李榮亮, 曹自才, 朱彥龍, 蘇海倫， 段 凱

(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院， 蘭州 730050)

0 引言

水是地球上最重要和最寶貴的自然資源之一，但其分布是不均勻的。人類需要的淡水中有95%以上來自地下水，地下水在人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)揮了重要作用。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)水資源的需求量日趨增大，水資源的短缺已成為制約國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素[1]，因此地下水的勘查是目前和今后十分迫切的任務(wù)。在地下水勘查過程中，物探工作發(fā)揮著越來越重要的作用。縱觀國、內(nèi)外找水實(shí)踐、研究，電法是尋找地下水資源行之有效地球物理勘查方法，具體方法有電阻率法、激電法、瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁法、核磁共振法等，測(cè)量、研究參數(shù)主要有視電阻率、視極化率、自然電位、半衰時(shí)、衰減度、偏離度等多種參數(shù)[2-6]。在眾多物探找水方法中，激電法采集參數(shù)豐富，可以依據(jù)具體找水地質(zhì)條件和任務(wù)目的要求選擇最為有效、可靠的參數(shù)進(jìn)行綜合分析和研究，以取得理想的找水效果。因此多參數(shù)激電測(cè)深法是行之有效、應(yīng)用廣泛的找水方法。

李金銘教授[7-8]提出了激電找水新參數(shù)—偏離度，認(rèn)為其抗干擾能力強(qiáng)，與含水量的相關(guān)性好，在激電找水工作中具有實(shí)用價(jià)值[7-8];陸云祥等[12]綜述我國多參數(shù)激電測(cè)深找水應(yīng)用成果，通過應(yīng)用實(shí)例表明“多參數(shù)直流激電測(cè)深這一傳統(tǒng)的地球物理勘查方法在地下水勘查中仍具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)”；許艷等[9]以激電測(cè)深半衰時(shí)為重點(diǎn)研究參數(shù)，在東平山丘區(qū)找水中的工作中取得較好的應(yīng)用效果；蘇永軍等[10]利用高密度電阻率法、高密度電阻率法與激發(fā)極化對(duì)稱四極測(cè)深組合在水文地質(zhì)條件復(fù)雜的松散層和基巖干旱地區(qū)勘查地下水取得成功應(yīng)用。

筆者論述探討了在甘肅清水溝地下水勘查定井位過程中，高密度電阻率法和激電測(cè)深組合方法的應(yīng)用效果，就激電測(cè)深主要電性參數(shù)在找水工作中的意義進(jìn)行了深入分析和研究。 利用該電法組合在本勘查區(qū)取得了較好的應(yīng)用效果，找到了目標(biāo)含水層，即基巖裂隙水，找水定井工作取得成功。

圖1 清水河一帶水文地質(zhì)圖Fig.1 Hydrogeological map of Qingshui river area

1 勘查區(qū)水文地質(zhì)及地球物理特征

1.1 水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)地下水可分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類。

1.1.1 松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水賦存于第四系中，可進(jìn)一步劃分為河谷潛水和溝谷潛水。溝谷潛水主要分布于清水溝溝谷中，含水層為沖洪積砂礫卵石，底部的板巖、砂巖為其隔水底板。溝谷潛水的富水性縱向上一般自溝谷上游至下游，含水層厚度逐漸變厚，富水性逐漸增強(qiáng)；橫向上溝谷中部含水層厚度較大，富水性較強(qiáng)，往兩側(cè)含水層變薄，富水性減弱。溝谷上游含水層厚度一般小于0.5 m，單井涌水量小于100 m3/d；中下游含水層厚度逐漸變?yōu)?.5 m ～2.5 m，單井涌水量為100 m3/d ～1 000 m3/d；溝谷潛水的補(bǔ)給來源主要是溝谷地表水、大氣降水的入滲補(bǔ)給，其次為基巖裂隙水的入滲，地下水徑流方向大致由北西向南東徑流，且在不同地段與地表水相互轉(zhuǎn)化，排泄方式主要有溢出、潛流、蒸發(fā)等。溝谷潛水水質(zhì)良好，水量較大。

