CN103207412A - 一种探测酸法地浸采铀溶浸和地下水污染范围的方法 - Google Patents

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胡祥云
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Abstract

本发明提供一种探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围的方法，其步骤：（a）在探测区内布设测线，在测线上设定测点；（b）发射机发射不同频率的信号，接收机接收经大地耦合的电场和磁场信号；对信号经格值标定后转换成采集数据；（c）对所采集的数据依次进行曲线平滑、近场校正、一维反演、二维反演及电性地质综合解释形成每条测线的地球物理反演结果及地质解释图件；（d）对探测区进行三维地质建模，对模型进行不同深度的切片显示；（e）结合探测目标区物性资料，得出酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围及发生渗漏的点。本发明方法快速、经济、有效、操作简单、不需建造监测井和取样分析。

Description

一种探测酸法地浸采铀溶浸和地下水污染范围的方法
技术领域
本发明属于地浸采铀和地下水污染探测领域，尤其是通过可控源音频大地电磁测深（CSAMT）探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围的方法。
背景技术
传统的地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围探测是通过监测井取样分析。由于地层的不均匀性、水文地质参数的不确定性，无法预先精确确定溶浸范围和地下水污染范围，从而无法精确确定用以探测溶浸范围和地下水污染范围的监测井位置、深度及数量。通过监测井取样分析不仅需要建造足够多的监测井并定期取样与分析，耗时、耗力、成本高、专业要求也高，而且，由于迁移的地下水中局部含较高本底的组分，使得有时探测到的不是真正的地浸液流散。目前尚无一种有效方法来探测酸法地浸采铀溶浸范围及地下水污染范围。
可控源音频大地电磁测深（CSAMT）是电磁法的一种，主要特点是用人工控制的场源做频率测深。采用人工场源可以克服天然场源信号微弱的缺点，但是波的非平面波特性决定了处理资料时的复杂性，测量时在目标探测区一定范围外按照测线平行方向布置发射源，在探测区布置接收系统，根据采集到的数据进行解释。CSAMT测量根据发射和接收的装置不同，有标量、张量等不同方式，目前以标量阵列方式为主，在工程勘查、中浅部矿产勘查、地热田勘查等领域有广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围的方法，其快速、经济、有效、操作简单、不需建造监测井和取样分析。
本发明所述的一种探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围的方法，其采用可控源音频大地电磁测深（CSAMT）探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围，该方法具体包括如下步骤：
（a）采用GPS定位方法，在探测区内布设若干条平行且等间距的测线，在每条侧线上设定若干个等距离的测点；
（b）采用可控源音频大地电磁测深（CSAMT）探测的标量测量方法，在探测目标区外7～9km外位置布置一个发射机；在探测目标区位置布置一个接收机；所述的发射机采用偶极线源发射，所述的接收机采用标量阵列接收；发射机和接受机距离在7~9km间；在一条测线内由同一发射点发射；
发射机发射不同频率的信号，接收机接收经大地耦合的电场和磁场信号；对信号经格值标定后转换成采集数据；
（c）对步骤（b）所采集的数据依次进行曲线平滑、近场校正、一维反演、二维反演及电性地质综合解释形成每条测线的地球物理反演结果及地质解释图件；
（d）根据步骤（c）所得的地球物理反演结果及地质解释图件，对探测区进行三维地质建模，对模型进行不同深度的切片显示；
（e）分析步骤（d）所得模型状况，结合探测目标区物性资料，得出酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围及发生渗漏的点。
本发明的效果在于：本发明方法不需要建造大量的监测井、不需要从监测井进行大量取样与分析，能够快速、经济、有效探测酸法地浸采铀溶浸空间范围和地下水污染空间范围并确定其面积和体积，查明地质结构，为酸法地浸采铀井场布置、溶浸范围控制、地下水污染防治提供重要指导。若能在酸法地浸采铀之前就开展CSAMT探测，并将酸法地浸采铀开始后的CSAMT探测结果与之比较，则能取得极佳效果。
本发明的核心在于将常规的探矿CSAMT方法经采集参数改造后，辅以优选的物性加权二维反演方法，利用三维可视化技术，很好地解决了快速探测酸法地浸采铀溶浸和地下水污染范围问题。
本发明和一般找水找矿的CSAMT勘探的差异在于针对酸法地浸采铀溶浸和地下水污染范围问题，在高精度网格布置下（20米MN极距），通过对目标区高密度数据采集，经过严格条件下的二维数据分析处理，结合标准网度的测井资料，辅以部分样品（已污染和无污染）的实验室物性测试，实现探测区域精细电阻率计算机三维可视化结果，可获得高分辨率的污染区地下三维电阻率分布图，有效解决地表以下1000米以内的污染分布问题。”
附图说明
图1为可控源音频大地电磁测深（CSAMT）野外布置图。
图2为实施例1中地下水污染范围的三维地质结构图。
图3为不同标高处的污染范围图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种探测酸法地浸采铀溶浸和地下水污染范围的方法作进一步描述。
本发明在新疆七三七厂酸法地浸采铀1#、3#采场地下水污染调查得到应用，探测深度约1000m，即标高200m以上。
如图1所示，采用本发明的探测酸法地浸采铀溶浸和地下水污染范围的方法步骤如下：
（a）根据场地条件，探测区内由西向东布设10条平行测线，线距50米，所有定位工作（测点、发射点）均由GPS定位完成，满足勘探定位精度要求，测点为等间距测量，测点距均为20米。具体数据如下表1所示：
表1测点布置
  线号 测点数（个） 测线长(m)
  2   36   720
  3   36   720
  4   48   960
  5   36   720
  6   18   360
  7   36   720
  8   54   1080
  9   36   720
  10   36   720
  11   36   720
  总计   372   7440
（b）采用可控源音频大地电磁测深（CSAMT）探测的标量测量方法。由于十条测线走向平行，可以设置一个发射源，即在探测目标区外8km外位置布置一个发射机；在探测目标区位置布置一个接收机；所述的发射机采用偶极线源发射，供电偶极距为1400m，所述的接收机采用标量阵列接收；发射机和接受机距离在8km间；在一条测线内由同一发射点发射。
发射机发射不同频率的信号，接收机接收经大地耦合的电场和磁场信号；对信号经格值标定后转换成采集数据。在地电结构一定的情况下，发射接收频率决定了勘探的深浅，由于此次工作主要是了解一定深度的地下污水流散的程度、深部隐伏构造情况，为了提高勘探的分辨率，故本次勘查工作选择的发射接收频率全频段为25个频点，从8192赫兹到2赫兹，即8192.0Hz、5765.0Hz、4096.0Hz、2882.0Hz、2048.0Hz、1441.0Hz、1024.0Hz、721.0Hz、512.0Hz、360.0Hz、256.0Hz、180.0Hz、128.0Hz、90.0Hz、64.0Hz、45.0Hz、32.0Hz、22.0Hz、16.0Hz、11.3Hz、8.0Hz、5.63Hz、4.0Hz、2.81Hz、2Hz。
（c）对步骤（b）所采集的数据依次进行曲线平滑、近场校正、一维反演、二维反演及电性地质综合解释形成每条测线的地球物理反演结果及地质解释图件；
（d）根据步骤（c）所得的地球物理反演结果及地质解释图件，对探测区进行三维地质建模，对模型进行不同深度的切片显示；
（e）分析步骤（d）所得模型状况，结合探测目标区物性资料，得出酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围及发生渗漏的点；
根据以上步骤，测得探测区的电阻率为500Ω·m以下范围，确定电阻率小于5Ω·m的低阻区域（剔除小于5Ω·m的低电阻率本底区域）作为地下水污染范围。由此推测在标高为1060~1000m处污染的范围较大，污染范围主要分布在测线2至测线8之间，1#、3#采场造成的污染面积最大约为37630m2，位于反演标高1020m，在反演标高960m处污染范围显著缩小。可能存在地浸渗漏的井位为：4号测线附近的9467、9468、9471、9466、9569等井位；5号测线附近的9459、9464、9469、9466等井位；6号测线附近的9435、9440、9423、9438等井位；7号测线附近的9454、9432、9430、9132、9133、9112、9111、8807、9114等井位；8号测线附近的9130、9029、9107、9106等井位。
图2和图3分别给出了地下水污染范围的三维地质结构和不同标高处的污染范围。

