李仁杰+紀(jì)成亮+劉浩

摘 要：巴基斯坦RAVI河與SUTLEJ河之間的巴里河間沖積地區(qū)位于印度河平原地區(qū)，上覆第四系松散沖積層，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該地區(qū)的研究較少，對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件也沒有很好的認(rèn)識(shí)。本文通過地質(zhì)鉆探、水文地質(zhì)測(cè)井研究了該區(qū)域的水文地質(zhì)條件，確定了項(xiàng)目區(qū)含水巖組的分布規(guī)律；并通過鉆探資料與測(cè)井資料的對(duì)比清晰了解了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地下水賦存及運(yùn)移規(guī)律，以保護(hù)現(xiàn)有水源地正常運(yùn)行，并為今后地下水水資源的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：物探測(cè)井；鉆探；含水巖組；涌水量；巴基斯坦

中圖分類號(hào)：TV22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）3-0078-02

1 項(xiàng)目區(qū)研究概況

工作區(qū)位于RAVI河與SUTLEJ河之間的巴里河間沖積地區(qū)（BARI DOAB），巴里河間沖積地區(qū)被第四紀(jì)沖積層覆蓋，下伏地層推測(cè)為半膠結(jié)古近紀(jì)地層巖石、前寒武紀(jì)的變質(zhì)巖或火成巖。除在沖積區(qū)東北部小范圍內(nèi)有深層鉆孔揭露基巖性質(zhì)與年代外，其他地區(qū)勘探孔深度僅限于第四系松散層內(nèi)，沒有可靠信息反映深部基巖的年代及分布情況?，F(xiàn)對(duì)第四系松散層介紹如下：

本區(qū)松散的第四紀(jì)沖積層構(gòu)成了印度河盆地主要的含水層系統(tǒng)。根據(jù)收集資料分析，在巴里河間地區(qū)東北角，只有1A、br-6、br-7三個(gè)鉆孔穿透第四系松散層，揭露到前寒武系地層，三個(gè)鉆孔揭露基巖埋深分別為382m（1252ft）、311m（1021ft）、283m（928ft）。在巴里河間地其他地區(qū)，盡管鉆孔打到了383m（1252ft），但是仍然沒有揭露基巖。本次探采結(jié)合孔最大深度297m，底部揭露中元古代灰綠色頁(yè)巖。

因此對(duì)地層及測(cè)井資料的對(duì)比能幫助了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和地下水賦存及運(yùn)移規(guī)律，以保護(hù)現(xiàn)有水源地正常運(yùn)行，并為今后地下水水資源的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

2 區(qū)域地質(zhì)條件概況

2.1 斷裂構(gòu)造

巴基斯坦地處印度板塊與歐亞板塊結(jié)合部位偏西側(cè)，并且其西部又處于阿拉伯板塊與印度板塊拼合部位，因此在巴基斯坦境內(nèi)除最北一小隅屬興都庫(kù)什地塊外，其自北向南以喀喇昆侖主斷裂（MKT）、主蓋層斷裂（MMT）、主邊界斷裂（MBT）和主前淵斷裂（MFT）將該區(qū)分為喀喇昆侖地塊、科希斯坦島弧、喜馬拉雅造山帶以及新生代前淵坳陷等4個(gè)構(gòu)造單元，其區(qū)域構(gòu)造線方向以NEE向?yàn)橹?，并且在斷裂帶中常伴有斷續(xù)分布的蛇綠巖，而在地塊上古近紀(jì)巖漿活動(dòng)則比較發(fā)育。

2.2 巖漿活動(dòng)

巴基斯坦巖漿活動(dòng)比較頻繁，華力西期、加里東期以及前寒武紀(jì)巖漿巖僅零星分布于西北部與阿富汗和中國(guó)邊境附近以及巴基斯坦控制的克什米爾地區(qū)內(nèi)，但由于研究程度較低，缺少年代數(shù)據(jù)，目前尚有爭(zhēng)議。

