，

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

1 區(qū)域概況

1.1 地形地貌

新疆伊犁河谷區(qū)北依天山、南瀕伊犁河，地勢北高南低，由西北向南傾斜，地形復雜。經(jīng)歷幾次構(gòu)造抬升，整體有四級夷平面，高程分別為4 000 m、2 800 m、1 500、1 000 m，北部山岳海拔高程在3 500～4 300 m之間；河谷海拔一般在1 000～1 500 m，最低處為南部伊犁河兩岸平原地帶，海拔僅530 m，海拔高差達3 770 m。北部橫臥天山支脈-別珍套山與科古爾琴山，呈西北-南東走向；中部的丘陵地帶溝梁相間，形態(tài)上呈壟狀長崗；南部為山前沖積-洪積傾斜平原及伊犁河沖積平原。據(jù)工作區(qū)地貌形態(tài)成因，總體上可劃分為侵蝕、冰蝕褶皺斷塊山、剝蝕堆積塊狀隆起山和堆積平原三個大地貌單元。

1.2 水文氣象

工作區(qū)具有光照充足、冬夏冷熱懸殊、春溫不穩(wěn)、秋季降溫快、溫度日變化大、干燥少雨等典型的大陸性干旱氣候特點。根據(jù)統(tǒng)計，工作區(qū)每年1月最冷，7月最熱，年平均氣溫9.3℃，由南向東、向北隨著海拔高度的增加，氣溫隨之降低；多年平均最高氣溫16.4℃，多年平均最低氣溫-2.9℃，全年極端最高氣溫40.1℃，極端最低氣溫-42.6℃。工作區(qū)全年無霜期平均為165 d，無霜期一般始于4月中旬，最晚為6月中旬，平均止于9月底。工作區(qū)多年平均降水量218.9 mm左右，多年平均蒸發(fā)量1 401.1 mm，是降水量的6.4倍，6、7月月均降水量最大，分別為29.6 mm和33.5 mm，降雨量由南向北隨緯度增加而增加。工作區(qū)降雪一般發(fā)生于10月至翌年4月，5月和9月個別年份有降雪；積雪平均初日為11月19日，最早為10月5日，最晚為12月22日，平均積雪日數(shù)為94.3 d，最長達133 d，最短為48 d，變化較大；融雪期發(fā)生在每年3-5月，高山區(qū)部分終年積雪。工作區(qū)春秋冬三季盛行東北風，夏季以東南風為主，霍爾果斯一帶春季盛行東北風，夏季為東風，秋冬兩季以北風為主，山區(qū)均為東南風，風速一般21～24m/s。總之，從區(qū)域以后看，氣象要素值隨著高程的變化而又明顯的垂直分帶，隨著高程的增大，氣溫降低，降水量增加，融雪期增加。

1.3 水文地質(zhì)概況

1.3.1 地下水類型

伊犁盆地地下水的形成、運移及賦存受區(qū)內(nèi)地形地貌、地層巖性、氣象水文等諸多因素的影響和制約，山區(qū)、平原區(qū)水文地質(zhì)條件差異很大。地下水的形成、運移及賦存受區(qū)內(nèi)地形地貌、地層巖性、氣象水文等諸多因素的影響和制約，山區(qū)、平原區(qū)水文地質(zhì)條件差異很大。依據(jù)地下水的賦存條件與水力特征，工作區(qū)地下水的類型總體上可分為第四系松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、碳酸巖夾碎屑巖、巖溶裂隙水和基巖裂隙水。

1.3.2 第四系松散巖類孔隙水和承壓水

第四系松散巖類孔隙水和承壓水主要分布在工作區(qū)內(nèi)伊犁河北岸山前沖洪積平原及各較大支流的溝谷中，含水層巖性多為卵石、砂礫石。由北向南順平原傾斜方向或水流方向，礫徑由粗變細；水量由小變大。補給來源主要取決于大氣降水滲入、河渠水滲漏及基巖裂隙水的側(cè)向補給，地下水徑流方向大致為由北東向南西，至伊犁河岸以泉和沼澤的形式排泄。承壓水賦存于潛水含水層之下，巖性多為砂礫石、粗砂、含礫粗砂和中細砂。受上層潛水的逕流補給、河渠水滲漏及基巖裂隙水的側(cè)向補給，地下水徑流總體由北東向南西，多以人為開采形式排泄。