河谷潛水主要賦存于大夏河漫灘及其一、二級(jí)階地砂礫卵石層，地下水位埋深較淺，一般埋深1 m ～3 m，含水層厚度為5 m ～30 m，單井涌水量為500 m3/d～1 000 m3/d，富水性較強(qiáng)，水質(zhì)良好，溶解性總固體小于1 000 mg/L。河谷潛水主要接受大夏河地表水的入滲補(bǔ)給，其次為兩側(cè)基巖裂隙水及大氣降水的入滲補(bǔ)給，自南西向北東徑流，排泄方式主要是蒸發(fā)、潛流，局部為開采。

1.1.2 基巖裂隙水

基巖裂隙水大面積分布于普查區(qū)及其外圍，賦存于下三疊統(tǒng)果木溝組砂巖、板巖層間裂隙及風(fēng)化裂隙，以及燕山期花崗巖體中。該類水的形成往往與裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)，在斷裂附近裂隙發(fā)育程度較好，富水性較強(qiáng)，其余地段富水性較弱。如清水溝上游的協(xié)多喀-清水溝逆沖斷層，斷距達(dá)300 m ～800 m，達(dá)里加寧阿-措爾更瑪張扭性斷層，斷距達(dá)400 m ～1 000 m。這些斷層兩側(cè)均為花崗巖或砂巖等碎性巖石，巖體破碎強(qiáng)烈，破碎帶寬度較大，地下水賦水、導(dǎo)水性條件良好，從而為地下水的儲(chǔ)存和運(yùn)移提供了良好的空間，“帶狀富水”特征十分明顯。

基巖裂隙水主要接受大氣降水的滲入補(bǔ)給，自地形高處向低處徑流、沿?cái)鄬悠扑閹搅鳎蛴錾钋械臏瞎葧r(shí)以泉的形式排泄，一般泉水流量在0.1 L/s ～3.0 L/s，地下徑流模數(shù)3 L/s·km2～6 L/s·km2或6 L/s·km2～9 L/s·km2?；鶐r裂隙水(斷裂脈狀水除外)動(dòng)態(tài)主要隨降水的變化而變化，一般滯后降水15 d～30 d。其水質(zhì)優(yōu)良，溶解性總固體小于1 000 mg/L。斷裂脈狀水動(dòng)態(tài)受降水變化影響較小，流量相對(duì)較穩(wěn)定。

1.1.3 地下水的補(bǔ)、排、徑流特性

補(bǔ)給：主要為大氣降雨補(bǔ)給，其次為地表水的滲入。

徑流：地下水主要由西往東，徑流方向大致與河流方向平行。

排泄：主要為泉、蒸發(fā)和人工開采。在溝谷切割較深部位，多以泉及分散滲流的形式排入溪溝，匯集到清水河，流出區(qū)外至大夏河(圖1)。

本次電法找水目標(biāo)含水層為基巖裂隙水。從上述論述可見，該區(qū)水文地質(zhì)條件優(yōu)越，水資源豐富,補(bǔ)給充足,地下水勘查前景較好。但是勘查井位的確定、含水層位的劃分是本次工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是水文地質(zhì)工作不能較好解決的問題。因此，物探方法能否在該項(xiàng)目中成功應(yīng)用就成為了整個(gè)工作的關(guān)鍵。眾多物探方法中高密度電阻率法效率高，信息豐富，解釋方便，可以大致劃分出第四系和基巖，推斷第四系及基巖賦水特征；激發(fā)極化法具有不受地形起伏及圍巖電性不均勻性影響的特點(diǎn)，對(duì)賦水帶及其埋深反映較為直接[11-14]。根據(jù)上述分析，認(rèn)為完全有必要在該項(xiàng)目投入物探工作，綜合分析研究各種電性參數(shù)，為勘查井位的確定提供依據(jù)。

1.2 地球物理特征

不同的巖(礦)石具有不同的電阻率，這是電阻率法勘探的前提條件。本次地下水電法勘查中對(duì)主要巖性，實(shí)地選擇較好露頭，利用對(duì)稱小四極法測(cè)定其視電阻率、視極化率及其他電性參數(shù)；同時(shí)，采集物性標(biāo)本，進(jìn)行室內(nèi)物性測(cè)量，綜合分析各種巖性電性特征，為解釋工作提供依據(jù)。