2.3 區(qū)域地層

項(xiàng)目區(qū)下部基巖主要前寒武系地層，是在印度河平原上旁遮普省的薩戈德-拉合爾-費(fèi)薩爾巴德和信德省東南的拉格爾巴格爾，共有露頭5處，其研究較詳細(xì)，主要為中元古代灰綠色頁(yè)巖、板巖和石英巖，夾流紋巖，被粗玄巖和輝長(zhǎng)巖侵入，同位素年齡值為（805±20）Ma。據(jù)地球物理資料，其屬于印度克拉通向北延伸部分，并且大部分隱伏于印度河平原之下。

3 地質(zhì)鉆探

本次鉆探采用巴基斯坦當(dāng)?shù)氐姆囱h(huán)水文鉆機(jī)施工，無芯鉆進(jìn)，撈取巖樣。

3.1 鉆探

鉆孔開孔直徑Ф600mm，終孔直徑Ф600mm；鉆孔孔身在100m深度內(nèi)，其孔斜度不大于1.5°；探采井孔斜度不大于1°；最大勘探深度達(dá)到297m。

3.2 取樣

根據(jù)巴基斯坦國(guó)內(nèi)的鉆探施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地層情況，本次施工采用反循環(huán)鉆進(jìn)，每1.52m（5ft）撈取巖樣一份，重量500g以上，清洗干凈后，按順序擺放技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)編錄。編錄后的巖樣編號(hào)裝袋保存，巖樣袋上標(biāo)出巖樣撈取深度、取樣時(shí)間、鉆孔編號(hào)。

3.3 成果分析

本次勘察在工作區(qū)最大鉆探深度297m；第四系松散巖地層分布廣泛，厚度294m左右，富水性較好。

根據(jù)本次鉆孔資料，工作區(qū)0～10m主要為淺棕色粉土；10m以下主要為淺灰色的細(xì)砂、中細(xì)砂及少許的中粗砂，厚度294m左右，其間夾數(shù)層粉質(zhì)粘土、粉土層、砂礫石層。在工作區(qū)內(nèi)，含水巖組不同地段的厚度變化不大，且分布連續(xù)，本次施工鉆孔未見明顯隔水層。

根據(jù)本次施工的探采結(jié)合孔資料，埋深10m以上為粉土層，其下部基本為砂層?？傮w來看，含水砂層主要分布在埋深10～294m，其中砂層上部顆粒較細(xì)，主要為粉細(xì)砂、細(xì)砂，向下部顆粒逐漸變粗，為中細(xì)砂、中砂，夾有2～7層粉質(zhì)粘土、粉土薄層，有數(shù)層砂礫石層，局部砂層中含有粉質(zhì)粘土團(tuán)塊及砂巖礫石。

4 水文地質(zhì)測(cè)井

4.1 測(cè)井方法

結(jié)合勘察區(qū)域水文地質(zhì)條件、地層狀況，本次主要采用自然伽馬、自然電位、電阻率三種方式分別對(duì)鉆孔進(jìn)行測(cè)井工作，目的是劃分地層巖性與含水層較好位置。

4.1.1 自然伽馬測(cè)井

本工作區(qū)第四系中，當(dāng)?shù)貙幽噘|(zhì)含量較高時(shí)，顆粒吸附的放射性同位素元素（有些地層可能是放射性礦物含量高的層—放射性礦藏）較多，所以粘土、粉質(zhì)粘土自然伽馬測(cè)井值一般相對(duì)較高；當(dāng)?shù)貙由昂枯^多，或者砂礫較大時(shí)，顆粒吸附的放射性同位素也相對(duì)較少，一般表現(xiàn)為自然伽馬測(cè)井值相對(duì)較低。通過對(duì)比測(cè)井曲線隨深度變化情況，可劃分出砂層較好段。

4.1.2 自然電位測(cè)井

在井內(nèi)，當(dāng)?shù)貙铀}濃度和鉆井液含鹽濃度不同時(shí)，引起離子的擴(kuò)散作用和巖石顆粒對(duì)離子的吸附作用；當(dāng)?shù)貙訅毫εc鉆井液壓力不同時(shí)，在地層空隙中產(chǎn)生過濾作用。這些在井壁附近產(chǎn)生的電化學(xué)過程會(huì)產(chǎn)生自然電動(dòng)勢(shì)，形成自然電場(chǎng)。影響因素自然電位主要因素有地層水和鉆井液濾液含鹽濃度比值、巖性、溫度、地層水和鉆井液濾液含鹽性質(zhì)、地層電阻率、地層厚度、井徑擴(kuò)大和鉆井液進(jìn)入等。endprint

