陳開銀，熊英舉

（貴州省地礦局 111 地質(zhì)大隊，貴州 貴陽 550008）

1.勘探區(qū)概況

勘探區(qū)位于興義市清水河鎮(zhèn)聯(lián)豐村依布魯組，為溶蝕、侵蝕中低山地形地貌。覆蓋層為黃褐色粉質(zhì)黏土，稍濕，中密，厚0～0.5m，下伏三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組（T2g）薄至中厚層白云巖，局部地段為厚層至塊狀結(jié)構(gòu)，巖層呈水平狀產(chǎn)出，層間結(jié)合較好。

勘探區(qū)地下水資源稀缺，當(dāng)?shù)鼐用耧嬎щy，根據(jù)《貴州省水利建設(shè)“三大會戰(zhàn)”地下水開發(fā)利用（機井）工程2015年年度實施方案》，為興義市清水河鎮(zhèn)聯(lián)豐村依布魯組實施機井工程（找水打井），并為其提供清潔、安全的地下水水源?；诖?，筆者在該區(qū)域開展高密度電法測量工作，以尋找地下水富集區(qū)域進行鉆探取水，解決當(dāng)?shù)乩习傩诊嬎y的問題。

勘探區(qū)位于斜坡臺地上，在測區(qū)東面約兩公里有一深切谷河流發(fā)育，與測區(qū)相對高差較大，根據(jù)地形地貌及巖層產(chǎn)狀判斷地下水大體向東排泄，因此擬定測線沿近南北向布設(shè)，其測線布置如圖1 所示：

圖1 勘探區(qū)測線布置圖

2.方法概況

高密度電法起源于20 世紀70 年代末期的陣列電法探測思想，英國學(xué)者Johansson 博士設(shè)計的電測深系統(tǒng)實際上就是高密度電法的最初模式［1］。在高密度電法研究初期階段，電極排列方式主要是溫納、偶極、微分三種類型。20 世紀80 年代中期，日本成功實現(xiàn)了電極自動“切換裝置”，使高密度電法實現(xiàn)了全面自動化，但是由于整體設(shè)計不夠完善，沒有充分顯示出高密度電法的優(yōu)越性。直到20 世紀9 年代，隨著電子計算機的普及和發(fā)展，其優(yōu)點才被人們認可。經(jīng)過20 多年的發(fā)展，高密度電法勘探能力得到明顯提高，效率大大增加并在各方面均取得了長足進展。我國地礦部門在20 世紀80 年代后期才開始對高密度電法及其應(yīng)用技術(shù)進行研究，到90 年代初期，長春科技大學(xué)成功研制了由高密度工程電測儀和程控多路電極轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，使該項技術(shù)在國內(nèi)達到了實用化程度。其后，電極轉(zhuǎn)換開關(guān)也實現(xiàn)了由機械式向單片機控制的改進?，F(xiàn)在，國內(nèi)高密度電法儀電極轉(zhuǎn)換開關(guān)已具有機械式、電子式、分布智能式等多種形式，其中，多道并行分布式高密度電法系統(tǒng)具有中國自己的特色，達到國際先進水平。

高密度電阻率法的基本理論與傳統(tǒng)的電阻率法完全相同，所不同的是高密度電法在觀測中設(shè)置了較高密度的測點，現(xiàn)場測量時，只需將全部電極布置在一定間隔的測點上，由主機自動控制供電電極和接收電極的變化，完成測量［2］。在設(shè)計和技術(shù)實施上，高密度電法測量系統(tǒng)采用先進的自動控制理論和大規(guī)模集成電路，使用的電極數(shù)量多，而且電極之間可自由組合，這樣就可以提取更多的地電信息，使電法勘探能像地震勘探一樣使用多次覆蓋式的測量方式［3］。與常規(guī)電法相比，高密度電法具有以下優(yōu)點：電極布設(shè)一次性完成，減少了因電極設(shè)置引起的干擾和由此帶來的測量誤差；能有效地進行多種電極排列方式的測量，從而可以獲得較豐富的關(guān)于地電結(jié)構(gòu)狀態(tài)的地質(zhì)信息；數(shù)據(jù)的采集和收錄全部實現(xiàn)了自動化或半自動化，不僅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出現(xiàn)的誤差和錯誤；可以實現(xiàn)資料的現(xiàn)場實時處理和脫機處理，大大提高了電阻率法的智能化程度；可以實現(xiàn)多參數(shù)測量，同時觀測電阻率、極化率和自然電位，能獲取地下豐富的地電參數(shù)，從不同電性角度對地下結(jié)構(gòu)進行刻畫。由此可見，高密度電阻率法是一種成本低、效率高、信息豐富、解釋方便且勘探能力顯著提高的勘探方法［4-5］。