勘查區(qū)內(nèi)出露巖性除第四系外，主要是三疊紀(jì)果木溝組(T1g)灰色、灰黑色及灰綠色鈣泥質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖夾中厚層灰?guī)r和石關(guān)組(P3sh)粉砂質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、絹云母板巖，其電阻率特征見表1。

通過物性測(cè)定和統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)主要巖性物性特征為：

1)第四系沖洪積層電性特征：①視電阻率變化范圍為306.47 Ω·m ～464.13 Ω·m，平均值為384.82 Ω·m，在本區(qū)屬中高阻；②視極化率的變化范圍為0.70%～1.12%，平均值為1.01%，在本區(qū)屬中低極化率；③半衰時(shí)的變化范圍為0.50 s～0.88 s，平均值為0.80 s，屬中低半衰時(shí)特征；④偏離度的變化范圍為7.11%～11.31%，平均值為9.18%，屬高偏離度。

表1 勘查區(qū)主要巖石和沉積物的電阻率特征

2)碎板巖夾雜填土電性特征：①視電阻率變化范圍為605.52 Ω·m ～707.22 Ω·m，平均值為650.37 Ω·m，在本區(qū)屬高阻；②視極化率的變化范圍為0.95%～1.06%，平均值為0.96%，在本區(qū)屬中低極化率；③半衰時(shí)的變化范圍為0.74 s～1.00 s，平均值為0.85 s，屬中低半衰時(shí)特征；④偏離度的變化范圍為5.48%～12.76%，平均值為8.84%，屬高偏離度。

3)混雜堆積層(礫石、轉(zhuǎn)石、黃土)的電性特征：①視電阻率變化范圍為325.06 Ω·m ～619.79 Ω·m，平均值為487.42 Ω·m，在本區(qū)屬中高阻；②視極化率的變化范圍為0.95%～1.02%，平均值為0.99%，在本區(qū)屬中低極化率；③半衰時(shí)的變化范圍為：0.72 s～0.86 s，平均值為0.79 s，屬低半衰時(shí)特征；④偏離度的變化范圍為8.18%～12.48%，平均值為10.38%，屬高偏離度。

4)粉砂巖電性特征：粉砂巖是本勘查區(qū)最主要的巖性，因此對(duì)粉砂巖電性參數(shù)測(cè)定時(shí)采用了露頭測(cè)定和物性標(biāo)本測(cè)定兩種方法，再綜合分析其電性特征(表2、表3)。

綜合露頭和標(biāo)本物性測(cè)量，粉砂巖的電性特征為：①視電阻率變化范圍為17.91 Ω·m ～784.77 Ω·m，平均值為422.68 Ω·m，在本區(qū)屬中高阻；②視極化率的變化范圍為0.15%～2.4%，平均值為1.09%，在本區(qū)屬中低極化率；③半衰時(shí)的變化范圍為0.50 s～0.86 s，平均值為0.73 s，屬中低半衰時(shí)特征；④偏離度的變化范圍為1.97%～16.55%，平均值為10.56%，屬高偏離度。

通過上述物性測(cè)量工作，砂巖、板巖是本勘查區(qū)形成相對(duì)高阻區(qū)的主要巖性，由于測(cè)區(qū)雨水豐沛，地表淺部地層往往富含水份，所以植被覆蓋區(qū)主要表現(xiàn)為低阻特征。斷裂破碎因其間填充有大量的雜填土、碎石等，形成極多的富含水份的裂隙，因而也表現(xiàn)為低阻特征。

表2 粉砂巖電性特征統(tǒng)計(jì)(露頭測(cè)定)

表3 粉砂巖電性特征統(tǒng)計(jì)(室內(nèi)標(biāo)本)

