用普奇打井找水儀學天電知識——剖面圖中的顏色雜談
普奇打井找水儀研究院開發的天電找水儀中的二極剖面圖是由若干等值線分割開的等值彩色圖,五顏六色,色彩斑斕。經常會有人問,不同的顏色代表什么?哪種顏色代表水?回答這個問題需要從頭說起。
剖面圖的右邊有一排色條(也叫數值條),最上面是紅色的,從上到下按照紅橙黃綠青藍的順序分為18塊色塊,在每一塊色塊的旁邊都標著數字,數字表示這種顏色代表這個區間的電位差值是多少,最上面一塊標出的數字代表這幅圖電位差的最大值是多少,18個色塊將這個最大值均分為17份,據此就可算出每個色塊所代表的電位差的上限和下線。假如最大值是2.30,2.30/17=0.14,則最底下一個深藍色塊所代表的電位差即為0.00~0.14,以次類推倒數第二塊即為0.14~0.28,每個色塊的數值都是這樣計算出來的。
由上述可知,各個色塊代表的數值是由圖中的最大值所決定的。同一條測線在進行重復測量時,如果因為信號源的強度發生變化或出現干擾而使最大值有所改變,那么各色塊代表的數值也會進行調整。當最大值增大很多時,其他測點的數值盡管沒有變化,其顏色也會向藍的方向改變,出現更多的藍色。當把高值在電腦上壓低后這些測點又會向紅的方向變化。由此可見,提出什么顏色代表水,這個命題是不成立的。
在同一個圖中,顏色和數值間接的反映了巖石的性質,即巖石礦物成分的差異和含水狀況。越接近紅色巖石越容易傳導電磁波,越接近藍色巖石越容易吸收電磁波。影響巖石數值大小的因素很多,越接近紅色說明巖石越硬,或者泥質礦物或黑色礦物越少,或者裂隙率越小等等,越接近藍色則正好相反。巖石數值大小的影響因素越多越有多種解釋,這就是電法勘探的多解性和復雜性。
巖石的類別和礦物成分千差萬別,深度不同巖性也不一樣,所以在圖中既不是越紅越好,也不是越藍越好,找水的原則就是要在橫向或縱向上,從不變中找突變,從小變中找大變,在偏紅中找偏藍,在偏藍中找偏紅。或者是找二者的接觸帶。這就是通常所說的地質異常,這里所說的異常既包括顏色的異常變化,也包括等值線的異常變化,如等值線的密度突變,或呈鋸齒狀,折線狀,V字形,倒V字形等形態。觀察異常要以橫向觀察為主,縱向觀察為輔,以0增益測的原始圖為主,處理圖為輔(處理圖可以只看等值線,對顏色和數值可不必過多關注)。
構造可以控水,巖性也可以控水,脆硬性的巖石比柔軟性的巖石成井率高,有人稱其為巖性控水論。在圖中偏藍的范圍越大(還要看色塊的數值),巖性不好的可能性越大,巖性不好裂隙不發育,水就不好。如果在以偏紅為主的圖中偏藍的范圍是局部的,例如呈小的團快狀,較窄的柱狀,或者相互交替的薄層狀,巖性變化的可能性就要小得多,而裂隙率增大的可能性就要大得多。
在以偏藍為主的圖中找偏紅的區域定井位也是常有的。例如在以片巖為主的巖石中找片麻巖,在以泥巖為主的巖石中找砂礫巖,在以角閃巖為主的巖石中找大理巖,都是在以偏藍為主的圖中找偏紅色的區域。這些偏紅的區域巖性好,裂隙會更發育一些。此時巖性對數值影響的正增量大大掩蓋了裂隙對數值影響的負增量,所以這種情況選偏紅區域打井會更好。
第四系的砂礫石層在圖的上部是什么顏色呢?這要看第四系下伏地層是高值還是低值。如果它下伏的是數值很低的泥巖,則砂礫石層偏紅色,找砂層水要找淺層偏紅色厚度大顏色深的點定井。
如果砂礫石層下伏的是高值巖石,由于砂層孔隙率大含水多,砂礫石層往往會與巖石的風化帶合在一起呈藍色。
當測線靠近高壓線時最大值也會變大。最大值越大,各個色塊的數值都相應變大,即使是藍色的色塊的數值也會變大,所以不能只看圖的顏色,還要看它的數值大小。少數有飛點的圖,最大值是干擾造成的,須加以區分。剖面圖中的最大值在理論上是可以很大的,在無干擾的情況下達到幾十或幾百都是正常的,不同廠家生產的儀器測出的數值大小也不一樣。在普奇打井找水儀的案例中有的最大值達到222,水量還很好。有的在水平成層的圖形中出現的硬巖數值高達4061,但它和上下層數值反差很大,出水量達到每小時七八十方。也有的在偏遠地區的較堅硬花崗巖上測出的數據都是0.0幾,水量也很好。這就很能說明,數值偏大偏小與有水無水沒有直接關系。在灰巖地層中因為水的硬度偏大,數值大都偏小,主要也是水中的礦物質偏多或裂隙率偏高甚至是泥縫造成的。還應說明,天電儀測出的數值與人工場測出的電位差不是一個概念,沒有可比性。
圖中的白色是什么原因造成的呢?白色說明測出的數值為0,0值旁邊的顏色一般都是色條中最下面的深藍色,這個深藍色標注的數字都是0.00~××,可以認為白色和最底部的深藍色是同一個色區,出現0值大多是正常的。白色區域的存在不會影響其他區域,如果經過復測0值消失了,但仍是在深藍區,也是正常的。出現0值的圖打出好水的并不罕見,水量大小與0值無關。
圖中的黑色菱形小塊如何進行解釋呢?在剖面圖中經常會看到一些用黑邊框起來的小的菱形或三角形,在曲線圖上這樣的點無疑都是數值特別高的離散點。這些點因飛離了曲線的正常范圍,可以叫做飛點。飛點的成因都是不明原因干擾的結果,復測時往往會消失或移位。有的圖未經復測以這樣的飛點為目標打出水來了,這僅是巧合而已,在飛點響應的深度出水的可能性很小。
飛點所以有黑邊是因為它的數值太高,沿其周邊勾畫出的等值線十分密集,故變成了黑色,就像在繪制地形等高線時遇到陡坎的情況是相同的。圖中的黑色水平條帶有的是真實的水平高值層,有的是飛點的變態,要加以辨別。
用黑邊框起來的飛點的數值不會影響黑框以外各點的數值和顏色,可以不必刪除,不影響對圖件的分析。但是飛點較多的圖件說明干擾較多。沒有黑邊的星狀點大多也是干擾造成的,數值是否可靠也值得考慮。
在圖中藍區與紅區上下分布也是一種常見的圖型。圖的上部一片藍色,厚度很大,無明顯信息,只在下部偏紅色,但深度較大。這種情況不說明上部一定無水,只是較難分而已。如果數值不是很小,且又是結晶類巖石,可從處理圖中找相對高值點邊緣定井位,利用巖性較脆硬的測點打井。