材料分析方法核磁共振

A. 什麼是「核磁共振法」「紅外光譜法」「質譜法」「透射電子顯微鏡法」適用於哪些范圍

核磁共振波譜法主要用於有機和無機化合物結構分析；紅外光譜法是對物質進行定性、定量的分析；質譜法分析離子可獲得化合物的分子量、化學結構、裂解規律和由單分子分解形成的某些離子間存在的某種相互關系等；透射電子顯微鏡在材料科學 、生物學上應用較多，用透射電子顯微鏡觀察時的樣品需要處理得很薄。
核磁共振波譜法是研究處於強磁場中的原子核對射頻輻射的吸收，從而獲得有關化合物分子結構信息的分析方法。以1H核為研究對象所獲得的譜圖稱為氫核磁共振波譜圖；以13C核為研究對象所獲得的譜圖稱為碳核磁共振波譜圖。核磁共振波譜與紅外吸收光譜具有很強的互補性，已成為有機和無機化合物結構分析強有力的工具之一。近年來，核磁共振波譜分析技術發展迅速，超導核磁、二維和三維核磁一脈沖傅里葉變換核磁等技術的應用也日益廣泛。http://ke..com/link?url=_0kY3GGdh-ZoPbi2R8JbFKrP14ZH_yvIbuK
紅外光譜法又稱「紅外分光光度分析法」。是分子吸收光譜的一種。根據不同物質會有選擇性的吸收紅外光區的電磁輻射來進行結構分析；對各種吸收紅外光的化合物的定量和定性分析的一種方法。物質是由不斷振動的狀態的原子構成，這些原子振動頻率與紅外光的振動頻率相當。用紅外光照射有機物時，分子吸收紅外光會發生振動能級躍遷，不同的化學鍵或官能團吸收頻率不同，每個有機物分子只吸收與其分子振動、轉動頻率相一致的紅外光譜，所得到的吸收光譜通常稱為紅外吸收光譜，簡稱紅外光譜「IR」，。對紅外光譜進行分析，可對物質進行定性分析。各個物質的含量也將反映在紅外吸收光譜上，可根據峰位置、吸收強度進行定量分析。http://ke..com/link?url=-vdVF4m_qVyAw2rS1HclCZpQL1ma1Ha
質譜法(Mass Spectrometry,MS)即用電場和磁場將運動的離子（帶電荷的原子、分子或分子碎片，有分子離子、同位素離子、碎片離子、重排離子、多電荷離子、亞穩離子、負離子和離子－分子相互作用產生的離子）按它們的質荷比分離後進行檢測的方法。測出離子准確質量即可確定離子的化合物組成。這是由於核素的准確質量是一多位小數，決不會有兩個核素的質量是一樣的，而且決不會有一種核素的質量恰好是另一核素質量的整數倍。分析這些離子可獲得化合物的分子量、化學結構、裂解規律和由單分子分解形成的某些離子間存在的某種相互關系等信息。http://ke..com/link?url=5Aa0ZZ8WqrtR-py_
透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,簡稱TEM),可以看到在光學顯微鏡下無法看清的小於0.2um的細微結構，這些結構稱為亞顯微結構或超微結構。要想看清這些結構，就必須選擇波長更短的光源，以提高顯微鏡的解析度。1932年Ruska發明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡，電子束的波長要比可見光和紫外光短得多，並且電子束的波長與發射電子束的電壓平方根成反比，也就是說電壓越高波長越短。目前TEM的分辨力可達0.2nm。http://ke..com/link?url=RuGqHB--kOxqdJ6KcLh-#15
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B. 材料分析方法

