摘 要 通過(guò)物探激發(fā)極化法在望奎縣及周邊地區(qū)的應(yīng)用，總結(jié)出下覆地層貧水段與富水段的電性特征以及激電測(cè)深曲線(xiàn)特征，對(duì)解決貧水村鎮(zhèn)人畜飲水和生產(chǎn)用水具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 望奎縣；電性特征；激電測(cè)深；寬頭西

中圖分類(lèi)號(hào) P641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)062-0238-02

望奎縣隸屬綏化地區(qū)，地處松嫩平原的腹地（北緯46°35′～47°07′，東經(jīng)126°04′～126°58′）。地層主要為巨厚的沉積巖，沉積厚度超過(guò)6000 m以上[1]。最早沉積為白堊系姚家組，稍晚為嫩江組，接續(xù)為四方臺(tái)組、明水組[2]，在明水組之上為不連續(xù)的第三系地層。白堊系早期形成的巖層以湖相砂泥巖為主，富水性差；晚期明水組和第三系地層，由于形成時(shí)間晚，部分地段存在有未成巖的砂、礫石、粘土層，為河流沖積、洪積等成因。地表普遍出露第四系腐殖土（0 m～0.6 m），其下為亞粘土，部分地段有古河道存在。同屬沉積巖，但由于沉積環(huán)境和物質(zhì)來(lái)源的不同，因此，造成巖層結(jié)構(gòu)縱向上變化復(fù)雜，致使富水性相差也很大，百米深機(jī)井（主要涉及四方臺(tái)組以上第四系、第三系和白堊系的明水組地層）小時(shí)流量最小只有2～3噸，而最大流量能達(dá)到40噸/小時(shí)以上。在一個(gè)村子一個(gè)地方可能打一眼無(wú)水井，而在另外一個(gè)地方又可鉆出一口豐水井。打一眼百米深的廢井要浪費(fèi)1～2萬(wàn)元。因此，鉆井之前利用的物探工作確定井眼位置顯得十分重要。工作中共涉及11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，87個(gè)村屯。針對(duì)以前的廢井、豐水井和擬訂打井的位置共布置246個(gè)激電測(cè)深點(diǎn)。實(shí)際鉆井42眼，小時(shí)流量均大于15噸。

1 電性特征

從采集的激電測(cè)深數(shù)據(jù)看，含水層與非含水層的視電阻率（ρS）和激電參數(shù)（ηS—視極化率、JS—視激發(fā)比、DS—視衰減度）有著明顯區(qū)別（見(jiàn)表1）。與其它巖性比腐殖土和亞粘土視電阻率較高，通常在15 Ωm～24 Ωm之間變化，該變化主要受地表干濕影響，干燥則視電阻率高，潮濕則視電阻率低，視極化率、視激發(fā)比和視衰減度三者最低，ηS小于1.4%，JS小于0.6%，DS小于37%，為非含水層；風(fēng)化泥巖和風(fēng)化砂巖視電阻率中等，分別變化在13 Ωm～22 Ωm和15 Ωm～24 Ωm之間，三個(gè)激電參數(shù)中等，視極化率下限都為1.9%，上限分別為2.4%和3.1%，視激發(fā)比變化范圍分別為0.3%～1.0%和0.5%～1.6%，視衰減度的變化區(qū)間分別為32%～40%和40～55%，本層為含水層（原村民的小井取本層水飲用）；泥巖的視電阻率最低，在12 Ωm以下變化，在7 Ωm～12 Ωm之間，激電參數(shù)比腐殖土和亞粘土高，低于風(fēng)化泥巖，為非含水層；泥質(zhì)砂巖的視電阻率高于泥巖，激電參數(shù)兩者相近；含水砂巖的所有參數(shù)在所有巖性中最高，視電阻率最高達(dá)46 Ωm，在22 Ωm～46 Ωm之間變化，視極化率最高達(dá)4.2%，下限為2.0%，視激發(fā)比和視衰減度的變化范圍分別為0.9～3.4和45%～70%，為富水層，也是深井水文物探工作的主要目標(biāo)層。

激電測(cè)深曲線(xiàn)特征：曲線(xiàn)的首支高阻低極化部分對(duì)應(yīng)的是腐殖土和亞粘土部分，接下來(lái)為曲線(xiàn)的中阻中極化段，而后是中低阻低極化的泥質(zhì)砂巖和泥巖與高阻高極化的砂巖互層，對(duì)應(yīng)有一定厚度的泥巖部分曲線(xiàn)呈現(xiàn)小“H”型，如有一定厚度高阻高極化的砂巖出現(xiàn)，測(cè)深曲線(xiàn)會(huì)呈現(xiàn)明顯的小“K”型[3]，含水量與幅值的高低以及厚度的大小呈正相關(guān)。

2 找水實(shí)例

由于工作區(qū)涉及巖性全部為低阻沉積巖，只做視電阻率測(cè)深和激發(fā)極化測(cè)深，未做其它剖面性工作。測(cè)深裝置采用的是溫納裝置，比例系數(shù)為1:3。