1.3.3 基巖裂隙水和碳酸鹽類裂隙水

基巖山區(qū)以基巖裂隙水和碳酸鹽巖類巖溶裂隙水為主，地下水的主要補給形式為大氣降水、冰雪融化水入滲。在水流切割劇烈的山區(qū)，基巖裂隙水沿斷層和裂隙帶，從高處向低處流動，經(jīng)過短途徑流，在條件適宜處以下降泉的形式溢出地表，排泄于溝谷中。山區(qū)地下水的補給、徑流、排泄相互轉(zhuǎn)化，水交替十分強烈。極高山區(qū)有較豐富的凍結(jié)層水。

2 工作方法及設備

2.1 工作布置

依據(jù)項目設計，本次勘查主要使用連續(xù)電導率成像系統(tǒng)—EH4(音頻大地電磁測深法)進行物探測量工作。EH4是采用人工場和天然場結(jié)合的一種頻率測深方法，俗稱雙源頻率測深，其低頻部分采用天然場，高頻部分(500 Hz以上)采用人工場，經(jīng)驗表明該方法勘探深度一般數(shù)10～1 000 m，可以滿足任務書和設計要求。

2.2 裝置工作參數(shù)的選擇

本次勘查參照使用工作規(guī)范為《可控源聲頻大地電磁法勘探技術規(guī)程》SY/T 5772-2002和《大地電磁測探法技術規(guī)程》(DZT0173-1997)。EH4為本次物探勘查的主要方法，目的在于推斷勘查區(qū)內(nèi)地層巖性，含水層結(jié)構(gòu)等。進入工區(qū)后，物探項目組即開展了EH4采集參數(shù)的實驗工作，對野外噪音水平進行檢測，對收發(fā)距離、電極線長度進行試驗，最終確定野外采集參數(shù)如下：收發(fā)距離300 m，電極長度50 m，迭代次數(shù)不少于16次。

3 資料處理及完成工作量

EH4剖面處理及解釋利用成都理工大學提供的MTsoft2D軟件進行數(shù)據(jù)圓滑、靜態(tài)校正等初步處理后，利用該軟件的反演模塊進行反演，然后利用surfer、CAD等繪圖軟件繪制最終成果圖?？碧近c坐標在野外工作中利用手持GPS進行點位測量，其高程數(shù)值利用Global Mapper軟件通過高程數(shù)字地圖模型進行切取。2015年，完成EH4探測剖面7條、高密度探測剖面2條。累計完成物探點537點，其中EH4 402點，點距0.5 km,高密度135點，點距10 m。累計完成工作量占年度設計工作量的134.2%，全面完成年度下達EH4勘探點400點的工作任務要求；完成EH4質(zhì)量檢查點14點，占全年完成EH4工作量的3.5%，均方根誤差在3.06%～4.87%之間，全區(qū)軍方根誤差為3.483%。物探數(shù)據(jù)采集過程中對當日完成數(shù)據(jù)點曲線質(zhì)量進行了及時評價，定期開展平行試驗工作，有效保證了數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量及儀器控制要求。本次物探儀器工作正常，數(shù)據(jù)采集真實有效。

4 特征剖面選取

A1號剖面位于勘查區(qū)最西端，西臨中-哈國境線。該剖面是在以往(2013-2014年)物探工作的基礎上進行測點加密，點距最終達到500 m。通過本年度及以往工作，A1號剖面南起于烏孫山前，北擴至北部基巖山區(qū)，剖面全長106km,累計完成EH4勘探點193點，其中2015年度完成EH4勘探點94點。