材料分析方法：
1、化學分析：化學分析又稱經典分析，包括滴定分析和重量分析兩部分，是根據樣品的量、反應產物的量或所消耗試劑的量及反應的化學計量關系，經計算得待測組分的含量。化學分析是鑒別材料中附加成分的種類、含量，是剖析材料組成、准確定量的必要手段。
2、差熱分析：熱分析是研究熱力學參數或物理參數與溫度變化關系分析的方法，可分性材料晶型轉變、熔融、吸附、脫水、分解等物理性質，在物理、化學、化工、冶金、地質、建材、燃料、輕紡、食品、生物等領域得到廣泛應用。通過熱分析技術的綜合應用可以判斷材料種類、材料組分含量、篩選目標材料、對材料加工條件、 使用條件做出准確的預判，是材料分析過程中非常重要的組成部分。
3、元素分析：元素分析是研究被測元素原子的中外層電子由基態向激發態躍遷時吸收或者放出的特徵譜線的一種分析手段，通過特徵譜線的分析可了解待測材料的元素組成、化學鍵、原子含量及相對濃度。元素分析針對材料中非常規組分進行前期元素分析，輔助和佐證色譜分析，是材料分析中必不可少的環節。
4、光譜分析：光譜分析是通過對材料的發射光譜、吸收光譜、熒光光譜等特徵光譜進行研究以分析物質結構特徵或含量的方法，光譜分析根據光的波長分為可見、紅外、紫外、X射線光譜分析。利用光譜分析可以精確、迅速、靈敏的鑒別材料、分析材料分子結構、確定化學組成和相對含量。是材料分析過程中對材料進行定性分析首要步驟。
5、色譜分析：是材料不同組分分子在固定相和流動相之間分配平衡的過程中，不同組分在固定相上相互分離，已達到對材料定性分析、定量的目的。根據分離機制，色譜分析可以分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜等分析類別，通過各種色譜技術的綜合運用，可實現各種材料的組分分離、定量、定性分析。
6、聯用（介面）技術：通過不同模式和類型的熱分析技術與色譜、光譜、質譜聯用（介面）技術實現對多組分復雜樣品體系的分析，可完成組分多樣性、體系多樣性的材料精確、靈敏、快捷的組分、組成測試，是非常規材料剖析過程中不可或缺分析方法。

C. 材料分析檢測技術的介紹

《材料分析檢測技術》闡述了主要的材料分析檢測技術的基本原理、探測過程和處理技術。包括：材料分析檢測技術概述、X射線衍射分析、擴展X射線吸收精細結構譜分析、透射電子顯微分析、掃描電子顯微鏡和電子探針分析、掃描隧道顯微分析和原子力顯微分析、光電子能譜分析、俄歇電子能譜分析、原子光譜分析、分子光譜分析、拉曼光譜分析、核磁共振譜分析、電子自旋共振波譜分析、穆斯堡爾譜分析、熱分析等。

