激發(fā)極化法在青海省河卡種羊場(chǎng)農(nóng)牧找水勘查中的應(yīng)用

萇有全 何勝

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局/青海省環(huán)境地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海西寧 810007）お

摘要 通過對(duì)激發(fā)極化法在青海省河卡種羊場(chǎng)農(nóng)牧找水實(shí)例中的分析、總結(jié)，闡明了該方法在農(nóng)牧找水難地區(qū)尋找地下水的優(yōu)缺點(diǎn)，揭示了該方法在農(nóng)牧區(qū)尋找地下水的良好應(yīng)用前景，為農(nóng)牧區(qū)找水提供了地球物理勘查方法技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞 激發(fā)極化法；農(nóng)牧找水；富水性

中圖分類號(hào) SB181.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2014）19-06337-02

お

Application of Induced Polarization Method in Agricultural Water Exploration in Heka Stud Farm in Qinghai Province

CHANG You瞦ua, HE Sheng

(Qinghai Bureau of Geological Exploration for Environment/Qinghai Provincial Key Laboratory of Environment and Geology, Xining, Qinghai 810007)

Key wordsInduced polarization method; Agricultural water; Water yield property

お

作者簡(jiǎn)介 萇有全（1961- ），男，河南鄭州人，高級(jí)工程師，從事地球物理勘查及技術(shù)質(zhì)量管理工作。

*通訊作者，助理工程師，從事地球物理勘查技術(shù)工作。

收稿日期 20140606

青海省的大部分農(nóng)牧區(qū)在每年3~5月份仍然是天寒地凍、干旱少雨、風(fēng)干草黃，河水結(jié)冰斷流，給人畜飲水和農(nóng)作物種植帶來極大影響。為了加快農(nóng)牧區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，轉(zhuǎn)變單一牧業(yè)發(fā)展方式，擴(kuò)大種養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)模，應(yīng)青海省河卡種羊場(chǎng)要求，青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局承擔(dān)了河卡種羊場(chǎng)所轄范圍內(nèi)的水文地質(zhì)物探勘查任務(wù)。前人曾在該區(qū)進(jìn)行過較粗淺的水文地質(zhì)調(diào)查工作，勘查資料表明該區(qū)地下水不是呈層狀分布，而是呈帶條狀分布，賦水空間并不是十分良好。通過這次工作應(yīng)當(dāng)掌握分析地下水補(bǔ)給來源，了解地下水位、富水位置、埋藏深度等問題，為確定井位供水起指導(dǎo)作用。但傳統(tǒng)的物探電阻率法找水方法技術(shù)無法滿足這些要求，因此利用成熟先進(jìn)的激發(fā)極化（激電測(cè)深）在盆地型第四系地層找水中判斷富水帶顯得尤為重要［1-2］。

1 測(cè)區(qū)地質(zhì)概況與地球物理特征

測(cè)區(qū)位于青海河卡南山、喬日胡山之間的狹長凹陷地帶，地勢(shì)呈西北高東南低。洪積傾斜平原是河卡灘地的主要地貌形態(tài)，由洪積扇裙砂礫石層連結(jié)而成。揭露的基巖地層主要由三疊系（下、中統(tǒng)）砂板巖、泥質(zhì)粉砂巖及第三系（R）細(xì)砂泥巖或Q1-2湖積相泥巖、亞粘土層組成。洪積-冰水相含泥砂礫石層為潛水含水層，主要接受河卡南山和喬日胡山區(qū)冰雪融水、季節(jié)性洪流流出山口后的垂直滲漏及基巖裂隙水直接側(cè)向補(bǔ)給而形成地下徑流。含水層呈多層結(jié)構(gòu)，涌水量小，富水性差，深部是地下承壓水的相對(duì)較富集層段。

測(cè)區(qū)中上部第四系砂卵礫石、砂礫碎石、亞砂土互層與下部湖相地層（Q1-2）具較大電性差異（砂卵礫石ρ璼=300~500 Ω·m,泥質(zhì)砂礫石ρ璼=100~300 Ω·m,Q1-2泥質(zhì)粉砂巖、泥巖ρ璼<100 Ω·m），顯然，這有利于電探工作。三疊、第三系地層（極距小、反映不夠穩(wěn)定明顯）與第四系下統(tǒng)電性差異不大，造成該區(qū)沒有理想的標(biāo)志層，這給解釋資料帶來不便。但總體從上述巖性、介質(zhì)的電阻率特征可見，利用激電測(cè)深方法來解決測(cè)區(qū)第四系厚度及巖性、圈定相對(duì)富水地段和層位是具備一定物性前提的。

2 工作技術(shù)方法

在水文地質(zhì)調(diào)查中，通常將激發(fā)極化法和視電阻率測(cè)深法結(jié)合起來，即所謂激電測(cè)深法。激電測(cè)深找水儀器選用多參數(shù)時(shí)域激電儀，每個(gè)極距上一次供電可以測(cè)出4個(gè)參數(shù)（ρ璼、η璼、J璼、D璼），為了得出更為符合客觀實(shí)際的綜合參數(shù)，檢驗(yàn)方法的適用范圍和局限性，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)試，視電阻率（ρ璼）、視極化率（η璼）重復(fù)性好，數(shù)據(jù)測(cè)量穩(wěn)定，結(jié)合以往實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和地質(zhì)條件，最終選擇這兩個(gè)參數(shù)作為分析富水性含水構(gòu)造的激電異常數(shù)據(jù)。

