趙志宇

摘? 要：高密度電阻率法因其工作效率高、生成成本低等特點(diǎn)在地質(zhì)找礦領(lǐng)域與工程地質(zhì)勘查中有著很廣泛的應(yīng)用。文章通過工程實(shí)例，闡述了高密度探測(cè)在嘎海山水庫的應(yīng)用效果，證明了利用高密度電法探測(cè)沙漠地區(qū)水文地質(zhì)具有實(shí)用性和有效性。

關(guān)鍵詞：高密度電法;基巖頂界面;水文地質(zhì)

中圖分類號(hào)：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）10-0180-03

Abstract： High density resistivity method is widely used in geological prospecting and engineering geological exploration because of its high working efficiency and low production cost. In this paper， the application effect of high density detection in Gahaishan Reservoir is expounded through an engineering example， and it is proved that it is practical and effective to use high density electrical method to detect hydrogeology in desert area.

Keywords： high density resistivity method; bedrock top interface; hydrogeology

高密度電阻率法的基本理論與傳統(tǒng)的電阻率法完全相同，所不同的是高密度電法在觀測(cè)中設(shè)置了較高密度的測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，只需將全部電極布置在一定間隔的測(cè)點(diǎn)上，由主機(jī)自動(dòng)控制供電電極和接收電極的變化，完成測(cè)量[1]。在設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)施上，高密度電法測(cè)量系統(tǒng)采用先進(jìn)的自動(dòng)控制理論和大規(guī)模集成電路，使用的電極數(shù)量多，而且電極之間可自由組合，這樣就可以提取更多的地電信息，使電法勘探能像地震勘探一樣使用多次覆蓋式的測(cè)量方式[2]。

本次施工的主要目的是利用高密度電阻率法，還原嘎海山水庫地下水文地質(zhì)形態(tài)及結(jié)合巖性反演技術(shù)解釋實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造，探查沙漠地區(qū)水文地質(zhì)情況。

1 地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

本區(qū)從構(gòu)造體系上屬天山-陰山緯向構(gòu)造帶東端與扭動(dòng)構(gòu)造的新華夏系的聯(lián)合部位，地層分區(qū)屬敖漢小區(qū)。獨(dú)特的地質(zhì)歷史條件，形成了獨(dú)特的地貌、地層、構(gòu)造景觀。

流域內(nèi)地形總體上說，西高、東低，河谷兩側(cè)高，中間低。擬建水庫周邊地貌類型按成因類型可分為構(gòu)造剝蝕地形、剝蝕堆積地形和堆積地形三大類。

在壩址區(qū)300km范圍內(nèi)出露的地層有太古界建平群大營(yíng)子組（Arjnd）、古生界志留系上統(tǒng)下石碑組（S3x）、石炭系中統(tǒng)家道溝組（C2j）、上統(tǒng)酒局子組（C3j）、;二迭系下統(tǒng)青鳳山組（P1q）;中生界侏羅系吐呼魯組（J3t）、九佛堂組（J3jf）;白堊系下統(tǒng)嫩江組（K1n）、上統(tǒng)四方臺(tái)組（K2s）; 新生界上第三系泰康組（Nt）、第四系更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。

1.2 水文地質(zhì)條件

本區(qū)的水文地質(zhì)條件主要受區(qū)域性構(gòu)造、地貌、地層巖性、水文氣象條件控制。特別是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的抬升影響，形成本區(qū)北部地表水和地下水的分水嶺。本區(qū)由南部黃土丘陵、黃土臺(tái)地逐漸過渡為北部的風(fēng)積、沖積河谷平原。風(fēng)積、沖積河谷平原屬西遼河流域;分水嶺南側(cè)養(yǎng)畜牧河，屬柳河水系。

擬建庫區(qū)位于分水嶺之南側(cè)，地貌類型屬黃土丘陵和微波狀黃土臺(tái)地區(qū)。黃土丘陵區(qū)由于長(zhǎng)期遭受風(fēng)化剝蝕，多形成平緩的山頂，巖石強(qiáng)烈風(fēng)化破碎，其上多被第四系風(fēng)積黃土狀粉土所覆蓋;微波狀黃土臺(tái)地區(qū)巖性松散，有利于大氣降水的滲入補(bǔ)給和基巖裂隙水的形成與賦存，由于地形坡度較大，沖溝發(fā)育、切割較深，大氣降水大部分以地表逕流的形式匯入養(yǎng)畜牧河，構(gòu)成地表洪流，部分滲入地下，形成地下水，水庫外圍地區(qū)地下水多以泉的形式排泄或以地下逕流的形式向養(yǎng)畜牧河河谷排泄。由泉排泄出的地下水以逕流形式排入養(yǎng)畜牧河中構(gòu)河水的基流。河谷地區(qū)是本區(qū)地下水的主要富集區(qū)。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，本區(qū)地下水在養(yǎng)畜牧河以北，風(fēng)積沖積平原中含水層巖性主要為細(xì)砂、粉砂，水位埋深除沙垅分布區(qū)大于5m外，其它地區(qū)均小于5m，含水層厚度一般40-60m，單井涌水量400-1000m3/d;養(yǎng)畜牧河南側(cè)低山丘陵區(qū)含水層主要以基巖風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙為主，地下水的富水性決定于裂隙的發(fā)育程度和連通情況，5m降深單井涌水量100-500t/d，滲透系數(shù)2.3-13.5m/d;微波狀黃土臺(tái)地區(qū)含水層巖性為黃土狀粉土，厚度20-60m，單井涌水量100-500m3/d。

1.3 地球物理特征

工區(qū)位于壟狀沙地、沙丘荒漠之中，據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料介紹，該區(qū)第四系地層均由風(fēng)積沙、粉砂等組成，含水層賦存于細(xì)砂之中，隔水層亦由粉砂等組成。

理論上講，干燥地層的電阻率表現(xiàn)為極大值，而隨著地層中的濕度和含水程度的增加，如飽含地下水，則地層電阻率將急劇下降，顯示出明顯的低阻特征，不含水的地層表現(xiàn)為相對(duì)高阻異常（見圖1）。

圖1 地層電阻率對(duì)比圖

工區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，區(qū)內(nèi)地層沉積較為穩(wěn)定，因此橫向電性差異應(yīng)較小。而縱向上電性發(fā)生變化則表明地下地質(zhì)層位發(fā)生改變。綜上，具備了在工區(qū)內(nèi)開展高密度電法解決地質(zhì)問題的前提條件。

2 數(shù)據(jù)采集方案

在高密度電阻率法勘探中，野外數(shù)據(jù)采集是非常重要的基礎(chǔ)工作，野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量的好壞關(guān)系到勘探工作的成果。為了確保數(shù)據(jù)能夠保質(zhì)保量的采集，在野外數(shù)據(jù)采集之前要做好各種準(zhǔn)備，注意采集時(shí)的各種細(xì)致問題。