高密度法和音频大地电磁法在地下水勘查中的应用

２０１６年１１月　第３８卷第６期　地下水　Ｇｒｏｕｎｄ　ｗａｔｅｒ　Ｎｏｖ．，２０１６　Ｖｏ１．３８　ＮＯ．６　高密度法和音频大地电磁法　在地下水勘查中的应用　王丽妍　。胥博文　。杨０６５０００）　毅　，辛玉齐　（１．天津地热勘查开发设计院，天津３００２５０；２．中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北廊坊　［摘　要］　山东省泰安市某些村落干旱少雨，水资源匮乏。采用高密度法和音频大地电场法相结合，圈定低电　位异常带及低阻异常带，揭示岩溶裂隙密集带的分布与埋深状况，结合水文地质条件确定富水带位置和埋深，提供　有利孔位，有效缓解缺水村屯人畜饮水问题。　［关键词］　高密度法；音频大地电场法；岩溶裂隙；地下水　［中图分类号］Ｐ６４１．７　［文献标识码］　Ｂ　［文章编号］　１００４—１１８４（２０１６）０６—００８３—０２　高密度电法：用于揭示岩溶断裂带的平面位置和埋深状　况。主要技术参数为：测量极距ＭＮ＝点距＝１０　ｎｌ，电极６０　水资源是发展国民经济不可缺少的重要资源。我国许　多地方对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度，同时许　多地区也濒临利用之不平衡。目前，对一些缺水地区及贫困　山区，查找地下水仍是今后地下水勘查工作的重点。山东省　泰安市某村为干旱缺水村屯，村民合计约５００人，打井主要　供人畜饮用。本次采用高密度法和音频大地电场法，结合该　地区水文地质条件，为该村选取最有利的井位。　条。采用对称四极测深法，层数ｌ６层。三极电测深法，层数　２５层。无穷远极垂直测线布置，０Ｃ长约１　３００　ｍ。　物探野外数据采集采用ＷＧＭＤ一３高密度电阻率测量系　统一套，音频大地电场仪ＹＤＤ—Ｂ一台和手提电脑三台。根　据地面水文地质调查结果和地形地物分布情况，测线布设尽　１　地质条件　构造地质条件：该村所在地位于向北倾斜的单斜构造　上，附近发育一３３０。走向断层。微地形地貌为河谷平原地　带，地形平缓，上覆第四系土层厚约０～５　ｍ。上层　ｎｌ紫色　量与岩溶发育带或地质构造带相垂直。物探测线的布设采　用森林罗盘仪定向，测绳量距的方法，物探异常点采用ＧＰＳ　全球卫星定位系统定位。　２　２　§２　薄层页岩夹灰岩，下层ｅ。ｚ朱砂洞组灰白色中厚层灰岩、泥　质灰岩含燧石团块，底部太古界花岗片麻岩。　水文地质条件：宽缓平原地带，地下水水力坡度小，地下　水由南向北运移。根据附近已有钻孔调查，判断该处地下水　圉例　水位埋深小于２０　Ｉｎ。ｅ　ｉｎ紫色页岩夹灰岩层间岩溶裂隙　水，地下水储存在灰岩夹层中，具备一定成井条件；底部ｅ　ｚ　泥质灰岩岩溶水，厚约５　Ｉｎ，含水较丰富。含水层为层间灰　Ｉ・Ｊ建议钻孔位置（５２０／１）　ｒｌ一］　＿Ｊ推测低阻异常带　一一Ｆ　ｒｌ　—］　　＼＿断层　岩，厚度不大，预计储水量不大，小于５０　ｌｑ０－。／ｈ。开采时钻孔　进尺为打穿　ｚ，进入太古界变质岩古风化壳２０　ｒｌｌ终孔。　２　方法技术　音频大地电场法：用于揭示岩溶断裂带的平面位置及延　伸方向。主要技术参数为：测量极距ＭＮ：１０　１１３，点距＝５　ｉｎ　或１０　Ｉｌｌｏ　图１　物探测线平面布置图　３资料处理与解释　３．１音频大地电场法　从３条音频大地电场法剖面曲线可知（图２一图４），存　［收稿日期］２０１６—０８—１５　［作者简介］　王丽妍（１９８５一），女，吉林松原人，工程师，主要从事物探方面工作。　８３　３８券第６　地下水　２０１６卑１ｌ　在两条低电位异常带，其一为第１测线４５５／１，第２测线４２５／　譬　司　２，４４５／２，第３测线４７５／３组成的低电位异常；其二为第１测　４；０　深Ａ）。