2 方法概述

2.1 高密度電阻率法

高密度電阻率法是一種以地下介質(zhì)體的電阻率差異為地球物理前提，用直流電阻率法的陣列形式進(jìn)行二、三維地電斷面測(cè)量的電阻率勘查技術(shù)[15-17]。該方法成本低，效率高，信息豐富，解釋方便，可以大致劃分出第四系和基巖，推斷第四系及基巖賦水特征。因此，該方法在本次地下水勘查中應(yīng)用較多，發(fā)揮了重要作用。

2.2 激電測(cè)深

激發(fā)極化法是以巖礦石之間的導(dǎo)電性和激發(fā)極化特性差異為基礎(chǔ)，通過研究人工建立的激發(fā)極化場(chǎng)的特性來解決地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。激發(fā)極化法具有不受地形起伏及圍巖電性不均勻性影響的特點(diǎn)，對(duì)賦水帶及其埋深反映較為直接。激電法找水除與激電法找礦所利用的表征巖礦石激發(fā)極化強(qiáng)弱的參數(shù)極化率(η)和表征巖礦石導(dǎo)電性好壞的參數(shù)電阻率(ρ)以外，還有表征巖礦石激發(fā)極化放電快慢的參數(shù)半衰時(shí)(Th)、衰減度(D)，以及表征含水巖石實(shí)測(cè)放電曲線與直線方程的偏離程度的參數(shù)偏離度(R)等。實(shí)踐和研究均表明，地層含水性越好二次場(chǎng)電位衰減越慢，因此目前找水最常利用的激電參數(shù)是視極化率(ηs)和半衰時(shí)(Th)。但是利用激發(fā)極化法找尋地下水時(shí)，常規(guī)的激電強(qiáng)度參數(shù)視極化率(ηs)往往與地下含水情況的關(guān)系并不密切，其變化通常較為平緩，在含水層視極化率也并不一定出現(xiàn)高極化率異常，因此利用視極化率并不能較好地區(qū)分含水層。通常在含水層視極化率會(huì)有較小的、不明顯地跳動(dòng)。激電半衰時(shí)(Th)和衰減度(D)反映了巖礦石放電的快慢，特別是半衰時(shí)，其值與地層含水情況呈正相關(guān)。衰減度的變化一般較小，其與地層含水情況亦呈正相關(guān)。

本次勘查工作中重點(diǎn)分析和利用了偏離度這一激電找水新參數(shù)。偏離度反映的是含水巖石實(shí)測(cè)放電曲線與直線方程的偏離程度，其值的大小與地層含水性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即含水量加大時(shí)衰減曲線偏離于“理想曲線”的程度變小。由于該參數(shù)計(jì)算時(shí)利用了放電曲線的全部數(shù)據(jù)，故其抗干擾的能力較強(qiáng)。實(shí)踐表明，在反映含水層能力方面與其他參數(shù)相比，偏離度更具可靠性[16]。

3 成果解釋

高密度電阻率法高效快捷，在前期斷裂構(gòu)造查證中發(fā)揮了重要作用。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)及物探前期查證情況，首先確定了重點(diǎn)工作區(qū)。在該重點(diǎn)工作區(qū)布置“井”字型高密度電法剖面，目的是對(duì)相鄰剖面電性特征相互佐證，以便更好的確定有利的成井位置(圖2)。在大致確定好成井位置后，在“井”字型剖面內(nèi)部布置激電測(cè)深點(diǎn)，進(jìn)一步了解賦水特征。

圖2 高密度電法“井”字型剖面及激電測(cè)深點(diǎn)位示意圖Fig.2 Sketch map of the “#” profile section of high density resistivity method and IP sounding point

3.1 高密度電阻率法

3.1.1 高密度電法2線

高密度電阻率法2線(圖3)中部約220 m ～240 m處視電阻率等值線明顯密集擠壓，視電阻率值由高阻向中低阻快速過渡，形成強(qiáng)梯度帶。以此梯度帶為界，其南部總體表現(xiàn)為中-高阻特征，其北部總體呈中-低阻特征。剖面南部0 m～150 m區(qū)間淺部(約0 m～30 m)視電阻率等值線基本呈水平層狀分布，表現(xiàn)為低阻特征；320 m以北總體表現(xiàn)為低阻特征，僅在350 m以北的淺部出現(xiàn)多個(gè)形狀各異的中低阻值區(qū)。

