电法勘探在找水工作中的应用

（一）基岩山区电阻率法找水的效果和规律
1.构造裂隙，张性断裂破碎富水带地电模型
（1）单一性的张性构造破碎带本身就是储水构造
某地电断面如图5-4所示，储水带为低阻脉状体。

图5-4 单一岩性张性构造破碎富水带地电模型

①亚黏土；②白云岩；③充水断层破碎带。ρ0—浮土电阻率；ρ1—白云岩电阻率；ρ2—破碎带电阻率
（2）灰岩地层宽破碎带地电特征
图5-5为辽宁建平波罗赤某部所在地的物探找水综合成果图。

图5-5 建平波罗赤某部队物探找水综合成果图

工作地段地层岩性为震旦亚界白云质灰岩，具有溶蚀现象，区域地质上一条近SN向断层通过该处，在预测断层带走向上布设三条测线，分别以联合剖面法和电测深法进行探测，结果都获得了反映含水断裂破碎带的电性异常，该图为其中2号剖面的成果图。图中可见，AB=220m、340m的联合剖面ρS曲线分别在183号点和181号点处呈现明显的低阻正交点，反映为富水断裂破碎带；曲线低阻带从175号点至189号点，跨度较大，反映该破碎带的宽度较大。根据不同极距正交点自东向西位移和正交点两侧，曲线分离宽度为东宽西窄的特征，确定破碎带向西倾斜，倾角约30°。电测深等ρS断面图上的183号点附近，对应联合剖面正交点部位同样呈现近似垂直的低阻异常带，反映为破碎带中心部位，而反映破碎带宽度的低阻带范围与联合剖面ρS曲线范围也是吻合的，等ρS断面右侧各组等值线近似平行地向左倾斜，进一步证实了该断裂破碎带向西倾斜的特点。布井于182号点处，设计井深85m，结果分别在47～54m、59～77m间揭露到白云质灰岩破碎带和断层裂隙带，涌水量380t/d（吨/天），水位埋深15.4m，水质清甜。
（二）高密度电阻率法在山区基岩地下水探测中的应用效果
为提高电阻率法在地下水探测中的勘探能力，应用最新研制的浅地层裂隙孔洞探测仪，以高密度电阻率法进行基岩裂隙地下水探测，取得了较为理想的效果。
本溪某地地处灰岩出露区，灰岩溶隙发育，是较好的富水地层，以三极装置，2m点距进行观测，其成果如图5-6所示。

图5-6 本溪某地高密度探测成果图

在13～21号测点间，低于150Ω·m的ρS等值线近似垂直展布，反映为灰岩裂隙富水带，随着深度增加，异常宽度加大。布井于18号测点处，钻进45m，打出了涌水量1300t/d的岩溶水。
大连旅顺姜家地处山区沟谷地带，第四系松散层为亚砂土和表层砾碎石，厚度不大，仅1～5m。前第四系出露岩性，沟谷东侧为震旦系灰岩，西侧为二叠系泥砾岩。区域地质上，有一条NW向断层通过，垂直于预测断层布设测线，以2m点距的三极装置进行测量，观测剖面及正反演成果如图5-7所示。从反演成果图中可见，64～180号测点间电阻率高于500Ω·m的反映为灰岩地层，断面西侧小于150Ω·m的反映为泥砾岩地层。64号测点处，高、低阻界面向东高角度倾斜，反映为砂页岩与灰岩的断层接触界面。上盘为灰岩裂隙富水层，下盘为泥砾岩隔水层。布井于上盘，钻进110m，单井涌水量500t/d，钻孔揭露地层与分析结果基本一致。

