電法勘探
通過對人工或天然電場(或電磁場)的研究,獲得巖石不同電學(xué)特性的資料,以判斷有關(guān)水文地質(zhì)及工程地質(zhì)問題。常用的是直流電法勘探,主要研究巖石的電阻率和電化學(xué)活動(dòng)性,可分為電阻率法、自然電場法和激發(fā)極化法等。
電阻率法
自然界中各種巖石的導(dǎo)電性能不同。一般情況下,巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖中的致密灰?guī)r的電阻率都很高,超過10~歐姆·米,只有當(dāng)它受風(fēng)化,構(gòu)造破碎時(shí),由于含泥量增多,水分增加時(shí),其電阻率值才降到102)歐姆·米級或更小。含泥質(zhì)沉積物或含高礦化度地下水的砂礫石層,其電阻率較低(10~102)歐姆·米級)。電阻率法常用于探測風(fēng)化殼的厚度,覆蓋層下新鮮基巖面的起伏、盆地結(jié)構(gòu)形態(tài)、儲水構(gòu)造,追索古河道,圈定巖溶發(fā)育帶,確定斷層位置等。
自然電場法
當(dāng)?shù)叵滤诳紫兜貙又辛鲃?dòng)時(shí),毛細(xì)孔壁產(chǎn)生選擇性吸附負(fù)離子的作用,使正離子相對向水流下游移動(dòng),形成過濾電位。因此作面積性的自然電位測量,可判斷潛水的流向。在水庫的漏水地段可出現(xiàn)自然電位的負(fù)異常,而在隱伏上升泉處則可獲得自然電位的正異常。
遙感技術(shù)
根據(jù)電磁波輻射(發(fā)射、吸收、反射)的理論,應(yīng)用各種光學(xué)、電子學(xué)探測器對遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行探測和識別的綜合技術(shù)。航空攝影地質(zhì)是早的一種遙感地質(zhì)方法,至今仍然是遙感地質(zhì)中一個(gè)重要的組成部分。60年代以來,在運(yùn)載工具、傳感器及圖像處理、解釋方法上都有了迅速發(fā)展。除可見光波段攝影黑白像片和彩色像片外,還發(fā)展了紅外線,多波段、雷達(dá)、激光等技術(shù)。利用地物反射人工發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為主動(dòng)遙感;利用地物反射太陽輻射的或由地物自身發(fā)射的電磁波進(jìn)行遙感的稱為被動(dòng)遙感。遙感技術(shù)可以提供有關(guān)地貌、巖性、地層、褶皺、斷層、構(gòu)造、巖漿巖以及隱伏構(gòu)造和深部構(gòu)造的資料。紅外遙感技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中具有特別重要的意義。遙感技術(shù)不僅能克服地面點(diǎn)、線調(diào)查的局限性及視野的阻隔,使人們能從整體上宏觀地進(jìn)行地質(zhì)研究,而且還能提供各種電磁波的地質(zhì)信息,其中微波能穿透植被和第四紀(jì)地層,提供一定深度范圍的地質(zhì)信息。此外,還可以對一個(gè)地區(qū)反復(fù)成像,以取得的的地質(zhì)動(dòng)態(tài)資料。
電法勘探 方法種類繁多,水利工程勘察中常用的有下列各種。
①電阻率法是利用地質(zhì)體導(dǎo)電性的差異,建立人工電場并進(jìn)行觀測,求得某個(gè)測點(diǎn)下面不同深度或剖面上不同測點(diǎn)的視電阻率后,再進(jìn)行推斷和地質(zhì)解釋。前者稱為電測深法,后者稱為電剖面法。電測深法用以探測比較平緩的巖層和成層地質(zhì)體的垂向分布,如測定覆蓋層、風(fēng)化層厚度等。電剖面法則可探查水平向地質(zhì)情況的變化,如尋找斷層破碎帶、進(jìn)行地質(zhì)填圖等。
②充電法是對良導(dǎo)電體充電,在地面觀測電場的形態(tài),用來測定地下水的流向流速及追索巖溶暗河等。
③自然電場法是測量地層過濾吸附作用造成的滲透電場,用來進(jìn)行地下水流向測定等水文地質(zhì)調(diào)查工作,還可用于探查水庫的滲漏地段和巖溶。
④激發(fā)極化法是利用離子導(dǎo)體的激發(fā)極化效應(yīng),測定巖體的視極化率等參數(shù),可進(jìn)行巖溶調(diào)查、尋找斷層破碎帶、測定含水層位置等有關(guān)地下水資源和水庫滲漏方面的探查工作。
⑤甚低頻法、無線電波透視法和地質(zhì)雷達(dá)法是利用地質(zhì)體對電磁波的傳播、吸收、反射特性,分別用以查找淺部的、兩個(gè)鉆孔(或探洞)之間和地下洞室周圍存在的巖溶、斷層破碎帶等。
彈性波測試 在巖體或土層中激發(fā)彈性波(地震波或聲波),用儀器測定巖土體傳播這些彈性波(包括縱波與橫波) 的速度以及傳播過程中能量的衰減等特征,從而求得巖土體的動(dòng)態(tài)彈性系數(shù),評價(jià)巖土體的力學(xué)特性。此法與地震勘探不同,它多數(shù)是利用直達(dá)波。彈性波測試可為巖體的工程地質(zhì)分類提供依據(jù),測定地下洞室圍巖的松弛范圍,進(jìn)行灌漿效果的檢查,壩基建基面和樁基質(zhì)量的無損檢測,還可為工程建筑物的抗震設(shè)計(jì)和砂層液化研究提供參數(shù)。測井 各種地球物理探測技術(shù)在鉆孔中的應(yīng)用。工程物探采用的測井方法主要有:①電測井,包括電阻率與自然電位測井;②聲測井,包括聲速和聲幅測井;③放射性測井,包括自然伽瑪、伽瑪-伽瑪、中子-伽瑪測井和放射性同位素示蹤等;④溫度測井;⑤超聲成象測井;⑥電磁波測井。此外,還有利用工業(yè)電視設(shè)備對孔壁直接觀察的鉆孔電視以及對鉆孔直徑和井斜的測量等。測井方法的綜合運(yùn)用,可以詳細(xì)劃分鉆孔地質(zhì)剖面,探測軟弱夾層,確定斷層及裂隙、破碎帶的位置與產(chǎn)狀,測定地層的電阻率、彈性波速度、孔隙度、密度、含泥量、含水量,確定含水層的位置,測定地下水的礦化度和流速、流向等。