4.1.3 電阻率測(cè)井

本工作區(qū)第四系地層中，黃鐵礦、磁鐵礦等導(dǎo)電性較好的金屬礦物含量極少，故電阻率測(cè)井值主導(dǎo)因素以孔隙率為主。由于砂層或者含砂較高地層孔隙率較低，電阻率測(cè)井值一般情況下高于粘土、粉質(zhì)粘土，因此采用電阻率測(cè)井也能有效劃分出砂層狀況較好段。

4.2 測(cè)井設(shè)備

水文測(cè)井設(shè)備為蒙特生產(chǎn)的Mount Sopris MATRIX便攜式數(shù)字系統(tǒng)，該系統(tǒng)是久經(jīng)考驗(yàn)的、不受天氣影響的超輕便整裝電子儀器。探頭選擇為蒙特Mount SoprisMATRIX便攜式數(shù)字系統(tǒng)配套的自然伽馬、自然電位及電阻率探頭。

4.3 測(cè)井曲線解譯

測(cè)井結(jié)束后，采用Well CAD4.3等軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理、曲線繪制。由EP4測(cè)井曲線圖（圖1）可以看出，自然電位值（SP）在縱向上變化并不大，無法對(duì)滲透率大小進(jìn)行有效比較；105～135m測(cè)井曲線段及180～210m測(cè)井曲線段表現(xiàn)出，低GR值，相對(duì)高電阻率特征，推測(cè)上述對(duì)應(yīng)深度范圍砂層狀況較好，水質(zhì)TDS值較低；60～90m測(cè)井段，GR值較高，同時(shí)電阻率值不具備低電阻率值特征，推測(cè)改測(cè)井段地層含有少量泥質(zhì)結(jié)核。

測(cè)井工作中，工作人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，當(dāng)曲線出現(xiàn)不正常異常時(shí)，技術(shù)人員及時(shí)找出原因，調(diào)整儀器進(jìn)行重新測(cè)量。部分曲線進(jìn)行多次測(cè)量，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。共完成自然伽馬測(cè)井2161.90m，自然電位測(cè)井1133.9m，電阻率測(cè)井2176.5m。

5 結(jié)論

（1）本次水文物探測(cè)井采用自然伽瑪、自然電位、電阻率三種方法測(cè)井，解譯資料與巖樣編錄資料相對(duì)照，尋找較好的含水層段。

（2）項(xiàng)目區(qū)砂層的富水性主要受砂層厚度、粒度、分選性等影響。砂層厚度大、顆粒粗、分選性好的地區(qū)富水性強(qiáng)，反之富水性則弱。本次重點(diǎn)工作區(qū)地下水富水性與砂層分布規(guī)律有著明顯的相關(guān)性，即在砂層厚度大、顆粒相對(duì)較粗的水源地中心地段，單位涌水量一般大于2000m3/（d·m）。

（3）在物探解譯反映電阻率值較低地段，鉆探反應(yīng)砂層厚度稍小，且含有較多的粉土、粉質(zhì)粘土薄層，砂層中泥質(zhì)團(tuán)塊含量也較多的地帶，則富水性相對(duì)較弱，單位涌水量一般小于2000m3/（d·m）。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃祖熹，王玉滿，王玉成. 巴基斯坦中印度河盆地構(gòu)造與層序地層學(xué)研究. 石油勘探與開發(fā)：2005.2：134～139.

[2] 吳良士.巴基斯坦伊斯蘭共和國(guó)地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域成礦.礦床地質(zhì)：2010.2：192～194.

[3] Sayyed Hossein Shah Bukhari. Country Update Paper on Pakistan. Proceedings World Geothermal Congress 2010 Bali， Indonesia， 25-29 April 2010.

[4] A. U.Haq，M.N.Choudhary，J. P. Burg and Ch. M.Majid.. GEOLOGY， SEISMICITY AND SEISMIC RISKS ASSESSMENT OF EASTERN SALT RANGE， PUNJAB – PAKISTAN. Pakistan Journal of Science （Vol. 65 No. 1 March， 2013）.endprint