A1號剖面起始于南北兩側(cè)基巖山區(qū)，橫跨整個伊犁河谷地，從南至北依次包含了南部基巖山區(qū)、南部山前礫質(zhì)帶、伊犁河南部細土平原區(qū)、伊犁河北部沙漠區(qū)及細土平原區(qū)、北部山前礫質(zhì)帶及北部基巖山區(qū)等較完整的水文地質(zhì)、地貌單元。由于該剖面毗鄰中哈國境線，其勘探結(jié)果對于了解分析我國地下水向哈薩克斯坦的流出、補給存在重要意義。

2013年～2014年，在A1號剖面附近累計完成鉆孔5孔，依次分布于剖面南部礫質(zhì)帶、中部細土平原區(qū)及北部山前礫質(zhì)帶，鉆孔孔深250～500 m，較清晰的揭露了區(qū)內(nèi)第四系覆蓋層地層巖性、厚度及結(jié)構(gòu)，為A1號剖面的推斷解釋提供了較全面的基礎資料。

綜上，在分析利用區(qū)內(nèi)測井資料的基礎上，選取A1號剖面作為本次物探勘查工作的特征剖面加以綜合分析和利用，有利于了解區(qū)內(nèi)地層巖性的地球物理特征，進而對區(qū)內(nèi)其他物探剖面進行推斷解釋。

5 特征剖面的推斷解釋

從A1號剖面電阻率等值線圖可以看出，A1號剖面在水平方向上電性變化特征明顯，主要表現(xiàn)為高阻-低阻-中高阻-高阻-低阻的變化特征，依次對應于南部基巖山區(qū)-山前礫質(zhì)帶—中部細土平原區(qū)(沙漠區(qū))-北部山前礫質(zhì)帶-北部基巖山區(qū)等地質(zhì)、地貌特征；在垂直方向上電性變化特征同樣明顯，在南北兩側(cè)主要表現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征，中部平原區(qū)(沙漠帶)則表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征，電性特征的變化顯示了地層結(jié)構(gòu)、巖性在垂直方向上的變化?，F(xiàn)結(jié)合鉆孔資料，對A1號剖面分段進行分析如下：

5.1 剖面南段

如圖1所示，該圖顯示了A1號剖面0-75號點之間的電阻率斷面圖，主要反映了南部基巖山區(qū)至伊犁河南岸細土平原區(qū)之間的地電變化情況。從該電性剖面可以看出，A1號剖面南段電阻率值范圍在0～200 Ω·m之間變化，電性特征在水平方向和垂直方向上均表現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征。

在該剖面22、34號點處，收集到我單位于2014年度完成的鉆孔兩眼，分別為KT37、KT14號鉆孔。KT37號鉆孔孔深243 m,其中0～146 m揭露顯示為單一砂礫石地層，146～207 m揭露顯示為含土含礫石地層；207～232 m揭露顯示為粘土、含礫粘土地層，232～243 m揭穿第四系覆蓋層，基底巖性為新近系泥巖。KT14號鉆孔孔深300 m,其中0～165 m揭露顯示為單一砂礫石地層，165～300 m揭露顯示為砂礫石、含土砂礫石互層結(jié)構(gòu)，該孔未揭穿第四系覆蓋層。從鉆孔揭露情況顯示，A1號南部第四系覆蓋層地層巖性及埋藏順序主要為砂礫石地層、含土含礫地層及粘土、粘土含礫互層。

通過鉆孔資料與地電斷面圖對比分析，可以發(fā)現(xiàn)以80 Ω·m電阻率等值線(如圖1紅色實線)能夠較清晰的劃分第四系砂礫石地層的底部界限，以40 Ω·m電阻率等值線(如圖1黃色實線)能夠較清晰的劃分第四系含土含礫地層的底部界限，以25 Ω·m電阻率等值線(如圖1黑色實線)能夠較清晰的劃分第四系粘土、粘土含礫地層的底部界限，該等值線同時可以作為第四系覆蓋層的底板界限。在該剖面南側(cè)水平方向上，存在明顯的電性梯度變化帶，以25 Ω·m等值線(如圖1紅色虛線)劃分南部山區(qū)基巖界限，推斷該處存在一南向北的斷層。