图5-7 大连姜家高密度探测成果图

吴炳华 王学森 张俊业
（山东省鲁南地质工程勘察院，兖州272100）
作者简介：吴炳华（1956—）男，工程师，1980年毕业于南京地质学校地球物理勘探专业，现主要从事地面物探工作。
摘要：本文通过在寻找里彦电厂嘉祥红运水源地和鲁南化肥厂西石楼水源地时，采用了综合物探方法，分析其不同方法在同一地段上异常特征，使圈定的异常更可靠。最终都取得了理想的效果。
关键词：综合电法；水源地；电测深；联合剖面；激发极化
在第四系覆盖区，圈定富水地段，确定探、采孔位置，多年以来，物探野外一直采用常规的电测深法或联合剖面法来完成。经过多年的实践发现，上述方法存在着局限性，受第四系厚度、岩性及干扰因素的影响较大。任何物探方法都不可避免地会受到不同程度的影响，所获资料也就产生了多解性，给资料的解释推断带来了难度。利用综合电法可以减少推断的失误率。即在异常地段上，采用不同的并且是有效的多种物探方法对同一异常进行验证，以增加有用异常的可靠程度，提高成井率。下面分别以里能红运水源地和鲁化西石楼水源地电法勘探为例，分析其应用效果。
1 嘉祥红运水源地
在野外我们首先采用等比对称四极电测深法进行扫面工作，当面上的工作结束后，根据断面图、平面图以及单条测深曲线定性、定量解释结果，结合以掌握的地质资料，大致确定出有意义的异常地段和范围。然后在异常处进行电测深加密点测量，以缩小异常范围。我们把这种异常暂定为初步异常，在初步异常及两侧进行激发极化（测深）测量取得视电阻率（ρs）、视极化率（ηs）、半衰时（Th）、反射系数（k）参数，把各参数异常在同一横坐标上进行对比分析，最终确定出异常最佳地段。
如图1所示为初步异常处，加密的南北向剖面（点距50m），根据地质资料，高阻异常属于下奥陶灰岩（三山子组a段）异常，低阻异常是中奥陶系马家沟组（Om）灰岩，两种岩性为断层接触。215点为明显的分界面。
图2为异常处东西向剖面，该剖面处在中奥陶系马家沟组（Om）地层中。（推断断层的北盘）。从等ρs断面图下部显示，中间地段为高阻异常突起，两侧为漏斗状低阻异常。南北与东西向两剖面低阻异常区基本吻合。再次证实高阻体中的低阻异常确实存在，且具有一定规模，呈盆地型。该异常被推断为富水异常，同时也具有富水的通道和条件。然后又在该异常区做激发极化测量（图3），215/49激发极化点，位于在建水源地南约200m，断层位置附近。从所获得的电性参数可大致推断：第四系厚度为120m，250m以上基岩岩溶裂隙最发育，岩石破碎。400m左右也有异常显示，各曲线参数异常明显。低阻异常范围内的其他各激发极化点，也有极化率和半衰时参数较好异常的显示。经布勘探孔钻探验证，第四系厚度为110.8m，主要岩溶裂隙发育段在143.21～262.21m，单位涌水量为31209.6m3/d·m。

图1 嘉祥红运水源地49线（S-N）电测深ρs综合断面图


图2 嘉祥红运水源地52线（E-W）电测深ρs综合断面图


图3 激发极化测深综合参数曲线图

ρs—电测深曲线；k—反射系数；ηs—视极化率；Th—半衰时
2 鲁化西石楼水源地
西石楼水源地位于羊庄盆地东南部，地层为下奥陶系灰岩（三山子组a段）和中奥陶系马家沟组（Om）北庵庄段 、土峪段 灰岩，第四系厚度一般不大于10m。在圈定该水源地时，还是用电测深法控制面上的异常。
图4等ρs断面图显示，在第四系厚度变化不大的情况下，中下部电性异常明显，中间地段为一凸起的高阻异常，两侧为漏斗状低阻异常。为进一步证实此异常，跨过低阻异常体，又选用两种装置进行了联合剖面测量。（见图5）。

