揭示天電打井找水儀測(cè)水原理:談高低值下傳規(guī)律對(duì)天電圖的影響
所謂低值下傳是指某個(gè)或某些測(cè)點(diǎn)的數(shù)值明顯比兩邊(或一邊)測(cè)點(diǎn)數(shù)值低,其淺表層的數(shù)值更低一些,受其影響它下邊的數(shù)值也比兩邊低。沒有兩側(cè)的高值作為襯托也就沒有所謂的低值下傳。同理,高值下傳也是這樣。高值低值都是相比較而言,都是相對(duì)的。
1、電磁波向地下傳播,首先要經(jīng)過淺部的地層,由淺層傳到深層,它與光線的傳播規(guī)律是一樣的。光也是一種電磁波。可見光通常是指頻率范圍在3.9×1014~7.5×1014Hz之間的電磁波,其在真空中的波長(zhǎng)約為400~760nm。在晴天,如果空中出現(xiàn)了一片烏云,光的電磁波被烏云屏蔽吸收了,它的陰影會(huì)一直傳到地面,就好像如來佛“一手能遮天”。這就是電磁波的低值下傳現(xiàn)象。在多云天氣,如果空中出現(xiàn)了局部的藍(lán)天,光線沒有被吸收,陽光會(huì)一直傾瀉到大地,用一句俗話說就是“給點(diǎn)陽光就燦爛”。這就是電磁波的高值下傳現(xiàn)象。天電圖中經(jīng)常遇到的低值異常點(diǎn)或高值異常點(diǎn),出現(xiàn)的異常大多也是直達(dá)圖底,道理是相同的。實(shí)際上高低值下傳的表現(xiàn)形式比常見的的“紅柱子”、“藍(lán)柱子”要復(fù)雜得多。
2、低值下傳的原因是某些測(cè)點(diǎn)在地下的淺表層或某個(gè)深度出現(xiàn)了“屏蔽效能”相對(duì)較強(qiáng)的極性物質(zhì),它的吸收屏蔽電磁波的能力比兩邊明顯增強(qiáng),這就造成了自上而下的“陰影”。如果該測(cè)點(diǎn)與兩邊的測(cè)點(diǎn)沒有差別,低值下傳是看不出來的。高值下傳的成因是某些測(cè)點(diǎn)與兩邊的測(cè)點(diǎn)相比較而言,在淺表層出現(xiàn)了“屏蔽效能”更弱的非極性物質(zhì),使電磁波更容易向下傳播,形成了自上而下的“光柱”。高值下傳不是“屏蔽”電磁波的結(jié)果,這與高阻層能屏蔽電流的傳播是兩碼事。這也是天電法與電阻率法的根本區(qū)別。這就為天電法能解決電阻率法無法逾越的“高阻屏蔽層”開辟了新的途徑。
3、造成高值下傳的源頭是,淺表層的數(shù)值比左右的數(shù)值高。例如常見的有,淺表層局部有干砂、干礫卵石、回填土中有石塊、堅(jiān)硬巖石埋藏很淺等。從橫向來看不論淺層深層它的數(shù)值都比其他點(diǎn)高。
造成低值下傳的源頭是,淺表層的數(shù)值比左右的數(shù)值低。例如常見的有,局部的土層厚度偏大、局部的強(qiáng)風(fēng)化層厚度偏大、灰?guī)r表面有被粘土充填的溶溝溶槽、回填土的巖性很不均勻等。從剖面圖橫向來看不論淺層深層它的數(shù)值都比其他點(diǎn)低。
4、在山丘剝蝕地區(qū)土層一般很薄,土層越薄的地方各測(cè)點(diǎn)相比而言,土層厚度相差的倍數(shù)就越大,例如有的測(cè)點(diǎn)土層厚度為半米,有的為2米,后者土層厚度就是前者的4倍,后者就可能因低值下傳形成低值異常,而前者就可能形成高值異常。所以說,土層越薄出現(xiàn)的假異常就越多,越容易造成誤判。
5、各點(diǎn)之間土層厚度的絕對(duì)值相差不大,為何會(huì)有這么大的影響呢?這是因?yàn)橥翆又械牡V物大多是粘土礦物,是極性物質(zhì)。再加上土層的孔隙率和含水率都比堅(jiān)硬巖石大得多,水的極性很大,很容易吸收電磁波。所以土層厚一點(diǎn)薄一點(diǎn)對(duì)淺表層的天電值影響是很大的,如果不去進(jìn)一步分析低值異常的成因,而是“見藍(lán)則喜”,“見低則喜”是會(huì)吃大虧的。
