打井找水儀天電圖中的低值為啥有的有水有的無(wú)水？甚至一些電阻率很高的堅(jiān)硬巖石也表現(xiàn)為低值？深思起來(lái)十分奧妙。

　　高值低值都是相對(duì)的，本文所說(shuō)的低值不包括因有飛點(diǎn)或飛線(xiàn)把整個(gè)原始圖壓制成大面積深藍(lán)色的那種情況，那不叫低值。

　　在巖石的裂隙中有裂隙水，砂礫石在顆?？紫吨杏锌紫端蠖酁榈椭?。還有很多巖石中的礦物含有“礦物水”，也是極性分子，吸收電磁波，使某些堅(jiān)硬巖石成為“高阻低值層”，這樣的低值層如果沒(méi)有明顯異常，含水一般不好（即硬度很大，電阻率法測(cè)出的是高阻，天電法測(cè)出的是低值）。

　　礦物中的水，總共有三種形式：

　　當(dāng)大氣降水滲透進(jìn)入地下后，如果巖層內(nèi)缺少“隔水層”，地下水就會(huì)繼續(xù)往下流，一直流到地層深處的巖漿，轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽。當(dāng)巖漿向地表流動(dòng)，緩慢遠(yuǎn)離地心并冷卻凝固形成礦物的時(shí)候，流入巖漿中的水也會(huì)成為礦物分子結(jié)構(gòu)的一部分，被稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)水”。

　　第二種是在某些礦物的晶體中含有水分子H2O，比如石膏、芒硝、藍(lán)礬，大多是從干旱的湖泊水體中析出結(jié)晶的，所以水也會(huì)混進(jìn)礦物晶體中，被稱(chēng)為“結(jié)晶水”。

　　第三種是吸附水。就是礦物的質(zhì)地不夠緊密，存在微小空隙或細(xì)小裂隙，就會(huì)有水分子擠進(jìn)去，附著在顆粒周?chē)?，這就是“吸附水”。

　　吸附水，最為活潑。例如蛋白石中的水就是以吸附形式存在的。吸附水顧名思義，就是在礦物形成過(guò)程中，吸附在礦物顆粒表面或微小裂隙中的水，是礦物水里最“自由”的一種形式。吸附水的水分子很獨(dú)立，它不與礦物分子結(jié)合。如果把含有吸附水的礦物加熱到100℃，或者把它長(zhǎng)期放在特別干燥的地方，水分子就會(huì)離開(kāi)礦物，回到空氣中。

　　蛋白石是一種非晶質(zhì)的寶石。雖然名叫“蛋白”，但其實(shí)它們并不是有機(jī)物，化學(xué)成分和石英一樣是二氧化硅。只不過(guò)蛋白石的晶體結(jié)構(gòu)比較特殊，是顆粒極細(xì)的“凝膠體”，里面還含有5～10%的水分。正是這些水分，讓蛋白石很美麗。失水后的蛋白石，在礦物學(xué)上就成了另一種礦物——燧石。

　　我們種養(yǎng)植物常用的蛭石，就是一種特別能吸水的粘土礦物。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)蛭石中的水并不只是吸附水，也有結(jié)晶水。蛭石受熱時(shí)，里面的水發(fā)生氣化，把薄薄的層間縫隙撐大，然后蛭石就膨脹了。

　　含結(jié)晶水最典型的礦物是藍(lán)礬（也叫膽礬）——“五水硫酸銅”，它原本是藍(lán)色的，加熱變成“無(wú)水硫酸銅”，變成白色粉末了。藍(lán)礬在常溫下每個(gè)硫酸銅分子搭配五個(gè)結(jié)晶水分子，加熱到100℃時(shí)會(huì)失水變成“一水硫酸銅”，400℃時(shí)就成無(wú)水硫酸銅了。結(jié)晶水是一個(gè)個(gè)完整的水分子，卻基本喪失了獨(dú)立地位，不能自由活動(dòng)，經(jīng)過(guò)加熱才能獲得足夠的能量、從礦物中逃脫。

　　石膏中的結(jié)晶水在天然條件下，大部分以生石膏的形態(tài)存在，每個(gè)硫酸鈣分子搭配兩個(gè)水分子，晶體發(fā)育良好的話(huà)就是透明或半透明的。如果受熱失水，生石膏先是轉(zhuǎn)變?yōu)楹Y(jié)晶水較少的熟石膏；最后完全失去結(jié)晶水，只剩下硫酸鈣，變成硬石膏。

　　在高嶺石、膨潤(rùn)石、水云母、綠泥石等粘土礦物中都含較多的結(jié)晶水。例如高嶺石的化學(xué)式為2SiO?·Al?O?·2H?O，每個(gè)分子含兩個(gè)結(jié)晶水。