D. 核磁共振（NMR）是怎麼回事

核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術。是繼CT後醫學影像學的又一重大進步。自80年代應用以來，它以極快的速度得到發展。其基本原理：是將人體置於特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核，引起氫原子核共振，並吸收能量。在停止射頻脈沖後，氫原子核按特定頻率發出射電信號，並將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。 磁矩是由許多原子核所具有的內部角動量或自旋引起的，自1940年以來研究磁矩的技術已得到了發展。物理學家正在從事的核理論的基礎研究為這一工作奠定了基礎。1933年，G·O·斯特恩（Stern）和I·艾斯特曼（Estermann）對核粒子的磁矩進行了第一次粗略測定。美國哥倫比亞的I·I·拉比（Rabi生於1898年）的實驗室在這個領域的研究中獲得了進展。這些研究對核理論的發展起了很大的作用。 當受到強磁場加速的原子束加以一個已知頻率的弱振盪磁場時原子核就要吸收某些頻率的能量，同時躍遷到較高的磁場亞層中。通過測定原子束在頻率逐漸變化的磁場中的強度，就可測定原子核吸收頻率的大小。這種技術起初被用於氣體物質，後來通過斯坦福的F.布絡赫（Bloch生於1905年）和哈佛大學的E·M·珀塞爾（Puccell生於1912年）的工作擴大應用到液體和固體。布絡赫小組第一次測定了水中質子的共振吸收，而珀塞爾小組第一次測定了固態鏈烷烴中質子的共振吸收。自從1946年進行這些研究以來，這個領域已經迅速得到了發展。物理學家利用這門技術研究原子核的性質，同時化學家利用它進行化學反應過程中的鑒定和分析工作，以及研究絡合物、受阻轉動和固體缺陷等方面。1949年，W·D·奈特證實，在外加磁場中某個原子核的共振頻率有時由該原子的化學形式決定。比如，可看到乙醇中的質子顯示三個獨立的峰，分別對應於CH3、CH2和OH鍵中的幾個質子。這種所謂化學位移是與價電子對外加磁場所起的屏蔽效應有關。 (1)70年代以來核磁共振技術在有機物的結構，特別是天然產物結構的闡明中起著極為重要的作用。目前，利用化學位移、裂分常數、H—′HCosy譜等來獲得有機物的結構信息已成為常規測試手段。近20年來核磁共振技術在譜儀性能和測量方法上有了巨大的進步。在譜儀硬體方面，由於超導技術的發展，磁體的磁場強度平均每5年提高1.5倍，到80年代末600兆周的譜儀已開始實用，由於各種先進而復雜的射頻技術的發展，核磁共振的激勵和檢測技術有了很大的提高。此外，隨著計算機技術的發展，不僅能對激發核共振的脈沖序列和數據採集作嚴格而精細的控制，而且能對得到的大量的數據作各種復雜的變換和處理。在譜儀的軟體方面最突出的技術進步就是二維核磁共振（2D—NMR）方法的發展。它從根本上改變了NMR技術用於解決復雜結構問題的方式，大大提高了NMR技術所提供的關於分子結構信息的質和量，使NMR技術成為解決復雜結構問題的最重要的物理方法。 ①2D—NMR技術能提供分子中各種核之間的多種多樣的相關信息，如核之間通過化學鍵的自旋偶合相關，通過空間的偶極偶合（NOE）相關，同種核之間的偶合相關，異種核之間的偶合相關，核與核之間直接的相關和遠程的相關等。根據這些相關信息，就可以把分子中的原子通過化學鍵或空間關系相互連接，這不僅大大簡化了分子結構的解析過程，並且使之成為直接可靠的邏輯推理方法。 ②2D—NMR的發展，不僅大大提高了大量共振信號的分離能力，減少了共振信號間的重疊，並且能提供許多1D—NMR波譜無法提供的結構信息，如互相重疊的共振信號中每一組信號的精細裂分形態，准確的耦合常數，確定耦合常數的符號和區分直接和遠程耦合等。 ③運用2D—NMR技術解析分子結構的過程就是NMR信號的歸屬過程，解析過程的完成也就同時完成了NMR信號的歸屬。完整而准確的數據歸屬不僅為分子結構測定的可靠性提供了依據，而且為復雜生物大分子的溶液高次構造的測定奠定了基礎。 ④2D—NMR的發展導致了雜核（X—NMR），特別是13C—NMR譜的廣泛研究和利用。雜核大多是低豐度，低靈敏度核種，由於靈敏度低和難以信號歸屬，以往利用不多。但X—NMR譜包含有大量的有用結構信息，新穎的異核相關譜（HET—Cosy）提供的異核之間的相關信息（如H—C，C—C，H—P，H—N）不僅為這些雜核的信號歸屬提供了依據，而且能提供H—NMR所不能提供的重要結構信息。 ⑤2D—NMR技術的發展也促進了NOE的研究和應用的發展。NOE反映了核與核在空間的相互接近關系，因此它不僅能提供核與核之間（或質子自旋耦合鏈之間）通過空間的連接關系，而且能用來研究核在空間的相互排布即分子的構型和構象問題。 2D—NMR技術由於其突出的優點和巨大的潛力，在譜儀硬體能夠滿足2D—NMR實驗（即進入80年代）以後的短短幾年時間內，已有1000餘篇論文和數十種評論和專著出現。 (2)NMR中新的實驗和應用幾乎每天都在出現，NMR技術本身今後將繼續就如何得到更多的相關信息，簡化圖譜，改善和提高檢測靈敏度等幾方面進行發展，其中最富有發展前景的新技術有： ①選擇和多重選擇激勵技術，進一步發展多量子技術，通過採用先進的射頻技術激發那些在通常情況下禁阻的，極其微弱的多量子躍遷。選擇性地探測分子內核與核之間的特定相關關系。或通過特形脈沖（shaped pulse）和軟脈沖選擇性地激發某些特定的核，集中研究某些感興趣的結構問題。 ②「反向」和「接力」的檢測技術，在異核相關譜方面，採用反向檢測（稱之為inverseNMR，即通過H檢測來替代以往的用雜核檢測的測試方法）可大大提高異核相關譜的檢測靈敏度（約1個數量級）。在同核相關譜方面，通過接力相干轉移（RCT—1），多重接力相干遷移（RCT—2）和各向同性混合的相干轉移技術（如HOHAHA）可用來解決復雜分子（包括生物大分子）的自旋偶合解析和信號歸屬問題。 ③發展並應用譜的編輯技術，利用NMR本身在激發和接收方面的多種多樣的選擇和壓制技術，可對十分復雜的NMR信號進行分類編輯。 ④發展三維核磁共振（3D—NMR）技術，隨著NMR的研究對象向生物大分子轉移，NMR技術所提供的結構信息的數量和復雜性呈幾何級數增加，近來已出現3D—NMR技術來替代2D—NMR方法，用於生物大分子的結構測定。初步探索的結果表明3D—NMR方法不僅進一步提高了信號的分離能力，並且能提供許多2D—NMR方法所不能提供的結構信息，大大簡化結構解析過程。3D—NMR測定方法的廣泛使用還有待於測定方法進一步改進和計算機技術的進步。 ⑤與分子力學計算相結合，發展分子模型技術。在NNR信號完全歸屬的基礎上，利用NOE所提供的分子中質子間的距離信息、計算分子三維立體構造的技術近年來在多肽和小蛋白質分子的研究中取得了巨大的成功。以距離幾何演算法和分子動力學為基礎的分子模型技術（molecular modelling）正在逐步應用於其它各種生物分子的溶液構象問題。但在大分子與小分子或小分子與小分子相互作用的體系還有許多問題有待解決，例如在運動條件不利的體系中如何得到距離信息和距離信息的精度等。 (3)NMR波譜技術今後最富有前景的應用領域有以下幾個方面： ①繼續幫助有機化學家從自然界尋找具有生物活性的新穎有機化合物，今後這方面的研究重點是結構與活性的關系。即研究這些物質在參與生命過程時與生物大分子（如受體）或其它小分子相互作用的結構特徵和動態特徵。 ②更多地用於多肽和蛋白質在溶液中高次構造的解析，成為蛋白質工程和分子生物學中研究蛋白質結構與功能關系的重要工具。並朝著採用穩定同位素標記光學CIDNP法與2D—NMR，3D—NMR技術相結合的方向發展。 ③NMR技術將廣泛用於核酸化學，確定DNA的螺旋結構的類型和它的序列特異性。研究課題將集中在核酸與配體的相互作用，其中核酸與蛋白質分子、核酸與小分子葯物的相互作用是最重要的方面。 ④NMR技術對於糖化學的應用將顯示出越來越大的潛力，採用NMR技術來測定寡糖的序列，連接方式和連接位置，確定糖的構型和寡糖在溶液中的立體化學以及與蛋白質相互作用的結構特徵和動態特徵將是重要的研究領域。 ⑤NMR技術將更多地用於研究動態的分子結構和在快速平衡中的變化。以深層理解分子的結構，描示結構的動態特徵，了解化學反應的中間態及相互匹配時能量的變化。 ⑥NMR技術將進一步深入生命科學和生物醫學的研究領域，研究生物細胞和活組織的各種生理過程的生物化學變化。 以上都是與溶液NMR研究有關的領域，近年來固體NMR研究的NMR成象（imaging）技術也取得了巨大的進步，並在材料科學和生物醫學研究方面繼續發揮重要的作用。