Claims (2)

1.一种探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围的方法，其特征在于：该方法采用可控源音频大地电磁测深探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围，具体包括如下步骤：
（a）采用GPS定位方法，在探测区内布设若干条平行且等间距的测线，在每条侧线上设定若干个等距离的测点；
（b）采用可控源音频大地电磁测深（CSAMT）探测的标量测量方法，在探测目标区外7~9km外位置布置一个发射机；在探测目标区位置布置一个接收机；所述的发射机采用偶极线源发射，所述的接收机采用标量阵列接收；发射机和接受机距离在7~9km间；在一条测线内由同一发射点发射；
发射机发射不同频率的信号，接收机接收经大地耦合的电场和磁场信号；对信号经格值标定后转换成采集数据；
（c）对步骤（b）所采集的数据依次进行曲线平滑、近场校正、一维反演、二维反演及电性地质综合解释形成每条测线的地球物理反演结果及地质解释图件；
（d）根据步骤（c）所得的地球物理反演结果及地质解释图件，对探测区进行三维地质建模，对模型进行不同深度的切片显示；
（e）分析步骤（d）所得模型状况，结合探测目标区物性资料，得出酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围及发生渗漏的点。
2.根据权利要求1所述的一种探测酸法地浸采铀溶浸范围和地下水污染范围的方法，其特征在于：在探测区内布设10条平行且等间距为50米的测线。
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