剖面約230 m處存在較為明顯的物性界線，經(jīng)調(diào)查，其南部是向北傾斜的砂巖，北為第四系沖洪積。在約330 m和410 m處視電阻率等值線垂向展布，低值凹陷特征明顯，推斷在這兩個(gè)位置存在含水破碎帶。綜合推斷2線第四系厚度約為0.3 m～15 m，中部260 m～340 m間相對(duì)較厚，局部可達(dá)20 m，下伏基巖主要為粉砂巖(圖5)。

3.1.2 高密度電法10線

10線(圖4)南部0 m～60 m淺部表現(xiàn)為中高阻特征，中深部視電阻率值有所下降。60 m～180 m淺部-中深部地形上凸，為低阻特征；120 m中深部視電阻率等值線密集、陡立，有擠壓現(xiàn)象，表現(xiàn)為低阻～中阻特征，在該低阻區(qū)兩側(cè)有陡立的高阻區(qū)，視電阻率等值線有明顯的擠壓特征。160 m～300 m間淺部-中深部表現(xiàn)為中高阻特征，其下為一向北傾斜的帶狀低阻區(qū)，再往下為一向北傾斜的帶狀中高阻區(qū)，底部為中～低阻特征。300 m～420 m總體表現(xiàn)為低阻～中阻特征，特別是在中深部-深部呈向南傾斜的梯形低阻區(qū)。420 m以北總體表現(xiàn)低阻和中低阻特征，在底部視電阻率值有所增大。

根據(jù)10線上述電性特征，推斷160 m處存在斷層，其南淺部主要為第四系混雜堆積層，中至深部為板巖夾中厚層砂巖。160 m～300 m間淺部～中深部表現(xiàn)為中高阻特征，推斷為板巖夾砂巖，局部裂隙發(fā)育。300 m～420 m間存在較寬的斷裂破碎帶。綜合推斷10線第四系厚度為0.3 m～30 m：80 m～160 m間局部可達(dá)20 m；160 m～320 m間一般為0.3 m～5 m；320 m～400 m間最厚可達(dá)20 m。基巖巖性主要為粉砂巖(圖6)。

圖3 高密度電阻率法2線視電阻率ρs斷面圖Fig.3 Apparent resistivity profile of high density resistivity method,No.2 line

圖4 高密度電阻率法2線地質(zhì)解釋Fig.4 Geological inference of high density resistivity method,No.2 line

圖5 高密度電阻率法10線視電阻率ρs斷面圖Fig.5 Apparent resistivity profile of high density resistivity method,No.10 line

圖6 高密度電阻率法10線地質(zhì)解釋Fig.6 Geological inference of high density resistivity method,No.10 line

圖7 激電測(cè)深多參數(shù)曲線圖Fig.7 Multi-parameter curve of IP sounding(a)160號(hào)點(diǎn)多參數(shù)曲線圖;(b)180號(hào)點(diǎn)多參數(shù)曲線圖;(c)200號(hào)點(diǎn)多參數(shù)曲線圖;(d)220號(hào)點(diǎn)多參數(shù)曲線圖

高密度電法13線與2線間隔40 m，其電性特征與2線基本一致；12線與10線間隔80 m，其電性特征與10線基本一致。

通過“井”字型剖面，同方位電法剖面電性特征進(jìn)行相互對(duì)比印證，不僅證明高密度電阻率法剖面勘查成果是可靠的，同時(shí)利用“井”字型剖面內(nèi)部“□”圈定找水重點(diǎn)區(qū)域，為激電測(cè)深工作提供了有利靶區(qū)。

3.2 激電測(cè)深

在充分研究勘查區(qū)區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)等資料后，確定了“多參數(shù)綜合研究”的找水思路。在高密度電法確定的重點(diǎn)區(qū)域布置激電測(cè)深點(diǎn)5個(gè)，編號(hào)為160、180、200、220和240(圖2)。本次激電測(cè)深采集和分析的主要參數(shù)有：視極化率(ηs)、視電阻率(ρs)、半衰時(shí)(Th)和偏離度(R)。