E. 核磁共振波譜在進行物質定性分析時能提供的信息分別是什麼

核磁共振波譜法（Nuclear Magnetic Resonance，簡寫為NMR）與紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、質譜被人們稱為「四譜」，是對各種有機和無機物的成分、結構進行定性分析的最強有力的工具之一，亦可進行定量分析。

原理

在強磁場中，某些元素的原子核和電子能量本身所具有的磁性，被分裂成兩個或兩個以上量子化的能級。吸收適當頻率的電磁輻射，可在所產生的磁誘導能級之間發生躍遷。在磁場中，這種帶核磁性的分子或原子核吸收從低能態向高能態躍遷的兩個能級差的能量，會產生共振譜，可用於測定分子中某些原子的數目、類型和相對位置。

分類

NMR波譜按照測定對象分類可分為：1H-NMR譜（測定對象為氫原子核）、13C-NMR譜及氟譜、磷譜、氮譜等。有機化合物、高分子材料都主要由碳氫組成，所以在材料結構與性能研究中，以1H譜和13C譜應用最為廣泛。

F. 什麼叫核磁共振

核磁共振(MRI)又叫核磁共振成像技術。是繼CT後醫學影像學的又一重大進步。自80年代應用以來，它以極快的速度得到發展。其基本原理：是將人體置於特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核，引起氫原子核共振，並吸收能量。在停止射頻脈沖後，氫原子核按特定頻率發出射電信號，並將吸收的能量釋放出來，被體外的接受器收錄，經電子計算機處理獲得圖像，這就叫做核磁共振成像。

