Ⅰ 具體研究方法
在本研究中採取的工作方法包括古地貌成因組合分析法、古水動力相關分析法等5種。
古地貌成因組合分析法。在古風化殼表面尋找古地貌蝕余形跡,如古風化殼頂部侵蝕形態和殘積物(角礫岩、鐵鋁層等)類型、厚度與分布特徵,溶溝、漏斗等溶蝕形態特徵,恢復古地貌。
古水動力相關分析法。地表水和地下水動力場與地形、地貌和岩溶形態存在密切的相關關系,從流體—岩石相互作用岩溶動力學角度,進行古地貌和古岩溶研究。
地球化學分析法。深埋藏碳酸鹽岩孔洞、裂縫中的充填物和沉積物是各地質歷史時期岩溶作用的產物與記錄,對其進行地球化學分析(包括岩石化學、同位素、包裹體分析和孢粉化石等),研究古岩溶空隙的改造、演化與形成環境。
類比分析法。將地表不同類型區現代岩溶研究成果應用於古岩溶恢復研究,與井下古岩溶進行對比。
綜合地球物理探測方法。採用多種物探手段組合開展古岩溶縫洞系統地球物理響應特徵研究,包括高解析度孔間電磁波吸收系數層析成像法、高解析度孔間縱波速度層析成像法、可控源音頻大地電磁法(CSAMT)電阻率成像、瞬變電磁測深法電阻率成像以及成像測井技術等。
在以上方法基礎上,形成了油氣田古岩溶研究方法體系(圖1-9)。
圖1-9 油氣田古岩溶識別方法體系
Ⅱ 研究內容及方法
本書是作者主持的雲南省科研項目:岩溶水有效開發技術方案研究(項目編號:2003PY04),依託國土資源大調查項目:雲南典型地區岩溶地下水調查與地質環境整治示範(項目編號:200310400024)完成的研究成果。完成了典型岩溶流域1:5萬水文地質及環境地質測繪1100km2,水文地質及工程地質鑽探3791.94m,各類物探4169點,取岩土水樣試驗分析626件,岩溶水動態監測18個點,岩溶水示蹤試驗2組等大量的調查和勘探試驗工作。這些工作和成果,為本書的研究提供了翔實的資料,使之能夠順利完成,達到了預期的目的,並檢驗了研究成果的正確性。同時,本書的研究也為岩溶水的勘查和開發示範提供了理論和技術指導,使開發工程的技術方案設計得到了技術創新,工程取得了顯著的經濟、社會和環境效益,達到了示範目的。
此外,1999~2002年,作者參與主持完成的國土資源大調查項目:西南岩溶石山地區地下水資源勘查與生態環境地質調查,也為進行岩溶水有效開發技術研究提供了水文地質與水資源的系統基礎資料。在各個參加工作的省市區的示範工作中,也成功地建成了一批暗河及大泉引、提、堵、蓄、富水塊段鑽井開采工程。這些調查成果和工程實踐,為本書的研究打下了堅實的基礎,積累了豐富的經驗。
本書的研究目的是通過科學技術研究,在岩溶水資源及地質環境特徵研究,以及岩溶水開發技術實驗研究的基礎上,系統地總結適宜於不同的岩溶水源地類型以及不同需求的岩溶水有效勘查和開發技術方案,為岩溶水的有效開發利用提供理論和技術支持,使岩溶水開發的成功率和效益大幅度提高。
為了達到上述目的,本書從以下三個方面開展研究,所採取的研究思路、內容和方法如下:
第一個方面,以現代岩溶學理論為指導,深入研究國家國土資源大調查西南岩溶地區岩溶水資源調查的最新資料。系統地認識岩溶地質環境及水文地質條件以及岩溶水的賦存及運動特徵,准確把握岩溶水富集規律,建立確切的找水標志,提高尋找和圈定岩溶水源地的准確性。根據岩溶含水層的埋藏分布、岩溶水出露狀態,以及岩溶含水層的導水和賦水空間形態、結構及水動力特徵,劃分岩溶水源地類型,分析總結各類岩溶水源地岩溶水的開發技術條件,評價其脆弱性,最終掌握各類岩溶水源地對不同的勘查開發技術的適宜性。
第二個方面,引進目前國內外先進的核磁共振、高密度電法、地質雷達等地球物理探測技術,研究這些技術的特點和適用條件,結合常規電法技術和水文地質調查分析方法,選擇典型的岩溶流域,結合國家在雲南安排的岩溶水開發示範工程建設,針對不同類型岩溶水源地的勘查技術條件,分別選擇不同的方法開展野外技術方法試驗研究,並對探測和綜合分析解釋成果進行鑽探檢驗,驗證其可靠程度及准確性,優選出適合不同類型岩溶水源地的有效探測技術方法,集成岩溶水有效探測技術方案。
第三個方面,通過調查省內外岩溶水開發工程,考察發達國家岩溶水開發情況,收集國外相關信息,研究其成功的技術和經驗,以及其中失敗的原因與缺陷。根據各類岩溶水源地的開發技術條件,引出新的技術方案,並選擇典型岩溶水源地進行開發實驗,根據實驗結果加以改進和完善,得出各類岩溶水源地岩溶水有效開發技術方案。
從岩溶水開發的全過程來分析,成敗的最關鍵環節是找水勘查,只有找准岩溶賦水空間或徑流通道,才可能正確有效地實施岩溶水開發工程,這個問題的解決除了提高水文地質研究程度外,關鍵是要減少物探方法存在的多解性。本書研究了適合不同岩溶水源地的物探方法,通過不同方法探測結果的相互補充、驗證,根據經濟合理性和探測的有效性比選,選擇其中適宜的方法形成綜合探測方案,並建立代表不同含水層的地球物理特性、反映各類岩溶賦水空間的解譯參數和標准,從而達到提高探測的可靠性和精度的目標。
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