3.2.1 測(cè)深點(diǎn)多參數(shù)曲線特征及分析

1)160號(hào)點(diǎn)。160號(hào)測(cè)深點(diǎn)(圖7)視電阻率ρs曲線在AB/2=1.5 m～12 m間呈上升態(tài)，并且在AB/2=12 m時(shí)有極大值，其值為650 Ω·m；然后總體呈下降趨勢(shì)，但在下降過程中起伏波動(dòng)明顯。視極化率ηs在AB/2=1.5 m～6 m間迅速下降，AB/2=6 m出現(xiàn)極小值，其值為1.09%；AB/2=6 m～450 m間曲線緩慢攀升，AB/2=80 m～450 m，曲線有較小的起伏；AB/2=400 m處出現(xiàn)極大值ηs=2.47%。半衰時(shí)Th隨AB/2由小到大，其值在起伏跳動(dòng)中總體呈上升的趨勢(shì)。偏離度R隨AB/2由小到大，變化趨勢(shì)與半衰時(shí)恰恰相反，在起伏跳動(dòng)中總體呈下降的趨勢(shì)。

2)180號(hào)點(diǎn)。180號(hào)測(cè)深點(diǎn)(圖7)視電阻率ρs曲線在AB/2=1.5 m～30 m間總體上升，并且在AB/2=30 m處有極大值，其值為438 Ω·m；AB/2=30 m～450 m間變化較為平緩，有降有升。視極化率ηs在AB/2=1.5 m～4.5 m間由5%陡降至1%；在AB/2=4.5 m～100 m間由1%緩慢攀升至2%；在AB/2=100 m～450 m間逐漸升高，并在AB/2=120 m～240 m間出現(xiàn)較大的跳動(dòng)。半衰時(shí)Th曲線在AB/2=1.5 m～45 m間緩慢上升，在AB/2=45 m處出現(xiàn)極大值1.78 s；AB/2=45 m～450 m間半衰時(shí)劇烈跳動(dòng)。偏離度R在AB/2=1.5 m～80 m總體呈下降趨勢(shì)，個(gè)別深度處有較小的上升；AB/2=80 m～100 m間偏離度起伏跳動(dòng)極大，推斷是含水地層的表現(xiàn)。

綜合分析上述四個(gè)參數(shù)曲線，在某一深度出現(xiàn)高半衰時(shí)、低偏離度的特征，相應(yīng)深度范圍內(nèi)視電阻率和視極化率均有不同程度的跳動(dòng)，如AB/2=80 m；有的深度僅有高半衰時(shí)或低偏離度的特征，但卻伴有視極化率和視極化率異常，曲線這種異常也是地下巖層含水的表現(xiàn)[18]。

同理，推斷200號(hào)測(cè)深點(diǎn)(圖7)在AB/2=30 m、80 m深度存在含水層，其深度約為15 m和40 m。220號(hào)測(cè)深點(diǎn)在AB/2=80 m處呈典型的高半衰時(shí)、低偏離度的特征，同時(shí)視極化率曲線小幅升高，視電阻率曲線下凹(圖7)，推斷其為一含水層，深度約為40 m。

3.2.2 測(cè)深斷面

激電測(cè)深視電阻率擬斷面圖顯示(圖8(a))，視電阻率總體表現(xiàn)為中阻(<300 Ω·m)和中高阻(300 Ω·m ～600 Ω·m)特征。在AB/2=1.5 m～3 m間視電阻率沿水平方向有較好的分層特征，推斷主要為第四系沖洪積。AB/2=3 m～6 m的深度范圍內(nèi)：160號(hào)點(diǎn)和200號(hào)點(diǎn)視電阻率等值線較為密集，且沿水平方向仍具有較好的成層性；而從200號(hào)點(diǎn)開始視電阻率等值線開始向下發(fā)散、抽稀，沿垂向梯度變小，這說明200號(hào)、220號(hào)和240號(hào)點(diǎn)在AB/2=4.5 m～450 m的深度范圍內(nèi)巖性視電阻率變化不大，巖性單一，認(rèn)為地質(zhì)體相對(duì)完整。160號(hào)點(diǎn)和200號(hào)點(diǎn)在AB/2=6 m～100 m的深度范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)“耳”形的中高阻區(qū)，其在南部(即圖8(a)中左側(cè))未封閉，推斷其巖性為板巖夾中厚層砂巖。

