Файл: Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие.pdf

складки нередко содержат и значительные запасы подземных вод. Такие крупные структуры могут быть обнаружены прак­ тически всеми методами разведочной геофизики. Вопрос о вы­ боре рационального комплекса рассмотрен в предыдущих главах.

потому, что к ним нередко бывают приурочены подземные воды. В этих зонах циркулируют воды, как напорные, так и имеющие свободную поверхность. Среди крепких, жестких пород наиболее водообильны известняки, которые могут быть разбиты трещинами, значительными по амплитуде и протяжен­ ности. Трещиноватые граниты менее водообильны, но при­ уроченные к ним подземные воды характеризуются хорошим качеством. В эффузивных породах воды еще меньше. Зоны разломов в жестких породах могут обладать и большими запа­ сами подземных вод, и быть практически безводными. Это зависит от степени раздробленности материала, заполняющего зону. В трещиноватых породах подземные воды бывают при­ урочены к коре выветривания и к отдельным трещинам и систе­ мам трещин значительной протяженности.

При поисках подземных вод перед геофизическими методами обычно стоят следующие задачи: найти и проследить зоны разломов, зоны трещиноватых и закарстованных пород, опре­ делить глубину поверхности водоносных отложений. Наиболее часто для решения этих задач применяют разные модификации электроразведки и значительно реже другие геофизические методы. Эффективность электроразведки объясняется значи­ тельной разницей удельного сопротивления ненарушенных пород и пород, заполняющих тектонические и закарстованные зоны.

Подземные воды описываемых типов обычно циркулируют неглубоко от дневной поверхности и поэтому минерализованы слабо. Исключения бывают в тех случаях, когда коренные породы перекрыты засоленными отложениями. Удельное элек­ трическое сопротивление пород в зонах разломов, трещинова­ тых и закарстованных зонах при наличии в них пресной воды

235

Рис. 131. Результаты комбинированного профилирования (по Т. А. Акишеву и др.)

АО = ОВ = 175 м; M N = 40 м,

1 «— почвенно-растительный слой; 2 — глины; з — известняки; 4 — точки ВЭЗ.

находится в пределах 100—400 ом-м, но может быть и значи­ тельно меньше, если воды минерализованы. Вмещающие креп­ кие, монолитные породы имеют сопротивление тысячи ом­ метров и больше. Другие физические свойства пород таких зон освещены в предыдущих разделах.

Глубину залегания поверхности водоносных пород обычно определяют с помощью ВЭЗ и реже другими геофизическими методами. Поиски зон разломов чаще всего ведут электро­ профилированием. Наибольший практический интерес при поисках подземных вод представляют карбонатные толщи. Так, в Северном Прибалхашье наиболее водообильны тектони­ ческие зоны, зоны повышенной трещиноватости и закарстованности в известняках. Эти зоны были выявлены и прослежены комбинированным профилированием и детализированы ВЭЗ. На рис. 131 приведены графики рк комбинированного профили­ рования, где четким прямым пересечением отмечается депрессия в кровле известняков, выполненная рыхлыми отложениями. Эта депрессия располагается в зоне трещиноватых, водообиль­ ных известняков, что подтвердила буровая скважина.

Аналогичные результаты на такой структуре можно полу­ чить и дипольным электропрофилированием. Круговые вер­ тикальные зондирования, выполненные в районе депрессии, подтвердили ее простирание, установленное раньше электро­ профилированием, и позволили определить глубину залегания известняков, что необходимо знать для правильного выбора конструкции буровой скважины.

236

100 2 00 м

j_______i

Рис. 133. Результаты электропрофилирования над трещи­ новатой зоной в гранитах (по Ф. М. Рябченко).

1 — песчано-глинистые отложения; 2 — дресва; 3 — граниты; 4 — уровень грунтовых вод; 5 — обводнение.

обстоятельства говорят о том, что достоверно проверить данные геофизических методов можно лишь бурением ряда скважин или солянокислой резкой пород из них (в условиях развития карбонатных толщ).

П о и с к и п о д з е м н ы х в о д в п е с ч а н о - г л и ­ н и с т ы х о т л о ж е н и я х обычно ведут среди пород четвертичного возраста. Воды приурочены к пескам разной зернистости, песчаным глинам и другим пористым породам. Глубина залегания вод редко превышает первые десятки ме­ тров, обычно составляет 1—10 м. Мощность и литологический состав водоносных горизонтов сильно изменчивы. Перед гео­ физическими исследованиями обычно ставится задача найти участки, где наиболее вероятны подземные воды, оконтурить эти участки и по возможности определить глубину залегания водоносных горизонтов и их мощность. Для решения этих задач применяют в основном электроразведку методом сопро­ тивлений, чему способствует разница удельного сопротивления песчаных (водоносных) и глинистых пород. Поскольку пори­ стость и влажность глинистых пород больше, чем песчаных (даже водоносных), то их сопротивление меньше.