高密度電阻率法是一種以地質(zhì)目標(biāo)體和圍巖介質(zhì)間的電性差異為基礎(chǔ)進行勘探的地球物理方法。近年來，隨著其高效的工作效率及可靠的測量效果，已廣泛應(yīng)用于地下水資源勘探、巖溶管道及各類工程地質(zhì)勘探中。高密度電阻率法有多種電極排列方式，如溫納裝置、偶極裝置以及微分裝置等。本文以實例分析對比溫納裝置和微分裝置分別采用不同的垂向水平濾波比時在地下水勘探中的應(yīng)用效果。

3.成果分析

在地質(zhì)調(diào)查結(jié)果及現(xiàn)場地形地貌的綜合指導(dǎo)下本次物探測量共布設(shè)一條測線，測線長度600 m，點距10 m，分別采用溫納裝置及微分裝置進行測量，并通過改變反演參數(shù)垂向水平濾波比的大小得到4 條反演斷面圖，如下圖所示：

由圖2 的垂向水平濾波比為1 的溫納裝置反演斷面圖可知，ρ 值主要分布在50～10000Ω·M 區(qū)段內(nèi)，大致呈層狀分布。縱觀整條反演斷面，沒有明顯的低阻異常體存在，表現(xiàn)為下伏基巖較為完整，不能確定地下水相對富水區(qū)域；

圖2 垂向水平濾波比為1 的溫納裝置反演斷面圖

由圖3 的垂向水平濾波比為1 的微分裝置反演斷面圖可知，ρ 值主要分布在50～10000Ω·M 區(qū)段內(nèi)，大致呈層狀分布?？v觀整條反演斷面，同樣沒有明顯的低阻異常體存在，表現(xiàn)為下伏基巖較為完整，不能確定地下水相對富水區(qū)域；

圖3 垂向水平濾波比為1 的微分裝置反演斷面圖

由圖4 的垂向水平濾波比為2 的溫納裝置反演斷面圖可知，ρ 值主要分布在50～10000Ω·M 區(qū)段內(nèi)，大致呈層狀分布?？v觀整條反演斷面，同樣沒有明顯的低阻異常體存在，表現(xiàn)為下伏基巖較為完整，不能確定地下水相對富水區(qū)域；

圖4 垂向水平濾波比為2 的溫納裝置反演斷面圖

由圖5 的垂向水平濾波比為2 的微分裝置反演斷面圖可知，ρ 值主要分布在50～10000Ω·M 區(qū)段內(nèi)，大致呈層狀分布?？v觀整條反演斷面，在測線300 m（Y1-1 異常點）附近有一垂向低阻條帶發(fā)育，發(fā)育寬度較小，發(fā)育深度由淺到深向深部發(fā)育，該異常帶與圍巖體視電阻率值差異明顯，推測為垂向發(fā)育的節(jié)理裂隙，含水性較好，結(jié)合該勘探區(qū)域的地質(zhì)資料及地形地貌綜合分析確定該位置為地下水相對富水區(qū)域，定為鉆井孔位。

圖5 垂向水平濾波比為2 的微分裝置反演斷面圖

由以上對圖2～5 析結(jié)果可知，當(dāng)垂向水平濾波比為1 時，兩種測量裝置反演斷面形態(tài)基本相近，均表現(xiàn)為下伏基巖較為完整，整條斷面沒有明顯的低阻異常體存在，不能確定鉆井孔位；當(dāng)垂向水平濾波比為2 時，溫納裝置反演斷面形態(tài)與垂向水平濾波比為1 時的反演斷面相類似，而微分裝置的反演斷面圖在測線300 m 附近有一垂向低阻條帶發(fā)育，與圍巖體視電阻率值差異明顯，推測為垂向發(fā)育的節(jié)理裂隙，含水性較好，該位置定為地下水鉆井孔位。經(jīng)后期鉆探驗證，該垂向低阻條帶確實對應(yīng)為一垂向節(jié)理裂隙發(fā)育帶，富水性較好，出水量為400 t/d，切實地解決了老百姓飲水難的問題。

4.結(jié)論與建議

筆者由此次測量結(jié)果分析認為在物探測量中微分裝置相對于溫納裝置在對垂向發(fā)育的節(jié)理裂隙具有更高的分辨率；垂向水平濾波比越大，對垂向發(fā)育的節(jié)理裂隙勘探分辨率越高。

由以上分析結(jié)果可知對于不同的目標(biāo)地質(zhì)體其物探方法的選定及反演經(jīng)驗的積累是至關(guān)重要的，因此在實際物探測量中需要充分了解目標(biāo)地質(zhì)體的發(fā)育性質(zhì)并設(shè)計相應(yīng)的物探方法進行測量以達到事半功倍的效果，完滿地完成勘探測量任務(wù)。