从测深资料推断，０～２０　ｍ电阻率变化平缓，数值为　一　旦　司　４０　６０１）・１１１，为薄层页岩。在２Ｏ～５０　１１１，单点电阻率测深曲　６　５　４　３　２　１　０　线５１５／１—５６５／５，第２测线５６５／２～５７５／２，第３测线５２５／３　—５６５／３组成低电位异常条带；３条测线上异常呈东西方向　和北西向；具有一定的走向和宽度的低值异常，且宽窄不一，　揭示为地下水富集区，地质异常体可能为范围较大的岩溶裂　隙密集带（见图１）。　ＭＮ　。　１　３．７９　／　。　１　图２　第１测线音频大地电场法电位剖面曲线　４　—　０　３　司　２　１　０　３８０　４００　４２０　４４０　４６０　４８０　５００　５２０　５４０　５６０　５８０　６００　测点（ｍ）　图３　第２测线音频大地电场法电位剖面曲线　３８０　４００　４２０　４４０　４６０　４８０　５００　５２０　５４０　５６０　５８０　６００　测点（ｍ）　图４　第３测线音频大地电场法电位剖面曲线　３．２　高密度对称四极测深法　由第１测线高密度对称四极测深剖面可知，在４５０／１～　５４０／１测点间，图像呈“Ｕ”型相对低阻异常，其电阻率小于　６０ｎ・ｍ，两侧电阻率相对较高，大于８０Ｑ・ｍ，形成明显的　低电阻异常带，揭示为地下水富集区（如图５对称四极测　深）。在该异常段内，基岩裸露为紫红色薄层页岩，在０～　３０　ｍ深度段，电阻率较低，电阻率小于５０Ｑ・Ｉｎ，属于水位　上部的导电性较好的页岩。在３０　ｍ深度以下，电阻率仍然　较低，推断为含水岩性裂隙密集带，从剖面图上，异常发育　深度大于１　１０　ｍ。　３．３高密度三极电测深法　由第１测线三极测深断面可知，在４５０／１—５５０／１测点呈　“Ｕ”型相对低阻异常，揭示为地下水富集区（如图５三极测　８４　线呈“Ｖ”型低值异常，电阻率范围在２８～７０１２・ｍ。５０～８０　ｍ岩石相对完整。在８０～１６０　ｍ，该段岩体较破碎，推断为含　水裂隙密集带，低阻异常在１６０　ｍ还有向下延伸的趋势，说　明异常发育深。　ｊｎ土！　生　也　Ｌ生　—　　ｌＩⅢⅢ：　蓝二ｍ＝；；｛ｊ　；■ｌ　；　譬＿一－ｆ㈣■■－－＿＿－ｌ　　ｌＬ１　ｏ　２ｏ　３０　５０　８０　１２５　１８Ｏ　２５０　—』　上一　————Ｊ　Ｉ　—————图５　第１测线高密度视电阻率反演剖面图　３．４　断层、含水裂隙密集带的位置及走向　综合剖面、测深及音频大地电场法资料，已知断层Ｆ经　４５５／２、５２０／１向北西向延伸，方向约３３０。（见图１）。　在３条测线控制筢围内，存在一方向约７０。的裂隙密集　带（见图１），平面上，发育宽窄不一，最宽约５０　ｍ，最窄约１Ｏ　ｍ，综合推断第１测线５２０／１点为断层与含水裂隙密集带的　交汇处，为找水的有利靶区。　４　结语　物探方法存在多解性，因此本次找水工作运用两种物探　方法相结合，以减少解释成果的偏差。本次以物探探测资料　结合水文地质条件，孔位定为第１测线５２０／１测点，该点地　质推断解释如下：Ｈ＝０～３０　ｍ为薄层紫红色页岩；Ｈ＝３０～　５０　ｍ段为页岩夹薄层灰岩，为第一层含水段。Ｈ＝５０—８０　１１１＿，岩石相对完整。Ｈ＝８０—１６０　ｍ段，岩石破碎、完整性差，　推断为第二含水裂隙密集带。在深度大于１６０　ｍ后，电阻率　仍然变化平缓，说明低阻异常发育深度大于１６０　ｍ。建议孔　深２００　ｍ。最终成井水量为１０　ｍ　／ｈ，缓解了该村人畜饮水的　困难。　参考文献　［１］肖宏跃，雷宛．地电学教程．北京：地质出版社．２００８．　［２］傅良魁．电法勘探教程．北京：地质出版社．１９８３．　［３］中华人民共和国地质矿产部．电阻率剖面法技术规程．北京：中　国标准出版社．１９９４．　［４］中华人民共和国地质矿产部．电阻率测深法技术规程．北京：中　国标准出版社．１９９４．