綜上所訴，對A1號剖面南部地層結(jié)構(gòu)推斷解釋結(jié)果如下：

ρ11第四系砂礫石地層，電阻率值在80～200 Ω·m之間；

ρ12第四系含土含礫層，電阻率值在40～80 Ω·m之間；

ρ13第四系粘土、粘土含礫石地層，電阻率值在25～40 Ω·m之間；

N11新近系泥巖地層，電阻率值在0～25 Ω·m之間；

C11石炭系花崗巖地層，電阻率值在35～200 Ω·m之間。

圖1 A1號剖面南段地電斷面等值線圖(0-75號之間)

5.2 剖面北段

如圖2所示，該圖顯示了A1號剖面165-208號點之間的電阻率斷面圖，主要反映了霍爾果斯市62團團部至北部基巖山區(qū)之間的地電變化情況。從該電性剖面可以看出，A1號剖面北段電阻率值范圍在0～400 Ω·m之間變化，電性特征在水平方向和垂直方向上均表現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征。

在該剖面175、182、185號點處，收集到鉆孔兩眼，分別為X97、ZK1、X118號鉆孔。X97號鉆孔孔深185 m, ZK1號鉆孔孔深250 m，X118號鉆孔孔深178 m,揭露巖性均為單一的卵礫石地層。三眼鉆孔均未揭穿第四系覆蓋層。

通過鉆孔資料及剖面南部推斷解釋結(jié)果與北側(cè)地電斷面圖對比分析，可以發(fā)現(xiàn)以80 Ω·m電阻率等值線(如圖2紅色實線)能夠較清晰的劃分第四系砂礫石地層的底部界限，以40 Ω·m電阻率等值線(如圖2黃色實線)能夠較清晰的劃分第四系含土含礫地層的底部界限，以25 Ω·m電阻率等值線(如圖2黑色實線)能夠較清晰的劃分第四系粘土、粘土含礫地層的底部界限，該等值線同時可以作為第四系覆蓋層的底板界限。在該剖面北側(cè)水平方向上，存在明顯的電性梯度變化帶，以25 Ω·m等值線(如圖2紅色虛線)劃分北部山區(qū)基巖界限，推斷該處存在北向南的斷層。

綜上所訴，對A1號剖面北部地層結(jié)構(gòu)推斷解釋結(jié)果如下：

ρ11第四系砂礫石地層，電阻率值在80～200 Ω·m之間；

ρ12第四系含土含礫層，電阻率值在40～80 Ω·m之間；

ρ13第四系粘土、粘土含礫石地層，電阻率值在25～40 Ω·m之間；N11新近系泥巖地層，電阻率值在0～25 Ω·m之間；

圖2 A1號剖面北段地電斷面等值線圖(165-208號之間)

5.3 剖面中段

如圖3所示，該圖顯示了A1號剖面中段75-168號點之間的電阻率斷面圖，主要反映了伊犁河南岸至霍爾果斯市62團團部之間的地電變化情況。結(jié)合我單位2013-2014年度在該區(qū)域開展物探工作所所取得的工作認識，該處第四系厚度較大，第四系厚度在400～600 m，采用EH4高頻探頭獲取的勘探深度已不足以揭穿第四系覆蓋層，因此在2014年度我單位在該區(qū)域補充開展了EH4低頻探頭數(shù)據(jù)采集，有效勘探深度可達1 000～1 200 m,結(jié)果表明通過使用EH4低頻探頭進行勘查，可以揭穿第四系覆蓋層，了解基底起伏形態(tài)。分別顯示了EH4高、低頻探測結(jié)果，其中低頻探頭反演深度1 000 m，高頻探頭反演深度600～700 m。從高、低頻反演結(jié)果可以看出，A1號剖面中段電性特征在水平方向上主要表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征，在垂直方向上則顯示為高阻-低阻或低阻-高阻-低阻的變化特征。電性特征在水平、垂直方向上的變化，表明了地層巖性在水平和垂直方向上的變化。