根據(jù)激電測(cè)深視極化率擬斷面圖(圖8(b))，在AB/2=1.5 m～9 m的深度范圍內(nèi)，出現(xiàn)相對(duì)高極化區(qū)，除240號(hào)點(diǎn)外，其他點(diǎn)視極化率等值線極為密集，并且具有一定的水平成層性。AB/2=6 m～45 m的深度范圍內(nèi)，出現(xiàn)一個(gè)基本水平展布的低極化區(qū)，并且該低極化區(qū)北部厚度明顯較南部厚度大。在AB/2=45 m～450 m間，視極化率等值線呈水平層狀分布，并且較為稀疏，其值一般在2%左右。

圖8 激電測(cè)深視電阻率ρs和視極化率ηs擬斷面圖Fig.8 Pseudo resistivity section and pseudo polarization section of sounding IP(a)視電阻率；(b)視極化率

3.3 水文地質(zhì)推斷

地下水的活動(dòng)和儲(chǔ)集與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān),只有查明了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，才能更有效地尋找地下水。因此在本次地下水物探勘查過程中，首先根據(jù)區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)等調(diào)查成果，布設(shè)適量的高密度電法剖面查證已發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造，以縮小工作范圍，確定重點(diǎn)勘查區(qū)(靶區(qū))。其次，根據(jù)地質(zhì)、水文及高密度電法剖面等成果確定的重點(diǎn)勘查區(qū)，結(jié)合地形，在重點(diǎn)勘查區(qū)布設(shè)“井”字型高密度電法剖面，在進(jìn)一步查證前期發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造的同時(shí)，基本查明重點(diǎn)勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的特征；另外，通過“井”字型電法剖面，基本查明了可能的賦水部位和導(dǎo)水、阻水構(gòu)造。最后，選擇最有利的賦水部位開展激電測(cè)深工作，更為精細(xì)的研究垂向地層電性特征及含水層位。

綜合高密度電阻率法剖面電性特征，結(jié)合激電測(cè)深曲線，對(duì)重點(diǎn)工作區(qū)激電測(cè)深10線水文地質(zhì)情況作推斷解釋。從上至下推斷如下：

1)表層為第四系亞砂土，其厚度約為0.20 m ～0.50 m。

2)AB/2=1.5 m ～6 m，深度在0.8 m ～3 m間為第四系沖洪積物(Qhalp)，含水性較差，其厚度約為2.3 m ～3.0 m。

3)AB/2=6 m ～20 m，深度在3 m ～10 m間為第四系沖洪積物(Qhalp))，不論從高密度電阻率法剖面或是激電測(cè)深曲線圖和擬斷面圖來看，在這個(gè)深度范圍內(nèi)均表現(xiàn)為低阻特征，并且視電阻率等值線呈層狀分布，因此推斷在這個(gè)區(qū)間賦存有第四系孔隙水，其厚度約為7 m。

4)AB/2=20 m ～30 m，深度在10 m ～15 m間為第四系沖洪積物(Qhalp))，在此深度范圍內(nèi)，各激電測(cè)深點(diǎn)曲線多表現(xiàn)為低偏離度、高半衰時(shí)的特征，視極化率雖然變化雖然較緩，但總體呈緩升趨勢(shì)，據(jù)此推斷該區(qū)間亦賦存第四系孔隙水。

5)AB/2=40 m ～50 m，深度在20 m ～25 m間，各激電測(cè)深點(diǎn)曲線多表現(xiàn)為低偏離度、高半衰時(shí)的特征，視極化率雖然變化雖然較緩，但總體呈緩升特征，同時(shí)視電阻率也有較大的波動(dòng)，綜合推斷該區(qū)間賦存地下水。根據(jù)高密度電法剖面特征結(jié)合物性資料、地質(zhì)資料，推斷該層為基巖，巖性主要為粉砂巖(T1g)?；鶐r裂隙水是本次電法找水的目標(biāo)含水層，其厚度約為5 m。