　　除了上面那些含結(jié)晶水的礦物外，其他像蛇紋石、角閃石、綠簾石、云母等這些地層中的常見(jiàn)的造巖礦物，還含有“結(jié)構(gòu)水”。結(jié)構(gòu)水以極性基團(tuán)(OH）的形式存在，含這些礦物的巖石也是極性物質(zhì)。只不過(guò)這種結(jié)構(gòu)水就算加熱也很難跑出來(lái)。除非把礦物加熱到600℃~1000℃，破壞掉它們的晶體結(jié)構(gòu)，才能把里面的水釋放出來(lái)。只要巖石中或多或少的有一些含水的礦物，就會(huì)在一定程度上表現(xiàn)為低值。例如，云母的化學(xué)式為KAl2(AlSi3O10)(OH)2，其中H2O占4.5%，是極性礦物。所以許多巖石含云母等極性礦物會(huì)顯示低值。石英和長(zhǎng)石是非極性物質(zhì)，不含礦物水，所以長(zhǎng)英巖脈容易顯高值。各種巖石的礦物成分及含量千差萬(wàn)別，因而其極性強(qiáng)弱和吸收電磁波的能力十分復(fù)雜。

　　強(qiáng)風(fēng)化層和泥巖的低值也是因?yàn)楹紫端虻V物水較高造成的。不論是裂隙水、孔隙水、“礦物水”，只要是有“水”就會(huì)吸收電磁波，形成低值。但礦物水只會(huì)形成低值，打井是取不出水來(lái)的，這就是有的低值有水，有的低值無(wú)水的道理。

　　為了驗(yàn)證上述觀點(diǎn)，我們做了一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)：把兩個(gè)相同的玻璃酒杯放入微波爐，一個(gè)盛滿(mǎn)水，一個(gè)是空杯，加熱了28秒，盛水的杯子水開(kāi)了，而空杯一點(diǎn)也不熱。然后又把一個(gè)重137克的干瓷碗和一塊重170克的黑色砂巖共同放入微波爐同時(shí)加熱了20秒，結(jié)果瓷碗一點(diǎn)也不熱，而砂巖非常燙手，不敢用手去拿。隨后我們又用一塊重410克的蛇紋石大理巖和一塊重426克的紫紅色細(xì)砂巖同時(shí)放入微波爐，加熱了20秒，結(jié)果細(xì)砂巖少有微熱，不燙手，蛇紋石大理巖則燙手厲害，不敢用手拿。

　　本次試驗(yàn)的幾件樣品說(shuō)明，水吸收電磁波最快，其次是黑砂巖和蛇紋石大理巖。同樣是不含水的干物質(zhì)吸收電磁波的能力各不相同。不同的巖石吸收電磁波的能力也相差很大。這與組成巖石的礦物是不是含礦物水大有關(guān)系。吸收電磁波能力強(qiáng)的巖石“屏蔽效能”大，在天電圖上就可能會(huì)顯示低值。我們認(rèn)為，這就是為什么同樣是電阻率很大但不含裂隙水的巖石，有很多會(huì)在天電圖上表現(xiàn)為低值層的道理。

　　由上述可知，打井找水儀天電的數(shù)值與電阻率是完全不同的兩個(gè)概念，打井找水儀天電值是無(wú)法換算成電阻率值的。含水體容易表現(xiàn)為低值，少數(shù)情況下也會(huì)表現(xiàn)為大致水平的低值層，但低值層不一定是含水層，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有不少層位是上述原因造成的“高阻低值層”（即電阻率高，天電值低）。具體分辨低值層有水無(wú)水？哪些低值層是因含有裂隙水造成的？哪些低值層是因含有礦物水造成的？可以根據(jù)低值層的形態(tài)、巖性、數(shù)值大小、已知井狀況等條件去總結(jié)探索。

　　在數(shù)值較低的的泥質(zhì)巖石中如果有含泥質(zhì)少的砂巖或礫巖，巖性較硬脆，往往表現(xiàn)為高值層、高值段、高值點(diǎn)，容易有裂隙水。這是因?yàn)樵谳^硬的砂礫巖中雖然可能有大裂隙，但總體上裂隙率較低，仍不如泥巖的“水”多（泥巖中的粘土礦物含大量的結(jié)晶水），所以砂礫巖仍會(huì)顯示相對(duì)高值，這在泥質(zhì)巖石地區(qū)找水時(shí)值得注意。（若在構(gòu)造線(xiàn)附近，當(dāng)砂礫巖裂隙率和含水率較高時(shí)，也可以表現(xiàn)為高值層中的低值點(diǎn)）。

　　總之，打井找水儀天電法在相同的電磁環(huán)境下，其數(shù)值的大小都是由“水”決定的，不論它是有用的裂隙水、孔隙水，還是無(wú)用的結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水、吸附水。

　　如何區(qū)分有水和無(wú)水的低值層，待以后討論。

　　作者：湖南普奇研究院高級(jí)顧問(wèn)楊佃俊教授