6、身在野外,對(duì)每條測(cè)線都要觀察分析土層的厚薄和變化趨勢(shì)。測(cè)區(qū)如果是在山地或緩坡地,在地貌形態(tài)上屬于剝蝕區(qū),土層大都較薄。如果是在河流兩側(cè)的平地,土層很薄的可能性不大。一條測(cè)線兩端的地形如果是一端高一端低,地勢(shì)較高的一端土層更薄的可能性更大。
7、高低值下傳是一種規(guī)律,只是一種表象,是否可以利用它還要研究它的成因。我們根據(jù)其成因劃分為兩大類:一類是構(gòu)造成因,一類是非構(gòu)造成因。前者造成的低值下傳往往與斷層或構(gòu)造破碎帶有關(guān),它在淺層裂隙會(huì)更發(fā)育,充填的泥質(zhì)會(huì)更多,成為低值下傳的源頭,一般會(huì)打出好井。后者與構(gòu)造無關(guān),打井無水的可能性更大,有水無水就是碰運(yùn)氣。
8、非構(gòu)造成因的主要表現(xiàn)形式之一是“單點(diǎn)低值下傳”,在淺部低值異常只有相鄰的1~2個(gè)點(diǎn),淺層(即頭部)的低值比左右兩側(cè)更明顯,寬度不大,淺層和深層都是低值(見2個(gè)圖一)。在一條測(cè)線上可以出現(xiàn)多個(gè)“單點(diǎn)低值下傳”,但它們互不連接,都是孤立的。
9、非構(gòu)造成因的另一種主要表現(xiàn)形式是“多點(diǎn)低值下傳”,即相鄰的低值點(diǎn)較多,寬度較大,并連接成一個(gè)低值段。與這個(gè)低值段相鄰的高值段之間的接觸帶就是常說的“梯度帶”。這樣的梯度帶是否真實(shí),是否可用,首先要看這些低值點(diǎn)的淺部是否也是低值,高值點(diǎn)的淺部是否也是高值。如果這個(gè)梯度帶與淺層的數(shù)值沒有關(guān)聯(lián),不是下傳造成的,就是可用的,如果有關(guān)聯(lián)就要加個(gè)問號(hào),需要進(jìn)一步做工作(見3個(gè)圖二)。
10、非構(gòu)造成因的第三種主要表現(xiàn)形式是“漸變式低值下傳”,即打井找水儀剖面圖的一端從淺到深數(shù)值都偏大,而另一端都偏小,等值線明顯向一端傾斜。遇到這種圖形不要先考慮巖層的傾向是否也是這樣傾斜,因?yàn)檫@種可能性很小。應(yīng)該首先考慮的是,表層數(shù)值小的一端是否地勢(shì)更低?土層更厚一點(diǎn)?整個(gè)打井找水儀圖是不是高低值下傳的結(jié)果?(測(cè)線的一端有輸變電設(shè)施也會(huì)出現(xiàn)這種這種圖形)這樣的打井找水儀圖形失敗的案例屢見不鮮,值得警惕(見2個(gè)圖三)。
11、理解了以上三種主要的低值下傳形式,也就會(huì)理解高值下傳了,不再贅述。善于識(shí)別高低值下傳現(xiàn)象,并能排除假異常,利用真異常,是天電法的要害。鑒別真假異常(即排除非構(gòu)造性高低值異常)最好的方法就是平行錯(cuò)位復(fù)測(cè)。
如果經(jīng)過錯(cuò)位復(fù)測(cè),原測(cè)線中的高低值異常發(fā)生了改變,再結(jié)合上述的野外觀察分析,這樣的異常基本上可以判定為假異常。錯(cuò)位復(fù)測(cè)就像照妖鏡,一做錯(cuò)位復(fù)測(cè)假異常就曝光了。用排除法排除了假異常之后,異常點(diǎn)是否可以定井,再結(jié)合巖性條件、數(shù)據(jù)條件、地下水補(bǔ)排條件、計(jì)劃打井深度、要求最小水量、預(yù)計(jì)靜水位及可能出水深度等情況進(jìn)行分析確定。