物探電測(cè)剖面線距不等，近北東向垂直盆地走向布置激電測(cè)深剖面線4條，共45個(gè)激電測(cè)深點(diǎn)，電極采取等比對(duì)稱四極布置，AB/2∶MN/2=5∶1，AB/2最大極距650 m。采用發(fā)電機(jī)供電，每個(gè)極距供電電流不小于1 000 mA，以保證采集數(shù)據(jù)的可靠性。

3 實(shí)例分析

通過分析ρ璼斷面和η璼斷面圖（如圖1）可知，該斷面〢B/2=0~50 m的ρ璼等值線起伏平緩且比較規(guī)則，解釋為由松散干燥的沉積物（亞粘土、含礫粉細(xì)砂互層）引起。該斷面中部閉合異常高阻值圈較好地說明深度在60~180 m之間的砂卵礫石、粉細(xì)砂、泥質(zhì)粉細(xì)砂松散富水。再結(jié)合視極化率斷面圖，在6~8號(hào)點(diǎn)之間，AB/2=100~250 m的η璼值為3%~6%，遠(yuǎn)大于無水值1.5%（試驗(yàn)結(jié)果表明η璼值小于1.5%為無水反應(yīng)）的2~3倍，說明在該段巖層富水性較好，并建議在7號(hào)點(diǎn)附近布孔成井較為適宜，井深200 m左右。

鉆探結(jié)果表明（圖2），0~105 m為亞粘土夾含礫中粗砂互層，105~170 m段巖性為砂卵礫石夾粉細(xì)砂，170 m以下反映的是亞粘土夾泥質(zhì)粉細(xì)砂層，最終井深204 m，抽水試驗(yàn)后靜止水位55 m，降深6 m涌水量（玅涌）達(dá)1 155 m3/d，完全

圖1 河卡種羊場(chǎng)激電測(cè)深2線綜合成果圖

滿足單孔供水要求。由此可見靜止水位，鉆孔巖性分層詳度與激電異常分析解釋結(jié)果基本吻合，誤差值較小，可信度┙細(xì)?。?/p>

圖2 河卡種羊場(chǎng)激電測(cè)深8/2號(hào)點(diǎn)井旁測(cè)深成果圖

4 小結(jié)與討論

雖有鉆孔資料實(shí)踐證明了激發(fā)極化法找水效果的可行性，尤其有含水層異常明顯、解釋結(jié)果直觀等一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但是單一鉆孔結(jié)果仍有以偏概全的可能性存在。激發(fā)極化法也有它的局限性，例如離不開它的物理前提條件，否則，就不會(huì)有好的地質(zhì)勘探效果。

（1）激發(fā)極化法最大的優(yōu)點(diǎn)是受地形影響小，對(duì)水位埋深和相對(duì)富水帶反映比較明顯、直觀。每到一個(gè)工區(qū)要在充分收集水文地質(zhì)資料的前提下，對(duì)工區(qū)地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行激發(fā)極化測(cè)試，確定方法的有效性才能明確含水層異常的差異性及

變化特征。

（2）一般情況下，不宜開展大面積的激發(fā)極化找水工作，應(yīng)在電阻率斷面異常分析工作的基礎(chǔ)上，有目的地布置少量的激發(fā)極化測(cè)深工作量，點(diǎn)的數(shù)量和密度以能清晰反映地層或構(gòu)造等賦存形態(tài)為宜。

（3）激發(fā)極化法勘探深度受到了一定限制，特別是在表部低阻區(qū)更是如此。激發(fā)極化工作原理表明尤其是在大極距時(shí)，必須用較大的供電電流，在供電電流不小于1 000 mA的情況下，AB/2最大極距不宜超過350 m。

（4）根據(jù)鉆探資料與激發(fā)極化曲線對(duì)比可知，含水層頂板的解釋，一般情況下ρ璼、η璼兩條曲線開始上升明顯轉(zhuǎn)折的AB/2極距可粗略地看成是地下水位的埋藏深度，但其底板與異常曲線下降轉(zhuǎn)折點(diǎn)極距，無一定規(guī)律可循。

（5）激發(fā)極化法找水儀器、供電電源等設(shè)備笨重，工作效率低、時(shí)間長、成本高，效益較差（經(jīng)濟(jì)效益），應(yīng)綜合采用其他物探方法，達(dá)到既解決了勘探地質(zhì)問題又降低了成本，提高工作效率之目的。

（6）前期經(jīng)驗(yàn)表明，只要具備其地球物理前提，工作（方法）布置合理，采集參數(shù)準(zhǔn)確，激發(fā)能量足夠明顯，數(shù)據(jù)處理精細(xì)，解釋推斷仔細(xì)，就會(huì)收到令人滿意的效果。

參考文獻(xiàn)

［1］ 萇有全，薛建球.青海省河卡種羊場(chǎng)水源地勘查物探工作報(bào)告［R］.西寧：青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，2012.

［2］ 傅良魁.激發(fā)極化法［M］.北京：地質(zhì)出版社，1982.