李 佳，王 斌

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

1 礦區(qū)水文地質(zhì)條件

礦區(qū)地下水分為松散巖類孔隙水及碳酸鹽巖巖溶裂隙水兩種，松散巖類孔隙水主要分布于老灌河、淇河及其較大支流的河床、漫灘和Ⅰ-Ⅱ級階地上。含水層巖性主要為上更系統(tǒng)、全新統(tǒng)中粗砂、砂卵礫石、礫砂、砂礫質(zhì)砂。巖溶裂隙水主要含水巖組為震旦系燈影組、中上寒武系及奧陶系下統(tǒng)含水巖組。震旦系燈影組巖層巖溶發(fā)育不均衡，富水性較差。奧陶系下統(tǒng)地層構造裂隙切層性強且延伸遠，有利于地下水循環(huán)和巖溶發(fā)育，常形成層狀溶洞，富水性較強。中、上寒武系可溶巖地層巖溶發(fā)育程度相對于奧陶系下統(tǒng)、震旦系燈影組可溶巖稍弱，但由于經(jīng)受多期次構造活動，節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理裂隙延伸遠，切層性強，且經(jīng)后期溶蝕、節(jié)理裂隙連通性好，為區(qū)內(nèi)較好的巖溶裂隙水富集帶。本次水文地質(zhì)勘查工作重點為中上寒武系、奧陶系碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。

2 礦區(qū)地球物理特征

通過收集以往鉆孔測井資料和地面物探解釋結(jié)果及實測標本成果，經(jīng)分析研究，區(qū)內(nèi)各類巖性物性特征見表1。粘土的電阻率最低，基巖風化殼、巖溶和構造破碎帶電阻率較低，砂礫石的電阻率較高，白云巖、泥質(zhì)白云巖、灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r最高，上述巖性之間存在比較明顯的電性差異；根據(jù)激發(fā)極化找水教材，當巖溶和構造破碎帶含水時，其極化率較高；因此在礦區(qū)內(nèi)利用物探尋找?guī)r溶和構造破碎帶及含水性具備地球物理前提。能夠較好的劃分第四系與基巖的分界面、巖溶和構造破碎帶的位置、厚度及含水性。

表1 各類巖性物性特征

3 工作方法

根據(jù)測區(qū)情況和工作目的，本次物探工作主要采用聯(lián)合剖面法和激發(fā)測深法。使用儀器為重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DZD-6A多功能直流電法（激電）儀，具有測量多參數(shù)的功能。

（1）聯(lián)合剖面。聯(lián)合剖面采用AO=90m和AO=180m兩個極距，MN分別為20m和40m，點距為20m?！盁o窮遠”電極垂直剖面布設，距測線的距離大于5倍AO，AO為1500m。

（2）激電測深。激電測深點距20m，電極距AB/2min=3m，AB/2max=450m，采用溫納爾對稱四極裝置。激電測深工作的布極方向受地物影響較大，一般采用垂直剖面方向，特殊地段采用無障礙物的方向布極。

4 物探資料的整理與解釋

4.1 聯(lián)合剖面解釋

在勘查區(qū)重點部位進行了聯(lián)合剖面工作，從電阻率聯(lián)合剖面上看(見圖1)，在AO=90m聯(lián)合剖面上，在53.8/2出現(xiàn)比較明顯的低阻正交點，說明在剖面的正交點處有低阻帶存在，結(jié)合地層巖性，分析也是地質(zhì)界線的反應。在AO=180m的電阻率曲線上述正交點也有明顯的反映，說明該低阻帶具有較大的延伸，大（AO）極距的正交點比?。ˋO）極距的正交點位置南移，說明低阻帶向南傾。根據(jù)水文地質(zhì)條件，奧陶系中統(tǒng)（O2）地層阻水帶，再結(jié)合以往鑿井實例，在礦區(qū)含水有利地段應在查明的低阻帶附近及以北的奧陶系下統(tǒng)（O1）地層中尋找。

圖1 聯(lián)合剖面ρs曲線圖

4.2 激電測深解釋

結(jié)合聯(lián)合剖面和水文地質(zhì)資料，進行了激電測深工作，經(jīng)過對資料的整理，繪制了測深曲線、等值線斷面圖。

定性解釋。測深曲線類型主要以A、HAA、HKH型為主；各種類型的曲線在不同的地質(zhì)單元上，所反映的電性層有所不同，分析如下。

A型曲線：該類型曲線主要出現(xiàn)在基巖出露地帶，曲線首支是地表粘土（砂土）的和基巖嚴重風化的反映，首支上升部分是基巖較風化反映，曲線尾支上升段是完整泥灰?guī)r、白云巖、灰?guī)r的反映。