В разных районах абсолютные значения электрического сопротивления одной породы разнятся довольно сильно, однако относительное распределение разных пород по сопротивлению обычно сохраняется.' Лишь при насыщении песчаных пород сильноминерализованной водой их электрическое сопротивле­ ние снижается до сопротивления глинистых пород, разделить эти породы уже не удается. В последнее время для поисков подземных вод начинают применять микросейсморазведку,

238

Рис. 135. Результаты вертикального зондирования методом вызванной поляризации над водоносным го­

нение.

яостью по сравнению с глинами. На рис. 135 изображены гра­ фики рк и т]к ВЭЗ ВП, на которых видно, что водоносный гори­ зонт выделяется максимумом кажущейся поляризуемости т)к

вод минерализованных, вызваны практическими нуждами. Осво­ ение пустынных земель Средней Азии в связи с развитием сель­ ского хозяйства и открытием месторождений нефти, газа, золота, полиметаллических руд и других полезных ископаемых требует пресной воды. Наиболее распространенным источником водоснабжения в условиях пустынь являются линзы пресных вод, как бы плавающие на поверхности общего горизонта соленых вод. Среди линз выделяют мелкие такырные и пред­ горные, образовавшиеся за счет поглощения поверхностных водотоков, и крупные подпесчаные, не связанные с поверхно­ стным водотоком, происхождение которых пока еще оконча­ тельно не выяснено.

Для песчаных пустынь Туркмении характерно региональное распространение соленых, вод с минерализацией до 50 г/л. Размеры подпесчаных линз пресных вод могут достигать сотен

240

квадратных километров и больше при мощности до 100 м. Глубина залегания их зеркала колеблется от единиц до первых сотен метров. Удельное электрическое сопротивление пород зоны аэрации составляет 1000—20 000, песков, насыщенных пресными водами, 150—300, а песков, насыщенных солеными водами, 0,1—0,01 ом-м.

Поиски мелких линз, залегающих неглубоко от дневной поверхности, успешно осуществляются с помощью аэрофото­ съемки и геоботанических методов, а геофизические наблюдения целесообразно применять лишь для оконтуривания линз и опре­ деления их мощности. На аэрофотоснимках области развития пресных вод выделяются по темной, сочной окраске растений. В дополнение к аэрофотосъемке полезно проводить геоботани-

которых доходит до уровня пресных грунтовых вод.

Группа этих растений довольно многочисленна. К ней относятся верблюжья колючка, гигантский злак чий, многие виды тамариска и др. Для прогноза пресных вод недостаточно изучить только господствующий вид фреатофитов, необходим анализ всего их сообщества. Второстепенные виды помогают установить степень и характер засоления грунтовых вод, так как такие фреатофиты, как верблюжья колючка, могут быть показателями и пресной, и соленой вод. Большинство исследо­ вателей считают, что геоботанические исследования позволяют выявлять пресные воды до глубины не больше 10—15 м.

Крупные подпесчаныелинзы пресных вод представляют наибольший интерес для народного хозяйства. Однако из-за глубокого залегания они практически не проявляются на днев­ ной поверхности, поэтому аэрофотосъемка и геоботанические методы для их поисков не эффективны. Основным методом поисков и оконтуривания таких линз является ВЭЗ, иногда применяют электропрофилирование. На рис. 136 изображены результаты ВЭЗ по оконтуриванию линзы пресной воды и геоэлектрический разрез через эту линзу. Методика ВЭЗ и электро­ профилирования довольно проста: наблюдения выполняют рав­ номерно по площади или по радиусам от колодцев, вскрывших пресные воды. Сеть выбирают от 100 X 100 до 1000 X 1000 м и реже.

Хотя электроразведка постоянным током (ВЭЗ, профилиро­ вание) и дает экономический эффект по сравнению с буровой разведкой, она все же не может обеспечить быстрого опоискования огромных территорий пустынь и полупустынь. Поэтому в последние годы для поисков линз пресных вод стали при­ менять методы переменного тока, в частности радиокип в аэро- и автомобильном вариантах. Над пресными водами наблю­ дается понижение напряженности электромагнитного поля (рис. 137). Наилучшие результаты получены при сочетании