電阻率測深法在地下水探測中的應(yīng)用

林峻 陳偉波

摘 要：常規(guī)電阻率測深法是一種傳統(tǒng)的尋找地下水源的物探方法。通過在安徽省西南部一處水資源枯乏區(qū)，運用電阻率測深法對含水層埋深、厚度及其富水性等作出綜合評價，確定裂隙破碎帶位置是可行的。

關(guān)鍵詞：電阻率測深；含水層分析；裂隙破碎帶

中圖分類號：P641.7；P631.322 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）22-0085-03

The Application of Resistivity Sounding Method In Groundwater Detection

LIN Jun1 CHEN WeiBo2

（1.Henan Water Conservancy Survey Co， Ltd.， Zhengzhou Henan 450003；2.Zhengzhou Zhongyong Geological Survey Engineering Co， Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）

Abstract： Conventional resistivity sounding is a traditional geophysical prospecting method for underground water sources. The depth， thickness and water-rich of aquifer were comprehensively evaluated by resistivity sounding method in a water shortage area in southwestern Anhui Province. It was feasible to determine the location of fractured zone.

Keywords： resistivity sounding；aquifer analysis；fracture zone

電法勘探是根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性）和電化學(xué)特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學(xué)場的空間分布規(guī)律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質(zhì)構(gòu)造及解決地質(zhì)問題的地球物理勘探方法。其主要用于尋找金屬、非金屬礦床、勘查地下水資源和能源、解決某些工程地質(zhì)及深部地質(zhì)問題[1]。筆者主要以電法勘探中的電阻率測深法在一處水資源枯乏區(qū)中的應(yīng)用情況進行分析、總結(jié)，以期能給同行提供參考。

1 工程概況

以位于安徽省西南部一處水資源枯乏區(qū)為例。該水資源枯乏區(qū)屬于低山丘陵區(qū)，水系不發(fā)育，氣候?qū)儆趤啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候；由于近年來地下水資源呈逐年下降趨勢，每到干旱時節(jié)用水量較大時，生活用水都成為問題；加之該區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，所以運用電法勘探的方法（尤其電阻率測深法）在該區(qū)尋找地下水成為不可或缺的重要手段。

2 區(qū)域水文地質(zhì)及地球物理特征

2.1 區(qū)域水文地質(zhì)概況

勘查區(qū)屬于低山丘陵區(qū)，地形起伏小。大地構(gòu)造單元隸屬揚子淮地臺，下?lián)P子臺坳、長江褶皺斷裂帶，宿松-廬江斷隆，北西以獨秀山大斷裂與潛山斷凹分界，南東以頭坡斷裂與沿江斷凹相鄰，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造新呈北東-南西向。

根據(jù)地層、構(gòu)造條件及地下水的賦存特征，工作區(qū)有：第四系松散層孔隙水含水巖組，侏羅系基巖破碎裂隙水含水巖組。

2.2 地球物理特征

勘查區(qū)位于兩個山丘中間的位置。兩山之間的部位易沉積較大的砂礫石層和形成裂隙破碎帶，兩者與兩側(cè)山體的圍巖具有明顯的電性差異，對稱四極電阻率測深在該工作區(qū)砂礫石上表現(xiàn)為中高阻異常，在破碎帶上表現(xiàn)為低阻異常。因此，選用常規(guī)對稱四極電阻率測深法在本區(qū)開展工作，反映較好，可以很好地解決布置水文鉆井的問題。

3 工作方法及技術(shù)

3.1 電阻率測深的工作原理及測線的布置

電阻率測深法是研究垂向地質(zhì)構(gòu)造的重要地球物理方法。對地面上某一測點進行電測深法測量的實質(zhì)是用改變供電電極的辦法來控制不同的勘探深度，由淺入深，可了解該測點地下介質(zhì)垂向上電阻率的變化[1]。通過分析勘查區(qū)地質(zhì)資料，本次工作采用對稱四極電測深法。對稱四極電測深法是一種常規(guī)的直流電法，不同巖層或同一巖層因巖層成分或結(jié)構(gòu)等不同，因而具有不同的電阻率，通過在同一點上逐級擴大電極距，使探測深度逐漸加大，這樣便可得到觀測點處垂直方向由淺至深的電阻率變化情況[2]。但是，在實際工作中所遇到的地層既不同性又不均勻，所測的電阻率為視電阻率[ρs]值。

根據(jù)本次勘查區(qū)的地貌及地質(zhì)情況，結(jié)合現(xiàn)場的施工條件，布置縱橫兩條物探剖面（見圖1），從而控制整個場區(qū)范圍內(nèi)的電性分布。

3.2 工作方法與技術(shù)

