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HS02在贵州毕节某地区寻找裂隙地下水

发布时间: 2017-09-21 19:05 



 在寻找裂隙地下水资源中的应用原理

水在人类的生活中是必不可少的,随着经济的飞跃发展,灌溉、工业、城市用水量都在大幅度提高。从全球视野观察,“水源危机”感的阴影到处出现。而且,60年代以来人类文明所消耗的地力与地表水已导致严重的生态破坏,抑制经济长期稳步地向前发展。为了扭转这种局面,开发地下水已经是国计民生所迫切的重要任务。

地下水的范畴比较广,目前着重开发的是裂隙水。裂隙水通常分为成岩裂隙水、构造裂隙水和风化裂隙水三类。实际上这三类裂隙水在水动力和水化学方面有着不可分割的联系,往往互相组合成各种各样的裂隙水系。

为了寻找地下水,必须勘察断裂构造的基本形态,了解地形地貌、地层、岩性、土壤植被、水文气候、地球化学及地球物理特征等情况。越来越多的资料表明,应用放射性方法寻找地下水常能取得独特的效果。

    尽管应用放射性方法寻找地下水已经引起了水文界的广泛重视,但这种方法的机理众说不一,下面主要就含水的构造和岩性与氡及其子体异常的关系作一般性探讨。

    1.构造裂隙带中Rn富集及向地表迁移

    在构造裂隙带中,由于岩石破碎,裂隙发育,造成了岩石孔隙增加,岩石的射气能力亦相应增强。因此,构造裂隙带内的射气浓度比主破碎围岩中射气浓度有明显增加。

    在构造裂隙带中富集的Rn通过以下三个途径向地表迁移。

l   溶解及存在于地下水中的一部分Rn,在地下水的水平作用和垂直作用下离开水面,然后通过扩散、泵吸、对流等作用到达地表。

l   岩石和土壤中的一部分Rn,在断层破碎带形成过程中,同水或先于水到达破碎带,并在地下水推动下向地表迁移;另一部分Rn按常规的方法向地表迁移。

l   部分溶解于水中的U以及Ra,可在饱水带表面通过毛细管作用上升到包气带,其衰变产物产生的Rn在扩散、抽吸、对流等作用下可以迁移到地表。



5-6 蓄水构造附近的放射性异常示意图

1——因岩性不同产生的放射性异常;2——因岩石破碎、断裂引起的放射性异常;

3——因地下水及地球化学作用产生的异常。

1)氡气主要运移方向;(2)地下水及地球化学带作用使放射性元素沉淀或迁移。


    2.构造裂隙带中固态放射性元素的富集及向地表迁移

含有比地表水更多的固态放射性物质的地下水,可通过构造裂隙和毛细管渗透到表土层上来。经过蒸发,放射性物质在附近表土中不断析出、扩散、沉淀和富集,因此在含水构造裂隙的地表附近产生放射性异常。

其次,在构造破碎带和岩石裂隙带中往往分布打大量的Fe(OH)2Al(OH)2等,它们能吸附U4+U6+等正离子。地下水还能带来吸附能力很强的粘土、有机质和泥碳等,它们也会在构造和裂隙带中沉淀U等放射性物质。在一些情况下,溶解于含氯水中的Ra可同地下水一起沿构造上升到地表,然后沉淀下来,形成放射性异常。

    还需要指出,有的构造带富含HCO2(浓度大子100mg/L),它与U形成易溶的络合物——Na2UO2(HCO3)4。这些络合物可沿构造上升到地表,形成放射性异常,与此相反,假如构造带仅仅起通道作用,那么这种水长期作用于断裂带,可以贫化岩石中的U含量。于是,在地表可能得到比周围岩石低的低值放射性异常。

    当然,还有不少因素可以促使放射性物质溶解于水,向地表迁移,这里不再一一细述。图5-6是蓄水构造附近的放射性异常示意图。从该图曲线可以看出,岩性不同时产生的异常都是阶跃式的变化。

氡异常一般跟铀异常关联,但是氡异常受地质构造、地形地貌、气候气象、镭异常(在地球化学作用下的富镭贫铀的情况)等影响。在矿产资源勘查中,氡仍是一个重要的找矿指示元素。


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