黑色水平条带也是数值突变造成的。

    

用黑边框起来的飞点的数值不会影响黑框以外各点的数值和颜色,可以不必删除,不影响对图件的分析。但是飞点较多的图件说明干扰较多,没有黑边的星状点大多也是干扰造成的,数值是否可靠也值得考虑。

    

11.在图中蓝区与红区上下分布也是一种常见的图型。图的上部一片蓝色,厚度很大,无明显信息,只在下部偏红色,但深度较大。这种情况不说明上部一定无水,只是较难分析而已。这类图件可从以下三个方面进行思考:一是要看蓝区对应的色块的数值,如果数值很小,又无已知井资料比对最好放弃另选测线。二是如果数值不是很小,且又是结晶类岩石,可从处理图中找相对高值点定井位,利用风化层中岩性较脆硬的地点打井。三是如果下部的偏红区域有经得起验证的上下贯通的V字形等异常,可以认为是上部下传形成的,也可以定井位,在上部的蓝区中虽无直接显示,但有水的可能性很大。

 

                                     (作者:潍坊市星河地下水研究所    杨佃俊)

 

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