充電法及激電測深在萊西地區抗旱找水中的應用效果

張雪飛（1.中國海洋大學,山東 青島 266100；2.山東省第三地質礦產勘查院,山東 煙臺 264004）

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充電法及激電測深在萊西地區抗旱找水中的應用效果

張雪飛1,2
（1.中國海洋大學,山東 青島 266100；2.山東省第三地質礦產勘查院,山東 煙臺 264004）

摘 要：2011年春季，為響應國土資源部組織全系統開展抗旱找水打井行動的號召，我院發揮自己的優勢，以萊西地區為幫扶對象，迅速奔赴現場，開展電測找水工作。本文就本次抗旱找水中的技術環節、物探方法進行探討總結，認為充電法配合激電測深法在該區域是一快速、簡便、準確、有效的電測找水工作方法，并用縱向微分電阻率或K剖面法對測深數據進行處理，起到壓制干擾、突出異常、提高分辨率的作用，取得了較為理想的效果。

關鍵詞：充電法；激電測深；萊西地區；抗旱找水；縱向微分電阻率；K剖面法；突出異常

1 前言

通過實地調查認為：天然電場選頻法雖然便捷、快速，但在本地區的實際工作效果較差；激電聯剖法在泥巖、砂巖地層視電阻率曲線分異較差，對斷裂構造反映不靈敏，且需較大的供電電流，不適于快速定井；而充電法可快速準確確定含水構造走向、傾向，從而確定井位；激電測深法可確定井位點的垂向分層；K剖面法可計算出測深曲線的電反射系數Kz、透射系數Kd及似真電阻率ρz，提高激電測深垂向分層精度，指導打井工作的順利進行。所以優選出充電法及激電測深法作為該地區的找水方法，事實也證明該組合方法是正確的、有效的。

2 充電法原理、應用條件、工作方法及解釋

（1）充電法原理。充電法是指在被勘查的目標體上或其它良導電性地質體的天然或人工露頭處接上供電電極（A）進行充電，另一供電電極（B）置于遠離充電體的地方。供電時充電體為一等位體或似等位體，電流由充電體流入圍巖，形成穩定電流場，該電場的分布特征與充電體的形態、大小和產狀等因素有關。在地面或坑道中對其電場的空間分布進行觀測和研究，從而可探測礦體或其它與其連通隱伏的良導體的賦存情況。

（2）充電法應用條件、工作方法。充電法在該區尋找基巖地下水中的應用條件。工作區附近或周圍有出水量較大的深井、泉水出露點，則可在該地區采用充電法。為壓制干擾，突出異常，直流供電電流一般要大于5A且穩定。點距采用10m，MN＝20m，，記錄各點的電位差和供電電流。常采用電位梯度測量方式，即用一固定MN極距，逐點觀測各測線測點上的電位差Δ U MN，觀測沿測線的電位梯度值。

（3）充電法的推斷解釋。含水構造破碎帶在地下空間相對圍巖為良導體且一般呈傾斜脈狀或近直立分布，對其充電時可近似地視其為一傾斜板狀“等電位體”。

3 激電測深法及其縱向微分電阻率

通過分析電測深視電阻曲線可了解測點下沿垂向地質情況的變化，即縱向電阻率的變化。

由于對稱四極電測深所觀測到的原始數據,往往因為信噪比低而難于提取有用信息進行解釋、推斷。因此需對對稱四極激電測深ρa曲線進行處理，提取有用信息，才能達到探測目的。

4 K剖面參數

K剖面法由孫經榮先生提出后，長期以來已被廣泛地應用于工程、水文等勘探的電測深資料的解釋之中，并取得了很好的應用效果。K剖面法的實質就是將實測的視電阻率電測深ρa曲線進行一階微分處理, 它反映了ρs 沿AO方向的梯度變化，即K值是由視電阻率曲線演變而來, 是研究電阻率曲線的斜率, 只有當電阻率曲線對一些薄層在幅度上反映不明顯, 而在梯度上有變化時, ρs經微分變換成K值后才能獲得比原ρs曲線更大的變化幅度,因而增強了對薄層的分辨能力。另外兩個參數ρz、Kd又是由K值演變而來，所以, 在一定的條件下, K參數比解釋ρs曲線簡單、直觀、分辨性強, 能取得比較好的地質效果。

5 應用實例

本次電測找水定井工作，在萊西市河頭店鎮桑杭村、東大寨村、善家屯村，日莊鎮東白石山村、埠頭村、倪家嶺村，牛溪埠鎮西道格莊村、東道格莊村采用了上述工作方法定井，均取得圓滿成功。現將河頭店鎮桑杭村、日莊鎮東白石山村充電法定井的工作方法、資料解釋及成井結果簡述如下：

河頭店桑杭村找水實例。桑杭村出露巖性為片麻狀花崗巖，第四系覆蓋層厚約2m，由于久旱，地表水已干涸，出現人畜飲水困難，群眾急盼政府部門幫助尋找水源，以解燃眉之急。與水文技術人員現場踏勘后，發現在本村西南養殖場內有一機井，井深約130m,出水量約7m3/h左右，推斷其附近應有一條含水構造破碎帶通過，于是決定用充電法確定該破碎帶的走向及位置。

萊西市日莊鎮東白石山村農灌以大口井及平塘為主，由于干旱，地表水已干涸，急需尋找深層地下水。區內為丘陵地形，主要分布下元古界荊山群野頭組祥山段斜長角閃巖，透輝石英巖，透灰巖角閃變粒巖、夾大理巖，村東北1Km處有一出水良好的深水井，其西側見一大理巖采石坑，大理巖層近東西走向，結合水文地質推斷該水井。

6 結論

通過本次工作，可知在地下水勘察工作中，充電法可快速準確地確定構造位置、走向、傾向，也可估算構造頂端或中心位置埋深及寬度；激電測深可了解縱向電阻率的變化；縱向微分電阻率和K剖面參數，可分離出目標異常，提高劃分擬定井位的垂向分層精度，確定含水層位埋深及厚度。

對于場地地質條件較復雜，干擾因素較多，或天然電場值較低、無明顯異常反映或聯合剖面ρa曲線分異性較差或交錯不清時，可采用充電法。該方法可有效地壓制干擾，突出異常，且受地形起伏影響小，能快速準確地確定含水構造位置及產狀，利用激電測深的ηa曲線，可剔除找水過程中其它低阻高極化巖層或礦化體（帶）等非水因素的干擾。但每種物探方法或組合都有其優缺點，充電法不足之處在于其前提條件必須是和被探測對象有著良好連通的充電點以及被探測對象與圍巖的電阻率有著明顯的差異，同時它也受表層電阻率不均勻性的影響。

總之，利用充電法配合激電測深法尋找地下水，具有快速簡單、解釋方便、高效準確、定井成功率高等優點，二者結合不失為一種尋找基巖地下水的好方法。

參考文獻：

［1］傅良魁著.《電法勘探教程》［M］.地質出版社,1983.

［2］《DZ70186-97直流充電法技術規程》［S］.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.173

作者簡介：張雪飛，男，山東博興人，主要從事地球物理勘探技術方法應用。