從該電性剖面可以看出，A1號剖面中段電阻率值范圍在0～250 Ω·m之間變化，電性特征在水平方向表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征，在垂直方向上表現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征，局部表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征。EH4低頻探測結(jié)果從斷面圖垂直方向上可以看見明顯的高阻電性層-過渡帶電性層-低阻電性層的電性層變化，而從圖4的EH4高頻探測結(jié)果則電性分層不明顯。

在該剖面91、134號點處，收集到我單位于2014年度完成的鉆孔兩眼，分別為ZK3、KT12號鉆孔。ZK3號鉆孔孔深300 m, ZK12號鉆孔孔深500m,兩眼鉆孔均未揭穿第四系覆蓋層。從鉆孔揭露結(jié)果顯示，該段地層巖性主要為中細(粗)砂地層夾粉土、粘土、礫石薄層。其中粉土、粘土及礫石層厚度較小，在0至數(shù)米之間，中細砂(粗砂)地層厚度在十幾米至數(shù)十米之間，且多以互層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。

通過鉆孔資料及地電斷面圖對比分析，以80 Ω·m電阻率等值線(如圖3紅色實線)劃分第四系砂礫石地層的底部界限，以60 Ω·m電阻率等值線(圖3藍色實線)劃分中細砂夾粉土地層的底部界限，以40 Ω·m電阻率等值線(圖3黃色實線)第四系中細砂夾礫石地層的底部界限，以25Ω·m電阻率等值線(圖3黑色實線)劃分第四系中細砂夾粘土地層的底部界限，該等值線同時可以作為第四系覆蓋層的底板界限。綜上所訴，對A1號剖面中段地層結(jié)構(gòu)推斷解釋結(jié)果如下：

ρ11第四系砂礫石地層，電阻率值在250～80 Ω·m之間；

ρ14第四系中細砂夾粉土地層，電阻率值在60～80Ω·m之間；

ρ15第四系中細砂夾礫石地層，電阻率值在40～60 Ω·m之間；

ρ16第四系中細砂夾粘土地層，電阻率值在25～40 Ω·m之間；

ρ17第四系粉土、粉細砂地層，電阻率值在20～35 Ω·m之間；

N11新近系泥巖地層，電阻率值在0～25 Ω·m之間。

(75-168號之間，上圖為高頻探頭探測結(jié)果，下圖為高頻探頭探測結(jié)果)

圖3 A1號剖面中段地電斷面等值線圖

6 剖面推斷與解釋

通過對A1號特征剖面進行分析，結(jié)合勘查區(qū)內(nèi)取得的工作成果和認識，對本次物探剖面推斷解釋如下：

6.1 A1號剖面推斷解釋

A1號剖面沿南北向布設，位于勘查區(qū)西側(cè)，毗鄰中哈國境線，該剖面原點距1 km，經(jīng)2015年度加密后點距500 m。剖面累計完成EH4勘探點193點,其中2015年度完成94點。

A1號剖面地電斷面電阻率值在10～400 Ω·m之間，電阻率變化特征在水平方向上和垂直方向上均變化明顯，在垂直方向上表現(xiàn)為高阻-低阻-高阻-低阻的變化特征，在水平方向上則主要變現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征，局部表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征。通過分析電阻率值在空間上的變化再結(jié)合區(qū)內(nèi)鉆孔、地質(zhì)資料，能夠推測區(qū)內(nèi)地層巖性，劃分地層界限。

從A1號剖面推斷解釋成果圖可以看出，其第四系覆蓋層主要分布在南北兩側(cè)山前礫質(zhì)平原區(qū)和中部細土平原區(qū)(沙漠段)，第四系覆蓋層的厚度在0～700 m。