HAA型曲線：曲線首支是地表干燥粘土（砂土）的反映，首支下降段粘土（砂土）的反映，中部上升部分是砂卵礫石層或完整基巖（泥灰?guī)r、白云巖）的反映，曲線緩升或平臺段是巖溶、構造破碎發(fā)育的反映，曲線尾支上升段是完整泥灰?guī)r、白云巖、灰?guī)r的反映。

HKH型曲線：曲線首支是地表干燥粘土（砂土）的反映，首支下降段粘土（砂土）的反映，中部上升部分是砂卵礫石層或完整基巖（泥灰?guī)r、白云巖）的反映，曲線緩降或平臺段是巖溶、構造破碎發(fā)育的反映，曲線尾支上升段是完整泥灰?guī)r、白云巖、灰?guī)r的反映。

從激發(fā)極化參數(shù)分析，極化率ηa、半衰時Th、綜合參數(shù)Zp三參數(shù)在不同地層或含水層段都有較明顯的變化規(guī)律和特征。一般情況下ηa參數(shù)的背景值在0.5%～0.8%之間，異常值在0.8%～2.8%之間；Th參數(shù)的背景值在0.6-0.9之間，異常值在0.8以上；Zp參數(shù)的背景值在0.6左右，異常值在0.8以上。ηa、Th、Zp三參數(shù)的上升段通常是含水巖溶、構造破碎帶的發(fā)育地段的反映，依據(jù)ρa、ηa、Th、Zp四參數(shù)幅值大小、強弱的變化規(guī)律來綜合判斷和劃分含水巖溶、構造破碎帶的發(fā)育的空間位置。ηa、Th、Zp三參數(shù)的異常一般出現(xiàn)在ρa曲線的下降段或緩升段、平臺段，這些部位是尋找地下巖溶、構造裂隙帶水的有利部位。

通過對ηa、ρa等值線斷面圖（見圖2）的形態(tài)分析可知，在AB/2=15米左右ρa等值線呈低阻，其值在20ΩΜ左右，是粘土(砂土)的反映；等值線的起伏變化反映了粘土(砂土)層厚度的變化規(guī)律。在AB/2=15-120m之間，ρa等值線在剖面南段比較稀疏，呈相對低阻反映，是巖溶、構造裂隙發(fā)育反映；在剖面的北中部ρa等值線比較密集，是完整基巖的反映，也說明基巖巖溶、構造裂隙不很發(fā)育。ηa等值線在ρa等值線呈低阻或稀疏地段均有異常反映，其值在1.0%左右，說明巖溶、構造裂隙充水性較好，是尋找地下水的有利地段。在AB/2=120m以下ρa等值線的梯度較大，上升較快，沒有比較明顯的畸變現(xiàn)象，說明在該區(qū)的深部基巖比較完整，巖溶、構造裂隙不發(fā)育。

圖2 激電測深ρs、ηs等值線斷面圖

由上述定性分析可知，該區(qū)各剖面南段奧陶系地層之上覆蓋有厚度不等的第四系地層，其厚度0m～15m，剖面北段奧陶系地層出露地表，第四系地層基本上呈南段厚，北段薄的趨勢。奧陶系O1地層在150m以上在剖面的南段有比較好的巖溶、構造裂隙發(fā)育帶，具有良好的地下水徑流通道和儲水空間。

根據(jù)定性分析結(jié)果和已知井的用水量，把該區(qū)含水性可劃分為兩類Ⅰ類含水地段（O1、O2地層接觸帶附近）其單井涌水量在100噸/時左右，Ⅱ類含水地段（O1、O2地層接觸帶以北）其單井涌水量在50噸/時左右。

定量解釋。電測深曲線的定量解釋主要采用傳統(tǒng)量板法和經(jīng)驗法（畸變的電測深曲線），通過測深曲線解釋結(jié)果與鉆探結(jié)果對比（見圖3）可知，兩者基本吻合，說明解釋方法正確，解釋準確可靠。

圖3 測深曲線解釋結(jié)果與鉆探結(jié)果對比圖

由定量解釋結(jié)果可知，在勘查區(qū)，第四系覆蓋區(qū)粘土層厚度0m～15m左右，北薄南厚；基巖埋深在0m～15m，巖溶、構造裂隙發(fā)育段的埋深在25m以下，厚度在50m～100m之間；180米以下為比較完整的基巖。

5 結(jié)語

通過對物探資料的整理、分析與解釋，測區(qū)的地電特征、巖溶、構造裂隙發(fā)育情況和富水性有了比較明確的認識。確定了震旦系與寒武系、奧陶系O1與O1地層在第四系覆蓋區(qū)的接觸位置，查明了隔水巖組與含水巖組分布位置，為鑿井施工提供了靶區(qū)。在水文地質(zhì)勘查中，利用聯(lián)合剖面法和激電測深法相互結(jié)合，以聯(lián)合剖面曲線確定構造的范圍和走向，再用激電測深確定巖溶、構造的位置，綜合分析，取長補短，能夠獲得較好的找水效果。