图4 羊庄西石楼水源地电测深（S-N向）等ρs断面图


图5 联合剖面ρs曲线图

同样有较好异常显示，且两种方法所获得的异常范围、性质基本吻合。因此，在南北向电测深剖面上结合现场实际条件，提供了305和325两处勘探孔位置。经抽水实验北部325勘探孔（靠近高速公路）更好，其单位涌水量为Q＝4138.9m3/d·m。
3 结论
在不同地区，根据不同情况，采用不同的异常验证方法（均以面积性电测深方法为主，以灵活多变的激发极化、联合剖面、高密度等方法相配合），能排除部分干扰异常，再结合地层、岩性资料进行综合分析，能大大提高成井率。

(一)基岩山区电阻率法找水的效果和规律

1.单一岩性张性构造破碎带

单一岩性的张性构造破碎带本身就是储水构造，其地电断面如图5－4所示，储水带为低阻脉状体。

2.灰岩地层宽破碎带地电特征

图5－5为辽宁建平波罗赤某部队所在地的物探找水综合成果图。

图5－4 单一岩性张性构造破碎富水带地电模型

图5－5 建平波罗赤某部队物探找水综合成果图

工作地段地层岩性为震旦亚界白云质灰岩，具有溶蚀现象，区域地质上一条近SN向断层通过该处，在预测断层带走向上布设3条测线，分别以联合剖面法和电测深法进行探测，结果都获得了反映含水断裂破碎带的电性异常，该图为其中2号剖面的成果图。从图中可见，AB=220m，340m的联合剖面ρ_S曲线分别在183号点和181号点处呈现明显的低阻正交点，反映为富水断裂破碎带;曲线低阻带从175号点至189号点，跨度较大，反映该破碎带的宽度较大。根据不同极距正交点自东向西位移和正交点两侧，曲线分离宽度为东宽西窄的特征，确定破碎带向西倾斜，倾角约30°。电测深等ρ_S断面图上的183号点附近，对应联合剖面正交点部位同样呈现近似垂直的低阻异常带，反映为破碎带中心部位，而反映破碎带宽度的低阻带范围与联合剖面ρ_S曲线范围也是吻合的，等ρ_S断面右侧各组等值线近似平行地向左倾斜，进一步证实了该断裂破碎带向西倾斜的特点。布井于182号点处，设计井深85m，结果分别在47～54m，59～77m之间揭露到白云质灰岩破碎带和断层裂隙带，涌水量380t/d，水位埋深15.4m，水质清甜。

(二)高密度电阻率法在山区基岩地下水探测中的应用

为提高电阻率法在地下水探测中的勘探能力，应用最新研制的浅地层裂隙孔洞探测仪，以高密度电阻率法进行基岩裂隙地下水探测，取得了较为理想的效果。

【例1】本溪某地地处灰岩出露区，灰岩溶隙发育，是较好的富水地层，以三极装置，2m点距进行观测，其成果如图5－6所示。

在13～21号测点间，低于150Ω·m的电阻率，等值线近似垂直展布，反映为灰岩裂隙富水带，随着深度增加，异常宽度加大。布井于18号测点处，钻进45m，打出了涌水量1300t/d的岩溶水。

【例2】大连旅顺姜家地处山区沟谷地带，第四系松散层为亚砂土和表层砾碎石，厚度不大，仅1～5m。前第四系出露岩性，沟谷东侧为震旦系灰岩，西侧为二叠系泥砾岩。区域地质上，有一条NW向断层通过，垂直于预测断层布设测线，以2m点距的三极装置进行测量，观测剖面及正反演成果如图5－7所示。从反演成果图中可见，64～180号测点间电阻率高于500Ω·m的反映为灰岩地层，断面西侧小于150Ω·m的反映为泥砾岩地层。64号测点处，高、低阻界面向东高角度倾斜，反映为砂页岩与灰岩的断层接触界面。上盘为灰岩裂隙富水层，下盘为泥砾岩隔水层。布井于上盘，钻进110m，单井涌水量500t/d，钻孔揭露地层与分析结果基本一致。

图5－6 本溪某地高密度探测成果图

图5－7 大连姜家高密度探测成果图