6)推斷AB/2=60 m ～100 m，深度在30 m ～50 m間，賦存基巖裂隙水，其厚度約為20 m(分析同(5))。

7)AB/2=100 m ～450 m，深度在50 m ～225 m間，巖性主要為粉砂巖(T1g)，各參數(shù)曲線均有較大變化，但并未有前述低偏離度、高半衰時(shí)相伴出現(xiàn)的特征，要么是低半衰時(shí)、低偏離度，要么是高半衰、高偏離度，要么就是曲線無規(guī)律的跳動(dòng)；據(jù)此認(rèn)為該區(qū)間含水性較差。

需要說明的是，該勘查區(qū)地質(zhì)工作程度較低，可收集的相關(guān)資料較少，因此激電測(cè)深深度轉(zhuǎn)換系數(shù)較難確定，結(jié)合露頭、揭露部位高密度電法剖面特征，初步確定深度轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.5。

4 鉆探驗(yàn)證

在后期鉆孔成井過程中，考慮到可能發(fā)生山洪等自然災(zāi)害，影響井位和水源水質(zhì)，臨時(shí)將孔位移至180號(hào)測(cè)深點(diǎn)北東(約52°)15.5 m處(圖2)。經(jīng)鉆探查證，第四系厚度約為14 m，主要為沖洪積物，與物探推斷基本吻合。下伏基巖主要為灰黑色粉砂巖，裂隙不發(fā)育，起隔水作用。

從上至下共見3個(gè)含水層：

1)4.5 m ～14.5 m間，賦存第四系孔隙水，第四系和基巖接觸面上水量較大，證明本區(qū)粉砂巖起隔水作用，第四系孔隙水在基巖面上富集。

2)20.3 m ～24.2 m間見有基巖裂隙水，并且存在斷層，水銹清晰可見，該斷層起導(dǎo)水作用。

3)32.5 m ～34.7 m間賦存基巖裂隙水，存在導(dǎo)水?dāng)鄬印?/p>

電法推斷的兩個(gè)第四系含孔隙水層經(jīng)鉆孔驗(yàn)證為同一含水層，推斷的兩個(gè)基巖裂隙水層與鉆探查證基本一致。本次電法找水目標(biāo)含水層為基巖裂隙水，通過鉆探查證，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)基巖裂隙水層，并且均有斷層導(dǎo)水，補(bǔ)給充足。本次電法找水工作取得了成功。

5 結(jié)論

1)高密度電阻率法高效快捷，可以快速確定找水有利部位，為激電測(cè)深工作提供靶區(qū)。其在確定高、低阻地質(zhì)體方面具有明顯優(yōu)越性，但要注意的是低阻地質(zhì)體并不都代表富含地下水。單條高密度電法剖面往往不能說明地下賦水情況，一般需要布置旁側(cè)剖面或是交叉剖面進(jìn)一步查證，以保證成果的可靠性。

2)激發(fā)極化法找水最大的特點(diǎn)是受地形影響小，對(duì)巖溶裂隙水的水位埋深和相對(duì)富水帶反映得比較直觀。但該方法效率較低，應(yīng)與其他方法組合使用，不僅可提高工作效率，同時(shí)可以大大減少解釋資料的多解性。

3)綜合研究激電測(cè)深各參數(shù)變化特征，特別是激電半衰時(shí)和偏離度，在高半衰時(shí)、低偏離度同時(shí)出現(xiàn)時(shí)的部位，一般可以直接確定為含水層。極化率在反映含水情況時(shí)，其特征并不明顯，一般僅僅是微小的波動(dòng)。

4)物探工作開展之前，要充分收集和研究前人資料，結(jié)合工作區(qū)具體水文地質(zhì)條件，合理選擇激電參數(shù)，進(jìn)行綜合分析和研究，可以有效的劃分出含水層位。實(shí)踐表明，高密度電阻率法和激電測(cè)深法是勘查地下水快捷有效的電法組合。