Файл: Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
А |
• |
Б |
Рис. 136. Крупная линза пресных вод, выявленная в пустыне методом ВЭЗ (но А. А. Огильви).
1 — радиусы зондирований; г — изоомы (АЛ = 220 м), ом-м; колодцы (цифры — минерализация воды, г/л): з — с пресной водой, 4 — с соленой водой; буровые сква жины: 5 — с пресной водой, в — с соленой водой; песчано-глинистые породы: 7 — насыщенные минерализованными водами, 8 — насыщенные пресными водами.
методов радиокип, ВЭЗ и резистивиметрии. Направление по исковых маршрутов выбирают преимущественно вкрест пред
|
|
полагаемых |
границ пресных и |
|
|
|
соленых вод. |
минерализации |
|
|
Напряженность |
|
Степень |
|
|
|
грунтовых |
вод по данным ме |
||
|
тода радиокип определяют при |
|||
|
ближенно по эмпирическим кри |
|||
|
вым зависимости напряженности |
|||
|
электромагнитного поля от ми |
|||
|
нерализации. |
С помощью ВЭЗ |
||
|
. |
|
|||
|
Минерализация |
|
находят мощность линзы прес |
||
|
ных вод и степень их минера- |
|||
|
Рис. 137. Зависимость напряженности |
|||
|
электромагнитного |
ноля (1) от минерали |
||
|
зации подземных вод (2) (по Н. А. Огиль |
|||
|
|
ви и др.). |
||
ю |
20 |
|
||
/ = 0, 3 ~ |
0,4 Мгц; h — 200 м. |
|||
лизации. Измерения минерализации резистивиметром проводят в опорных колодцах и буровых скважинах. С помощью гео физических методов найдено большое количество линз пресных вод и получен значительный экономический эффект.
П о и с к и в о д в а л л ю в и а л ь н ы х о т л о ж е н и я х , связанных с современными или древними речными долинами и конусами выноса, проводят, чтобы обеспечить водой сельские населенные пункты, небольшие поселки, же лезнодорожные станции и т. п. Воды современных речных долин и подрусловых потоков обычно распространены в горных, предгорных и степных районах и редко встречаются в пустын ных и полупустынных областях. Грунтовые потоки в древних или современных долинах горных и предгорных районов обычно циркулируют в гравийно-галечниковых и гравийно-песчаных отложениях, а степных районов — в песчаных и песчано гравийных. В типичной речной долине обычно различают породы ее основания и аккумулятивные отложения, предста вленные водонасыщенными породами и покрывающими их суглинками. Коренные породы могут быть как осадочными, так и изверженными.
Удельное электрическое сопротивление и другие физические свойства коренных пород достаточно изменчивы. Сопротивление аллювиальных отложений зависит от литологического состава и степени минерализации насыщающих вод. Если аллювий насыщен поверхностными водами, то его сопротивление высо кое; если он питается подземными минерализованными водами (что встречается реже), то его сопротивление низкое. Обычно более высоким сопротивлением обладает аллювий, предста вленный крупнозернистыми отложениями (галечники, гравий), а с появлением в его составе глинистых фракций сопротивление уменьшается. Скорость распространения упругих колебаний в аллювиальных отложениях зависит в основном от литологи ческого состава и водонасыщенности. С увеличением крупности зерна скорость понижается. Следует отметить, что в аллювии скорость, как правило, меньше, чем в подстилающих коренных породах.
Перед геофизическими методами при поисках и разведке вод в аллювиальных отложениях стоят следующие задачи: найти и проследить погребенные' долины, определить мощность аллювиальных отложений и их состав, установить уровень грунтовых вод и степень их минерализации, определить напра вление и скорость подземного потока и т. д. Для решения этих задач особенно привлекают разные электроразведочные методы в сочетании с буровыми и горными работами. Другие виды геофизической съемки применяют еще недостаточно, хотя микросейсморазведка вполне успешно могла бы решать многие из перечисленных задач и, как правило, с большей точностью, чем электроразведка. Но пока ее используют мало из-за отсут
16* |
243 |
ствия серийных облегченных сейсмостанций хорошего ка чества.
