激發極化法在青海省河卡種羊場農牧找水勘查中的應用

萇有全 何勝

（青海省環境地質勘查局/青海省環境地質重點實驗室，青海西寧 810007）お

摘要 通過對激發極化法在青海省河卡種羊場農牧找水實例中的分析、總結，闡明了該方法在農牧找水難地區尋找地下水的優缺點，揭示了該方法在農牧區尋找地下水的良好應用前景，為農牧區找水提供了地球物理勘查方法技術支撐。

關鍵詞 激發極化法；農牧找水；富水性

中圖分類號 SB181.3文獻標識碼 A文章編號 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

作者簡介 萇有全（1961- ），男，河南鄭州人，高級工程師，從事地球物理勘查及技術質量管理工作。

*通訊作者，助理工程師，從事地球物理勘查技術工作。

收稿日期 20140606

青海省的大部分農牧區在每年3~5月份仍然是天寒地凍、干旱少雨、風干草黃，河水結冰斷流，給人畜飲水和農作物種植帶來極大影響。為了加快農牧區經濟發展，轉變單一牧業發展方式，擴大種養殖發展規模，應青海省河卡種羊場要求，青海省環境地質勘查局承擔了河卡種羊場所轄范圍內的水文地質物探勘查任務。前人曾在該區進行過較粗淺的水文地質調查工作，勘查資料表明該區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。通過這次工作應當掌握分析地下水補給來源，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作用。但傳統的物探電阻率法找水方法技術無法滿足這些要求，因此利用成熟先進的激發極化（激電測深）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 測區地質概況與地球物理特征

測區位于青海河卡南山、喬日胡山之間的狹長凹陷地帶，地勢呈西北高東南低。洪積傾斜平原是河卡灘地的主要地貌形態，由洪積扇裙砂礫石層連結而成。揭露的基巖地層主要由三疊系（下、中統）砂板巖、泥質粉砂巖及第三系（R）細砂泥巖或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冰雪融水、季節性洪流流出山口后的垂直滲漏及基巖裂隙水直接側向補給而形成地下徑流。含水層呈多層結構，涌水量小，富水性差，深部是地下承壓水的相對較富集層段。

測區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,泥質砂礫石ρ璼=100~300 Ω·m,Q1-2泥質粉砂巖、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、反映不夠穩定明顯）與第四系下統電性差異不大，造成該區沒有理想的標志層，這給解釋資料帶來不便。但總體從上述巖性、介質的電阻率特征可見，利用激電測深方法來解決測區第四系厚度及巖性、圈定相對富水地段和層位是具備一定物性前提的。

2 工作技術方法

在水文地質調查中，通常將激發極化法和視電阻率測深法結合起來，即所謂激電測深法。激電測深找水儀器選用多參數時域激電儀，每個極距上一次供電可以測出4個參數（ρ璼、η璼、J璼、D璼），為了得出更為符合客觀實際的綜合參數，檢驗方法的適用范圍和局限性，現場進行了測試，視電阻率（ρ璼）、視極化率（η璼）重復性好，數據測量穩定，結合以往實際工作經驗和地質條件，最終選擇這兩個參數作為分析富水性含水構造的激電異常數據。

物探電測剖面線距不等，近北東向垂直盆地走向布置激電測深剖面線4條，共45個激電測深點，電極采取等比對稱四極布置，AB/2∶MN/2=5∶1，AB/2最大極距650 m。采用發電機供電，每個極距供電電流不小于1 000 mA，以保證采集數據的可靠性。

3 實例分析

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則，解釋為由松散干燥的沉積物（亞粘土、含礫粉細砂互層）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、粉細砂、泥質粉細砂松散富水。再結合視極化率斷面圖，在6~8號點之間，AB/2=100~250 m的η璼值為3%~6%，遠大于無水值1.5%（試驗結果表明η璼值小于1.5%為無水反應）的2~3倍，說明在該段巖層富水性較好，并建議在7號點附近布孔成井較為適宜，井深200 m左右。

鉆探結果表明（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砂，170 m以下反映的是亞粘土夾泥質粉細砂層，最終井深204 m，抽水試驗后靜止水位55 m，降深6 m涌水量（玅涌）達1 155 m3/d，完全

圖1 河卡種羊場激電測深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果基本吻合，誤差值較小，可信度┙細摺＊

圖2 河卡種羊場激電測深8/2號點井旁測深成果圖

4 小結與討論

雖有鉆孔資料實踐證明了激發極化法找水效果的可行性，尤其有含水層異常明顯、解釋結果直觀等一些獨特的優點，但是單一鉆孔結果仍有以偏概全的可能性存在。激發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，就不會有好的地質勘探效果。

（1）激發極化法最大的優點是受地形影響小，對水位埋深和相對富水帶反映比較明顯、直觀。每到一個工區要在充分收集水文地質資料的前提下，對工區地層結構進行激發極化測試，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極化找水工作，應在電阻率斷面異常分析工作的基礎上，有目的地布置少量的激發極化測深工作量，點的數量和密度以能清晰反映地層或構造等賦存形態為宜。

（3）激發極化法勘探深度受到了一定限制，特別是在表部低阻區更是如此。激發極化工作原理表明尤其是在大極距時，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）根據鉆探資料與激發極化曲線對比可知，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折點極距，無一定規律可循。

（5）激發極化法找水儀器、供電電源等設備笨重，工作效率低、時間長、成本高，效益較差（經濟效益），應綜合采用其他物探方法，達到既解決了勘探地質問題又降低了成本，提高工作效率之目的。

（6）前期經驗表明，只要具備其地球物理前提，工作（方法）布置合理，采集參數準確，激發能量足夠明顯，數據處理精細，解釋推斷仔細，就會收到令人滿意的效果。

參考文獻

［1］ 萇有全，薛建球.青海省河卡種羊場水源地勘查物探工作報告［R］.西寧：青海省環境地質勘查局，2012.

［2］ 傅良魁.激發極化法［M］.北京：地質出版社，1982.