電剖面法及激電測(cè)深法在地下水勘探中的應(yīng)用

■陳遠(yuǎn)鑫

（廣東省化工地質(zhì)勘查院廣東廣州510000）

電剖面法及激電測(cè)深法在地下水勘探中的應(yīng)用

■陳遠(yuǎn)鑫

（廣東省化工地質(zhì)勘查院廣東廣州510000）

電剖面法采用固定極距的電極排列，沿測(cè)線逐點(diǎn)供電和測(cè)量，以了解地下一定勘探深度內(nèi)沿水平方向上的電性變化；而激電測(cè)深法用逐步改變供電電極大小的辦法來(lái)控制勘探深度，由淺入深，了解一個(gè)測(cè)點(diǎn)地下介質(zhì)的垂向變化。近年來(lái)，激發(fā)極化法在地下水勘探中效果不錯(cuò)。先用電剖面法進(jìn)行掃面，圈出電阻率異常點(diǎn)；再在異常點(diǎn)上做激電測(cè)深，這樣可以方便快速的尋找含水異常、找到水源。

激發(fā)極化法 電剖面法 激電測(cè)深法 極化率 視電阻率 激電異常

不少工礦企業(yè)由于地處城市遠(yuǎn)郊，用水量較大，其生產(chǎn)、生活用水問(wèn)題只能靠鑿井取水解決。為了減小盲目性和降低風(fēng)險(xiǎn)，通常利用地球物理勘探手段，在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行勘探，通過(guò)查找含水地層、構(gòu)造帶等，來(lái)圈定富水地段、提供鑿井設(shè)計(jì)孔位[1]。地下水源勘探常用的地球物理方法以電法為主，為了獲得極化率這個(gè)參數(shù)，本文先使用電剖面法進(jìn)行掃面，得到電阻率異常，然后在異常點(diǎn)上做激電測(cè)深，得到電阻率和極化率參數(shù)，再綜合分析。

1　工作方法

1.1電剖面法

電剖面法的類型主要有聯(lián)合三極裝置剖面法（簡(jiǎn)稱聯(lián)合剖面法）、對(duì)稱四極剖面法（簡(jiǎn)稱對(duì)稱剖面法）、中間梯度法。本次電剖面法使用對(duì)稱四極裝置，在這種測(cè)量裝置中，測(cè)點(diǎn)O是電極對(duì)稱中心，MO=ON和AO=OB，由A、B（∞）供電，測(cè)量MN電極電位差，然后使用視電阻率計(jì)算公式算出視電阻率。再每次同時(shí)移動(dòng)A、B、M、N位置實(shí)現(xiàn)下一測(cè)點(diǎn)的測(cè)量工作，以至將測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)都測(cè)量完成，形成視電阻率剖面。

1.2激電測(cè)深法

本次激電測(cè)深法工作采用對(duì)稱四極裝置。在實(shí)際工作中，一般采用對(duì)稱四極測(cè)深裝置，在施工條件限制時(shí)，也可采用三極測(cè)深裝置，其他裝置很少使用 [2]。本次對(duì)稱四極裝置極距AB/2不小于150m，供電電壓為450伏。

激發(fā)極化直流電阻率測(cè)深法充分利用不同巖性之間的電性和激發(fā)極化差異，進(jìn)而來(lái)達(dá)到勘探目的。其電場(chǎng)的分布與地下巖土介質(zhì)的電阻率ρ和激化率ηs的分布密切相關(guān)。

測(cè)量時(shí)，0點(diǎn)不動(dòng)，AB逐點(diǎn)向兩邊移動(dòng)，得到一條滾動(dòng)線；接著移動(dòng)O點(diǎn)，這樣通過(guò)對(duì)地表不同部位人工電場(chǎng)的掃描測(cè)量，得到視電阻率斷面圖像，由此來(lái)了解地下介質(zhì)視電阻率ρs和激化率ηs的分布，根據(jù)巖土介質(zhì)視電阻率和極化率的分布推斷解釋地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

本次激發(fā)極化電法勘探采用直流電法，激發(fā)極化法是利用地質(zhì)體的二次場(chǎng)強(qiáng)大小與衰減速度探測(cè)地下含水構(gòu)造的一種物探方法,此方法曲線解釋直觀有效,含水層位反映明顯,受地形干擾和覆蓋層不均的影響較小。通過(guò)工作實(shí)踐證實(shí),激發(fā)極化法在研究分析地層中地下水分布有著顯著的效果。

2　應(yīng)用實(shí)例

工區(qū)位于河源市隆街鎮(zhèn)境內(nèi)，從現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地觀察來(lái)看，砂巖、炭質(zhì)頁(yè)巖互為夾層，尤其是炭質(zhì)頁(yè)巖在物探的電法工作中表現(xiàn)為低阻高極化，容易讓技術(shù)人員判斷為含水異常，對(duì)本次物探結(jié)果的研究判斷影響較大。

圖1為某測(cè)線四極剖面成果圖，從圖可以得出4、7、10、12、18、22、29號(hào)位低阻異常點(diǎn)，由此我們?cè)?、7、10、12、18、22、29號(hào)異常點(diǎn)進(jìn)行激電測(cè)深工作。

圖2為測(cè)點(diǎn)4號(hào)點(diǎn)激發(fā)極化測(cè)深成果圖，從圖可看到，深部電阻率呈“小鋸齒”狀，而對(duì)應(yīng)的極化率下降，且極化率值小于4%，推測(cè)為基巖破碎裂隙段。經(jīng)鉆探驗(yàn)證，鉆至50m左右，遇到基巖破碎帶，水量豐富，符合用水要求。

圖2　4號(hào)點(diǎn)激發(fā)極化測(cè)深成果圖

3　結(jié)論

（1）用電剖面法進(jìn)行掃面，可以快速得到電阻率異常點(diǎn)。本文電剖面法使用的是對(duì)稱四極剖面法，實(shí)際上，在剖面法的各種常用裝置中，聯(lián)合剖面裝置是其中探測(cè)能力比較強(qiáng)的方法，應(yīng)用也最多[3]。在以后的工作中，可以嘗試使用聯(lián)合剖面裝置，以對(duì)比這兩種裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。

（2）電測(cè)深法在一個(gè)測(cè)點(diǎn)上需要觀測(cè)十多個(gè)、甚至二三十個(gè)視電阻率數(shù)據(jù)，因此，其工作效率很低。因此本文先使用點(diǎn)剖面法快速圈出異常，再在異常點(diǎn)上做電測(cè)深，可以大大提高效率，節(jié)省人力物力。事實(shí)表明，綜合使用電剖面法及激電測(cè)深法這種聯(lián)合組合方法，是行之有效的，在以后在實(shí)際工作中我們也是應(yīng)該注意采用的。

（3）離子導(dǎo)體水的視極化率小于4%；當(dāng)視極化率大于5%時(shí)，則產(chǎn)生的極化場(chǎng)的地質(zhì)體可能是電子導(dǎo)體，因此，根據(jù)水無(wú)明顯的極化率異常的特點(diǎn)，可以識(shí)別電子導(dǎo)體—炭質(zhì)巖層對(duì)水異常的干擾。

（4）對(duì)稱四極裝置視電阻率測(cè)深視電阻率曲線的“小臺(tái)階”狀或“小鋸齒”狀，一般都是小低阻裂隙帶的反映。

[1]楊桂林等：直流電測(cè)深數(shù)據(jù)處理方法在地下水勘探中的應(yīng)用效果.資源環(huán)境與工程，2008.

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

[3]程志平主編.電法勘探教程 [M].北京：冶金地質(zhì)出版社，2007.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～282～1