Из электроразведочных методов применяют ВЭЗ, сим метричное или дипольное электропрофилирование, метод заря женного тела и реже некоторые другие. Поиски и прослежива ние погребенных долин проводят с помощью ВЭЗ в комбинации с электропрофилированием. Одновременно методом ВЭЗ удается определить мощность и состав аллювиальных отложений и уро вень грунтовых вод. Профили наблюдений располагают вкрест
предполагаемого |
древнего русла на |
расстоянии |
100—150 м |
один от другого. |
Расстояние между |
точками ВЭЗ |
выбирают |
в зависимости от ожидаемой ширины русла с таким расчетом, чтобы не меньше двух-трех точек попали в само русло. Ряд наблюдений ВЭЗ желательно провести около буровых скважин
или колодцев. |
п о д м е р з л о т н ы х |
в о д |
специально |
П о и с к и |
не проводят, а используют результаты геофизических методов, полученные при решении других задач. Подмерзлотные воды являются одним из основных источников технического и пить евого водоснабжения во многих районах Северо-Востока СССР. Подмерзлотные воды залегают обычно непосредственно под нижней поверхностью многолетнемерзлых пород. Они часто приурочены к контактам различных горных пород, зонам повышенной трещиноватости и тектонически ослабленным зо нам. Питание подмерзлотных вод чаще всего осуществляется за счет инфильтрации поверхностных вод в депрессиях и пони женных участках рельефа.
Подмерзлотные воды часто приурочены к депрессиям и могут иметь как локальное, так и региональное распространение. В зонах развития подмерзлотных вод обводненные породы обладают пониженным электрическим сопротивлением. Глубину залегания нижней границы многолетнемерзлых пород опре деляют методом ВЭЗ, хотя расшифровывать кривые в этом случае довольно сложно. Для изучения структур, с которыми, возможно, связаны подмерзлотные воды, можно использовать и другие геофизические методы: сейсмо-, грави- и магнито разведку. В частности, на Северо-Востоке СССР воздушной магниторазведкой с успехом выделяются тектонически осла бленные обводненные зоны, проявляющиеся пониженными зна чениями магнитного поля. Комплексирование геофизических методов для специализированных поисков подмерзлотных вод еще не разработано.
Г е о ф и з и ч е с к и е и с с л е д о в а н и я в г и д р о
г е о л о г и ч е с к и х с к в а ж и н а х |
позволяют уточнить |
данные, полученные с помощью обычных |
гидрогеологических |
методов. Стандартные гидрогеологические исследования яв ляются довольно сложными и длительными операциями, а точ ность количественных расчетов по ним часто оказывается
244
недостаточно высокой. Это происходит из-за недостатка сведе ний о литологии, характере обводнения и мощности пород, о дифференциации разреза по фильтрационным свойствам, поэтому привлечение геофизических методов значительно по вышает эффективность буровых работ.
Перед геофизическими исследованиями в гидрогеологиче ских скважинах обычно стоят следующие задачи: расчленить породы по литологическому составу, выделить в разрезе водо носные горизонты, найти скорость фильтрации подземных вод, определить гидравлический напор и удельный расход водонос ных горизонтов, изучить гидравлическую связь между водо носными горизонтами в разных скважинах, узнать степень минерализации подземных вод и т. д.