本次物探工作采用直流電測深法，使用的儀器為北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DWJ-3B型微機激電儀，測量極化率的分辨率為0.001%；微機采樣，測量一次電位和極化率的精度均為±2%。技術(shù)參數(shù)：AB距最小為6m、最大為520m，采用不等比的對稱四極電測深裝置。

4 資料成果分析

4.1 視電阻率[ρs]曲線

勘查區(qū)電測深[ρs]曲線整體結(jié)構(gòu)簡單，電性特征明顯，曲線形態(tài)和異常形態(tài)基本一致，以2層HA型結(jié)構(gòu)為主，部分測點呈現(xiàn)HKH型（見圖2）。

從7線212—218號測點[ρs]曲線圖（見圖2）上看，[ρs]曲線在AB/2=3～15m呈低電阻率值的狀態(tài)，主要反映了第四系松散層的分布情況。[ρs]曲線在AB/2=15～260m呈緩慢上升的狀態(tài)。尾部曲線上升，主要反映了深部基巖呈高電阻率值的特征。四個測點的[ρs]曲線中深部電阻率值在212、218號點呈現(xiàn)高電阻率值反應(yīng)，214、216號點呈現(xiàn)低電阻率值的反應(yīng)，且兩個點的電阻率值近似一致，推測可能是中深部基巖裂隙破碎，造成與兩側(cè)測點有較大差異的異常反應(yīng)。

4.2 視電阻率[ρs]斷面圖

從兩條電測深剖面視電阻率斷面圖上（見圖3和圖4）可以看出，視電阻率整體上呈現(xiàn)淺部低電阻率值，深部高電阻率值的電性特征。

從6號測線的視電阻率斷面圖（見圖3）上可以看出，淺地表電性層的電阻率值變化較大，水平方向上，電阻率呈現(xiàn)高值—低值—高值的電性反應(yīng)，兩側(cè)的高電阻率值反應(yīng)，推測可能是由于該剖面兩側(cè)測點位于基巖裸漏的山體上。垂直方向上，電阻率由淺至深呈低—高的反應(yīng)，[ρs]等值線整體上近似呈層狀反應(yīng)，沒有明顯的中高電阻率值、高低電阻率值相間的異常反應(yīng)。

從7號測線的視電阻率斷面圖（見圖4）上看，水平方向上，電阻率基本呈現(xiàn)層狀分布，淺部電性層局部呈高電阻率值反應(yīng)，推測可能是近表層由于受顆粒、濕度以及人工干擾的影響，地層電性相對不均。垂直方向上，中深部[ρs]等值線近似呈層狀的反應(yīng)，主要為基巖完整的反應(yīng)。其中，在該剖面212～220號測點處中深部[ρs]等值線呈現(xiàn)明顯的低電阻率值下凹并斷開狀、兩邊高電阻率值中間低電阻率值的雙重異常反應(yīng)，結(jié)合地質(zhì)資料綜合分析，推斷為中深部基巖裂隙破碎，含水性較好。

通過對本次勘查區(qū)兩條電剖面成果資料的解譯分析，在7號測線212～218號測點之間[ρs]曲線圖和[ρs]斷面圖上中深部都呈現(xiàn)出明顯的低電阻率異常反應(yīng)，推測可能為中深部基巖裂隙破碎，含水性好。

5 結(jié)論

①通過對勘查區(qū)兩條電阻率測深剖面成果資料的綜合分析，結(jié)合地質(zhì)資料，在7號測線212～218號點之間中深部呈現(xiàn)明顯的低電阻率值下凹狀、兩邊高電阻率值中間低電阻率值的雙重異常反應(yīng)，推測中深部基巖裂隙破碎，含水性好。故在215號點處設(shè)計一處水文鉆孔，經(jīng)驗證，該鉆孔實際鉆探深度120m，單井涌水量達70t/d，揭露的裂隙破碎發(fā)育位置與物探推測位置吻合較好。

②實例證明，在不同的勘測地點，首先應(yīng)進行實地踏勘，了解工作區(qū)的地貌特征，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)水文資料，選擇合適的物探工作方法，合理布置工作測線，就能取得良好的效果。本次工作區(qū)利用對稱四極電阻率測深方法確定基巖裂隙破碎帶位置效果非常顯著。

③電阻率測深找水是一種間接的找水方法，所測數(shù)據(jù)受各種干擾因素影響較大，若工作中能采用兩種物探方法共同探測，同時再與地質(zhì)資料有機結(jié)合，能達到更好的找水效果。

參考文獻：

[1]傅良魁.電法勘探教程[M].北京：地質(zhì)出版社，1983.

[2]李志聃.煤田電法勘探[M].徐州：中國礦業(yè)出版社，1990.