6.2 A2號剖面推斷解釋

A2號剖面沿南北向布設，位于霍爾果斯口岸東側(cè)，2015年度在已有資料的基礎上對A2-152號點至A2-194號點之間進行加密，點距500 m,加密后A2號剖面點距500～1 000 m,剖面總長度為102 km,EH4點數(shù)123點，其中2015年度完成22點。2號剖面地電斷面電阻率值在10～460 Ω·m之間，電阻率變化特征在水平方向上和垂直方向上均變化明顯，在水平方向上表現(xiàn)為高阻-低阻-高阻-低阻的變化特征，在垂直方向上則主要變現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征，局部表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征。A2號剖面附近收集到鉆孔三眼，分別為KT38、X207、X64，其中KT30號孔為我單位于2014年度完成，孔深200 m,揭露巖性為砂礫石，局部夾含土含礫薄層，X207、X64號孔為收集鉆孔，孔深分別為123 m、130 m,揭露巖性為粘土、礫石等互層結(jié)構(gòu)。通過分析電阻率值在空間上的變化再結(jié)合區(qū)內(nèi)鉆孔、地質(zhì)資料，能夠推測區(qū)內(nèi)地層巖性，劃分地層界限。從A2號剖面推斷解釋成果圖可以看出，其第四系覆蓋層主要分布在南北兩側(cè)山前礫質(zhì)平原區(qū)和中部細土平原區(qū)(沙漠段)，第四系覆蓋層的厚度在0～740 m之間。

6.3 A3號剖面推斷解釋

A3號剖面沿南北向布設，該剖面為2015年度新布設剖面，點距500 m,剖面總長度為21.9 km,EH4點數(shù)45點。A3號剖面地電斷面電阻率值在10～460 Ω·m之間，電阻率變化特征在水平方向上不明顯，在垂直方向上則主要變現(xiàn)為高阻-低阻的變化特征，局部表現(xiàn)為低阻-高阻-低阻的變化特征。A3號剖面附近分布有大量的機民井，井深大多在100～150 m之間。由于深度有限、鉆孔資料不全且地層描述雜亂，利用價值不大。通過分析電阻率值在空間上的變化再結(jié)合區(qū)內(nèi)鉆孔、地質(zhì)資料，能夠推測區(qū)內(nèi)地層巖性，劃分地層界限。從A3號剖面推斷解釋成果圖可以看出，其第四系覆蓋層的厚度在270～450 m之間。

7 結(jié)語

(1)通過與鉆孔資料對比驗證顯示，EH4方法在該地區(qū)抗干擾能力強、信噪比大，曲線完整圓滑，分層能力較強，數(shù)據(jù)采集質(zhì)量高，適宜于本測區(qū)水文地質(zhì)勘探。利用EH4低頻探頭開展低頻探測，有效勘探深度可達1 000 m,能夠查明勘查區(qū)內(nèi)伊犁河以南的大厚度第四系覆蓋層。

(2)選取區(qū)內(nèi)地層巖性相對簡單且具有代表性的鉆孔，并對其測井曲線進行統(tǒng)計，分析歸納出區(qū)內(nèi)主要地層巖性的電性特征，其結(jié)果與特征剖面分析推斷結(jié)果基本一致，利用剖面特征分析獲取的地層電性特征可以作為剖面成果推斷解釋的依據(jù)。

(3)通過本次物探工作查明了區(qū)內(nèi)地層電性變化特征，推斷解釋了第四系覆蓋層巖性及其厚度，有效指導了區(qū)內(nèi)鉆孔布設工作。尤其對霍爾果斯市格干村甲朗阿西牧業(yè)隊及伊車噶善鄉(xiāng)補充開展物探高密度及EH4勘查工作，了解其覆蓋層地層結(jié)構(gòu)，為鉆孔的布置提供了有力的依據(jù)，解決了當?shù)亻L期以來飲用水困難的問題，具有十分重大的社會意義。

(4)勘查區(qū)內(nèi)第四系厚度在50～750 m之間，整體表現(xiàn)為南厚北薄的特點。通過繪制小馬扎幅及老霍城幅平面成果圖，充分了解其第四系覆蓋層厚度及基底標高的變化和分布特征。

[1]新疆地質(zhì)工程勘察院. 新疆伊犁河谷霍城-霍爾果斯口岸水文地質(zhì)調(diào)查項目物探工作成果報告[R].2015.9.