2.1 海豐鎮(zhèn)寬頭西村

應(yīng)村干部的要求便于將來(lái)鋪設(shè)自來(lái)水管道和機(jī)井管理，在村子中心選一位置，井深112 m，有跡象表明無(wú)明顯含水層，通過(guò)提水試驗(yàn)小時(shí)流量不足3噸，水量不能滿(mǎn)足村民的生產(chǎn)和生活用水的需要，只好通過(guò)物探手段選擇井位。沿村子走向，即東西向布設(shè)了激電測(cè)深點(diǎn)5個(gè)，最大供電極距AB/2=200 m。通過(guò)篩選對(duì)比最終選定村子?xùn)|頭為最佳鉆井位置。實(shí)際鉆井深度110 m，出水量為28噸/小時(shí)，兩井相距只有280 m。下面通過(guò)對(duì)比可以明顯看出兩個(gè)測(cè)深點(diǎn)（成井和廢井井旁測(cè)深）4個(gè)參數(shù)曲線(xiàn)的差異。圖1為出水量28噸/小時(shí)四參數(shù)曲線(xiàn)，四條曲線(xiàn)出現(xiàn)兩個(gè)明顯的小“K”型，而且四參數(shù)同步性非常好，在20 m～40 m處（AB/2）和80 m～120 m（AB/2）兩處四參數(shù)同步凸起。在四參數(shù)中曲線(xiàn)變化以視電阻率曲線(xiàn)變化最頓，視激發(fā)比和視衰減度變化最為劇烈。曲線(xiàn)中斷凸起最大值分別為ρSmax=25Ωm、ηSmax=2.68%、JSmax=1.61%、DSmax=61%，異常范圍分別為23 Ωm～25 Ωm、2.32%～2.68%、1.01%～1.61%、43%～61%；曲線(xiàn)末段凸起四參數(shù)最大值分別為ρSmax=27 Ωm、

ηSmax=3.01%、Jsmax=1.73%、Dsmax=62%，異常范圍分別為

25 Ωm～27 Ωm、2.70%～3.01%、1.45%～1.73%、48%～62%。還可看出末端突起范圍大強(qiáng)度高，富水性要好于中斷凸起。推斷第一含水層中心埋深25 m左右，含水層厚度10 m左右，巖性應(yīng)為明水組風(fēng)化砂巖；第二含水段中心埋深63 m左右，含水層厚度12 m左右，巖性應(yīng)為明水組弱交結(jié)砂巖。鉆孔驗(yàn)證情況是第一含水層為風(fēng)化砂巖，厚度12 m，第二含水層為粗顆粒弱交結(jié)砂巖，厚度8.5 m。水位降深17 m，流量為28噸/小時(shí)。圖2為小時(shí)流量不足3噸井旁測(cè)深曲線(xiàn)，四參數(shù)曲線(xiàn)僅在30 m（AB/2）出現(xiàn)一小凸起，而且幅值較低，在大極距未見(jiàn)明顯高值異常。從鉆探記錄看只在

23 m～27 m處見(jiàn)風(fēng)化砂巖，之下為泥巖、泥質(zhì)砂巖等。

2.2 衛(wèi)星鎮(zhèn)信頭村

為避免經(jīng)濟(jì)損失，在鉆井之前首先進(jìn)行物探工作，在村子及周邊共布設(shè)激電測(cè)深點(diǎn)7個(gè)，通過(guò)對(duì)比最后確定村后，村委會(huì)辦公室前為最優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際鉆井深度120 m，小時(shí)流量大于20噸。從實(shí)測(cè)資料（圖3）看，曲線(xiàn)特征與圖1相近，有兩個(gè)凸起，四參數(shù)的變化同步性也很好，只是兩個(gè)異常段埋深大一些。推斷第一含水層中心埋深32 m左右，厚度為11 m左右；第二含水層中心埋深102 m左右，厚度為15 m左右。鉆探驗(yàn)證情況是在28 m～36 m見(jiàn)第一含水層，為風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，厚度8 m；第二含水層為粗顆粒弱交結(jié)砂巖，厚度10.5 m。水位降深14 m，流量為20噸/小時(shí)。

在該水文地質(zhì)單元，其它水文物探確定井位的實(shí)例不再列舉。

3 結(jié)論與建議

該地區(qū)地層巖性雖然簡(jiǎn)單，但由于巖石結(jié)構(gòu)差異大，含水層分布極其不均勻。因此，在需水量較大的村鎮(zhèn)打井時(shí)，不要隨心所欲或單憑地貌高低確定井位來(lái)施工機(jī)井，這樣會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)先行水文地質(zhì)調(diào)查及物探工作，提高成井率以避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

在該水文地質(zhì)單元，“四高”模式值得借鑒，即高視電阻率，高視極化率，高激發(fā)比和高衰減度對(duì)應(yīng)著含水豐富的巖層。簡(jiǎn)單采用傳統(tǒng)的電阻率方法來(lái)判定含水層有一定難度，有時(shí)會(huì)模棱兩可，由于多參數(shù)之間可相互佐證，采用多參數(shù)激電測(cè)量行之有效。

地面測(cè)深對(duì)于較薄含水層很難分辨，利用激電測(cè)井可分辨出0.5 m厚的含水層，這樣可有針對(duì)性地把過(guò)濾器置于合適位置，以提高單井單位出水量。

參考文獻(xiàn)

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[2]黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.黑龍江省區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社，第33號(hào)，115-118.

[3]劉國(guó)興.電法勘探原理與方法[M].北京:地質(zhì)出版社，89-91.

[4]傅良魁.電法勘探教程[M].北京:地質(zhì)出版社，136-141.

[5]趙國(guó)文.激發(fā)極化法找水的應(yīng)用[J].激發(fā)極化法找水通訊，1984，2:47-48.

作者簡(jiǎn)介

董傳統(tǒng)（1966—），男，高級(jí)工程師，主要從事礦產(chǎn)勘探、技術(shù)管理工作。