Расчленение пород по литологическому составу проводят комплексом каротажных методов, основное значение в котором имеют КС, ПС, ТК, ГК, ГГК-П, НГК, БКЗ. Водоносные гори зонты в разрезе можно выделить не только указанными мето дами, но и с помощью кавернометрии, резистивиметрических и температурных измерений. Скорость фильтрации подземных вод находят резистивиметрическими наблюдениями, а также методом заряженного тела. Гидравлический напор и удельный расход водоносных горизонтов определяют с помощью резистивиметрии и расходометрии. Фильтрационную связь гори зонтов, вскрытых разными скважинами, выявляют путем рези стивиметрических измерений и наблюдений за изменением рас хода и уровня воды в наблюдательной скважине при откачке из опытной скважины. Затем проводят откачку из наблюдатель ной скважины и измерения в опытной скважине, что позволяет отождествить водоносные горизонты, разделить их по степени минерализации, найти коэффициент фильтрации и радиусы влияния.
Определение степени минерализации подземных вод гео физическими методами основано на существовании связи между электропроводностью воды и количеством растворенных в ней солей. Измерив с помощью каротажного резистивиметра удель ное электрическое сопротивление подземных вод, можно вы числить их общую минерализацию. Геофизические наблюдения в гидрогеологических скважинах следует проводить системати чески на всех стадиях изучения гидрогеологии района.
И Н Ж Е Н Е Р Н О - Г Е О Л О Г И Ч Е С К И Е И С С Л ЕД О В А Н И Я
Геофизические методы широко применяются при разных инженерно-геологических исследованиях, которые выполняют при гидротехническом и крупном гражданском строительстве, прокладке железных и шоссейных дорог, изучении трасс
проектируемых трубопроводов |
и |
линий электропередач, стро |
ительстве аэродромов, речных |
и |
морских портов и т. д. Гео |
физические методы помогают |
снизить стоимость и сократить |
|
сроки инженерно-геологических изысканий. Геофизические методы часто решают те же задачи, что и при гидрогеологи ческих исследованиях. Рассмотрим методику геофизических работ при выполнении некоторых специфических заданий инженерной геологии.
О п р е д е л е н и е м о щ н о с т и р ы х л ы х о т л о ж е н и й. Здесь необходимо учитывать одно специфическое требование инженерной геологии — рельеф коренных пород должен быть определен с высокой точностью. Нередко глубину залегания коренных пород надо найти с ошибкой не больше 1 м при мощности рыхлых отложений 10—20 м. Для решения этой задачи обычно используют сейсморазведку или электро разведку (ВЭЗ), иногда оба метода вместе.
Необходимость столь высокой точности накладывает опре деленные ограничения на возможность применения геофизи ческих методов. Поэтому заранее необходимо выяснить, какая требуется точность, и в зависимости от этого применять только метод ВЭЗ, ВЭЗ и микросейсморазведку или сопровождать геофизические работы мелким бурением (горными выработ ками). Чаще всего на практике целесообразно сочетать гео физические и буровые (горные) работы. Последние дают воз можность правильно определить среднюю скорость или удель ное электрическое сопротивление надопорного горизонта, а также проконтролировать интерпретацию результатов гео физических методов.
С т р о и т е л ь с т в о г и д р о с т а н ц и й . Изыскания под гидросооружения проводят на трех этапах исследований: 1) при составлении схемы использования водотока, 2) при обосновании проектного задания, 3) при составлении техни ческого проекта. Роль и значение геофизических методов, а также задачи, решаемые ими, на каждой стадии разные.
Наиболее широко геофизические методы привлекают при составлении схемы использования водотока. К началу этих работ площадь еще мало разведана, однако геологи, располагая в основном только среднемасштабными геологическими кар тами, должны выбрать участок створа плотины. Геофизические же методы в комплексе с геологической съемкой и небольшим объемом горно-буровых работ позволяют. получить дополни тельные сведения о геологическом строении района и раци онально вести его дальнейшее изучение. На этой стадии гео физическими методами успешно картируют основные литоло гические разности пород, определяют их глубину залегания и мощность, выявляют и прослеживают древние __погребенные долины. При решении этих задач часто используют только электроразведку. Однако в сложных геологических условиях