核磁共振是一種物理現象，作為一種分析手段廣泛應用於物理、化學生物等領域，到1973年才將它用於醫學臨床檢測。為了避免與核醫學中放射成像混淆，把它稱為核磁共振成像術(MR)。

MR是一種生物磁自旋成像技術，它是利用原子核自旋運動的特點，在外加磁場內，經射頻脈沖激後產生信號，用探測器檢測並輸入計算機，經過處理轉換在屏幕上顯示圖像。

MR提供的信息量不但大於醫學影像學中的其他許多成像術，而且不同於已有的成像術，因此，它對疾病的診斷具有很大的潛在優越性。它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像，不會產生CT檢測中的偽影；不需注射造影劑；無電離輻射，對機體沒有不良影響。MR對檢測腦內血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內動脈瘤、動靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內腫瘤、脊髓空洞症和脊髓積水等顱腦常見疾病非常有效，同時對腰椎椎間盤後突、原發性肝癌等疾病的診斷也很有效。

MR也存在不足之處。它的空間解析度不及CT，帶有心臟起搏器的患者或有某些金屬異物的部位不能作MR的檢查，另外價格比較昂貴。

G. 核磁共振法

3.3.5.1 方法簡介

核磁共振技術是當前世界上的尖端技術，應用於地下水勘查的研究僅有20多年的歷史。1978年前蘇聯研製了第一台核磁共振層析找水儀，1994年法國購買了俄羅斯找水儀專利並開始研製地面核磁感應系統(NUMIS)，1996年法國IRIS公司生產出6台改進型的NUMIS系統。我國1992年中國地質大學核磁共振科研組對該方法進行了國內外調研，1995～1996年中國地質大學與航遙中心完成「核磁共振找水方法效果預研究」項目，1997年中國地質大學引進了我國首台NUMIS系統，填補了我國用地球物理方法直接找水的空白，使我國步入了用高新技術直接找水的世界先進行列，經在湖北、河南、廣西、湖南等省區的試驗，已取得了較好的效果。但核磁共振技術目前勘探深度較淺，可靠的深度小於100m，並且NMR測深是體積勘探，即線圈范圍內含水層的綜合反映，加之電磁雜訊干擾和局部磁性體等因素的影響，部分地區應用效果不明顯。目前國內數據處理及反演解釋程序是以一維單點解釋為主，而德國在核磁共振技術找水方面已開發研製了數據二維處理軟體，位於世界領先地位，處理精度遠高於一維數據處理軟體。並正在開發研究野外觀測新技術，一次布置多個線圈，一個線圈發射交變電流，多個線圈接收信號，達到提高效率和效果的目的^[5]。

3.3.5.1.1 基本原理

是應用核磁感應系統實現對地下水資源的探測，是直接找水的一種地球物理方法。水中氫核具有核子順磁性，磁矩不為零，是地層中具有核子順磁性物質中豐度最高、磁旋比最大的核子。在穩定的磁場的作用下，氫核像陀螺一樣繞地磁場方向旋進，其旋進頻率(拉摩爾頻率)與地磁場強度和原子核的磁旋比有關。當對鋪在地面上的線圈(發射線圈)供入頻率為拉摩爾頻率的交變電流時，地中交變電流則形成交變磁場，在磁場的激發下，使地下水中氫核形成宏觀磁矩，這一宏觀磁矩在地磁場中產生旋進運動，其旋進頻率為氫核所特有。當切斷電流脈沖後，用同一線圈(接收線圈)拾取由不同激發脈沖矩激發產生的NMR信號，信號強弱或衰減快慢直接與水中質子的數量有關，即NMR信號的幅值與所探測空間內自由水含量成正比。核磁共振找水儀即利用了水中氫核(質子)的弛豫特性差異，觀測、研究地下水的質子產生的核磁共振信號的變化規律，進而探測是否有水存在。也就是說，在核磁共振測深探測范圍內，在信噪比適宜的情況下，地層中有自由水存在，就有NMR信號響應，地層中含水(氫核)越多，NMR信號就越強，反之信號就弱或沒有響應。由信號的幅度和衰減時間常數，可用專門的反演程序，經定量解釋後得到水文地質參數隨深度的變化^[6]。

3.3.5.1.2 應用范圍及適用條件

可以解決大量的水文地質及與水環境等有關的問題。主要用於確定該方法探查深度范圍內各含水層岩石結構及分布；定量評價含水層厚度、埋深、含水量；評價不同含水層間水平和垂向分布情況；確定井位、判斷充填物性質等。

由於NMR信號幅值非常微弱，易受電磁雜訊及人文雜訊的干擾，同時測區及附近存在的局部磁性體也會干擾NMR信號，所以工作區應盡量避開電力線、電機、電氣機車及火成岩分布區；探測目標埋深應小於100m。

3.3.5.1.3 工作布置原則與觀測方法

正確選擇激發頻率(拉摩爾頻率)：要求地磁場測量誤差小於10 nT，同時注意地磁場的垂向梯度變化情況，在進行測量之前，要通過試驗來確定激發頻率；根據工區內待探查含水層的深度和含水量以及工區電磁干擾的強弱、方向，優化線圈形狀和科學地敷設線圈。通常使用邊長75m的正方形和直徑為100m的圓形天線，如果環境雜訊大於1500 nV時，選擇能夠降低雜訊水平的∞字形線圈；採集參數的選擇：測量范圍、記錄長度、脈沖持續時間、脈沖矩的個數、疊加次數，全區測量范圍設置應統一，一般取4倍平均環境雜訊值；觀測參數有初始振幅E₀、初始相位φ₀和衰減(弛豫)時間

。

目前採用的是單線圈觀測方法，即發射、接收為同一線圈，通過轉換開關切換接收NMR信號，屬純異常觀測，受地形和地質因素影響小。

3.3.5.1.4 資料整理及成果解釋

由於NMR信號較弱，易受各種因素影響，為提高解釋可靠性，對實測資料需進行零時外延、化為標准觀測值、雜訊濾波預處理。經處理合格的數據進行各種反演處理，編繪各種成果圖件：含水層參數(含水量、衰減時間)隨深度變化圖及表；NMR測深斷面圖；綜合解釋成果圖等。將觀測到的地球物理數據轉換成水文地質參數，獲取地下各含水層的深度、厚度、含水量和平均孔隙度等，圈定找水遠景區或提供水井井位或用於區分其他物探找水方法的異常性質。

3.3.5.2 試驗情況

為了解岩溶發育的垂向分帶和水平分帶特徵及富水性，在實驗區內選擇電測深成果有利地段，以單點形式共布置了四片區15個核磁共振點。萬畝果園2點，大衣村3點，三家村5點，大興堡5點。工作結果，圈出10個富水有利靶區，經4個鑽孔驗證，100m內核磁共振(NMR)推斷的含水層與實際基本吻合。

本次工作使用法國IRIS公司核磁共振系統(NUMIS)，基準頻率為1985 Hz；三家村測點和大興堡1號點因干擾大，採用直徑50m的∞字形線圈，探測深度60m；其他9個測點均採用邊長75m的方形框，探測深度100m；測量范圍取4倍平均的環境雜訊；記錄長度240ms；脈沖持續時間40ms；脈沖個數為10個；疊加次數80～140次。

3.3.5.3 主要成果

3.3.5.3.1萬畝果園

兩個點均發現二層或三層含水層，1號點下有三個主要含水層，15～25m、25～40m、64～100m，含水量及衰減時間分別為 2.2%、219.7ms；1.1%、639.6ms；5.9%、157.4ms。以深部含水量最大，平均孔隙度最小。2號點下有兩個主要含水層，25～40m、40～64m，衰減時間77.6～148ms，說明平均孔隙度均較小，含水量分別為3.9%、0.7%。以第一層含水量最大。兩點相距60m，NMR測深結果就存在很大差異，也說明該區岩溶橫向分布的復雜性。

1號點經施工的鑽孔驗證，5m以下進入白雲岩段，主要含水層為83～200m，以蟻食狀溶孔為主，富水性中等，與核磁共振第三含水層對應，只是推斷的深度比實際深度淺20m。鑽孔岩心破碎呈砂狀，NMR反映為孔隙度小、含水量較高的特徵。

3.3.5.3.2 大衣村

3個點均發現2～3層含水層(圖3-14)，1號點有三個主要含水層，10～16m、25～40m、64～100m，含水量為1.4%、1.6%、2.3%，衰減時間為54.2ms、69.1ms、77.5ms。三層衰減時間都短，說明平均孔隙度均較小，但以第3層含水量最大。2號點有兩個主要含水層，40～64m、64～100m，含水量均為1.6%，衰減時間455.4ms、730.0ms。兩層含水量都不大，但孔隙率較大。3號點下有兩個含水層，13～22m、60～100m，含水量為2.5%、6.1%，衰減時間76.7ms、147.3ms。第二層水量與孔隙率都比第一層大。1、2號點相距30m，NMR測深結果也有差異，同樣說明岩溶橫向分布的復雜性。

圖3-14 瀘西小江流域大衣村NMR測深解釋結果與鑽孔資料對比圖

經1號點鑽孔驗證，含水層18.3～31m和31～57m，富水性中等，這兩層與核磁共振第二層含水層對應，只是實際含水層厚度大於NMR推斷的厚度。57～120m的含水層，富水性弱—中等，與核磁共振第三層含水層對應。120～160m的含水層，已超過了NMR探測深度。總體各含水層水量都不大，與實際鑽孔結果是一致的。

3.3.5.3.3 三家村

5個點均由多個含水層組成，其中有兩個主要含水層，20～40m、40～60m，第一層含水量小於2.3%，衰減時間變化較大，為148～864ms；第二層含水量為1.4%～4.8%，一般大於2%，衰減時間400～750ms，說明越往深部含水量越大，岩石越破碎，孔隙率較大。由於該區干擾較大，採用∞線圈方式，勘探深度較淺，最大達60m。NMR測深結果以4、5、3、2號點為找水有利區。結合水文地質條件綜合分析，選擇2號點處布置鑽孔。根據鑽孔結果，8.9m以下進入白雲岩段，裂隙發育，富水性弱—中等，水量一般，與2號點測深結果含水量不大(2.4%)的結論基本一致。

3.3.5.3.4 大興堡

1號點位於煙葉站旁，該地曾經施工了兩個180m深的探采井，岩體較完整，水量極小，未成井。採用∞線圈方式，勘探深度60m，在40～60m內有一含水層顯示(圖3-15)，含水量4.6%，衰減時間767ms，含水層孔隙度較大，NMR測深結果與探采井結果不一致。由於岩溶橫向變化大，也不能完全確定1號點線框范圍內不存在含水層。

圖3-15 瀘西小江流域大興堡NMR測深解釋結果與鑽孔資料對比圖

其餘各點均有兩個以上的含水層(圖3-15)，以5、3、4號點為有利的找水區，驗證孔即選擇在5號點。5號點有3個主要含水層，16～25m、40～64m、64～100m，含水量為0.7%、1.3%、5.5%，衰減時間116ms、106ms、178ms。以64～100m處含水量較大，鑽孔結果，20.55m以下進入白雲岩段，岩體破碎，節理裂隙發育，富水性強，與NMR測深結果吻合。

3.3.5.4 結論

綜上所述，瀘西岩溶盆地的NMR探測結果，較好地反映了岩溶含水層的分層結構特徵，主要含水層對應的NMR信號的衰減(弛豫)時間一般在100～200ms范圍內，含水量為1.4%～6%，經4個鑽孔驗證，100m內NMR推斷的含水層基本吻合，但NMR推斷的含水層深度部分偏淺，約相差5～20m。少部分NMR測深點結果與鑽孔實際有差異。

在雲南岩溶區找水工作中，NMR方法的應用尚屬首次，僅作了幾個試驗點。由於岩溶發育普遍不均勻，許多地區的岩溶水主要集中於地下溶洞和管道中，而這些溶洞和管道的埋藏和分布位置隨機、變化復雜，目前所使用的各種方法都難於准確地查明岩溶地下水位置，這是岩溶水資源開發所面臨的最大問題。核磁共振技術(NMR)目前勘探深度較淺，可靠的深度小於100m，並且NMR測深是體積勘探，單點解釋結果是發射線圈邊框(70m×70m)范圍內的綜合反映，對確定具體井位影響較大，特別是岩溶含水層橫向變化大，致使解釋成果與實際情況會產生差異。因此對核磁共振圈定的異常，還須採用其他方法縮小靶區，如採用電測深法在NMR異常范圍內進行加密測量，以便能較准確定位。