高密度電阻率法在青海化隆地區水文地質調查中的應用

蘇世杰　何勝

【摘 要】 為基本查明化隆地區水文地質條件及地下水分布特征，本文運用高密度電阻率法對勘查區進行勘查，劃分了勘查區目標層地球物理學特征，基本查明了第四系地層巖性、厚度、基底埋深及起伏情況，為水文地質鉆探孔位選擇提供了較好的可靠資料。

【關鍵詞】 高密度電阻率法；地球物理學特征；基底埋深

【Abstract】 In order to find out the hydrogeological conditions and groundwater distribution characteristics of the region，The high density resistivity method is used to survey the exploration area.The geophysical characteristics of the target layer of the exploration area are divided，The lithology， thickness， basement depth and fluctuation of the fourth system are basically identified.It provides good reliable data for hydrogeology drilling hole location selection.

【Key words】 High density resistivity method；Geophysical characteristics；Basement buried depth

化隆回族自治縣位于青海省海東地區南部，是青藏高原與黃土高原的交匯地帶，為了基本查明化隆地區水文地質條件，為城鎮建設在地下水資源保障、人畜飲水安全方面提供依據，運用物探方法，可助一臂之力。本次物探工作的目的是主要查明第四系含水層、隔水層分布特征、地層結構、基底起伏情況等，圈定富水地段。

1. 自然、地質與地球物理特征

（1）化隆回族自治縣位于青海省海東地區南部，總面積2740Km2，寒長暑短，屬典型的半干旱大陸性氣候區。具有高寒、干旱，日照時間長，太陽輻射強，晝夜溫差大的特點。黃河自西向東穿越工作區，境內山嶺起伏，溝谷縱橫，總體呈南北高中間低，西高東低的地勢，拉雞山聳立于工作區北側，黃河沿北西至南東向穿越工作區，切割深度達200～300m。按照地貌成因和形態特征，可以劃分為構造剝蝕丘陵和河谷沖洪積平原。工區內出露地層較簡單，主要是新近系（N）和第四系地層。新近系（N）地層主要由礫巖、含礫砂巖、中粗粒砂巖、細砂巖、砂質泥巖及粘土質泥巖組成。第四系地層主要由河流低階地（Ⅰ、Ⅱ級）及河漫灘沖洪積卵礫石、中粗砂及亞砂土組成[1]。

（2）工區處于祁呂賀蘭山字型構造體系西翼褶皺帶。后期所形成的河西系構造體系常以橫跨、疊加、利用、改造等方式復合于較早的祁呂弧形褶皺帶之上。這些構造及派生出來的低序次的各種扭動構造體系（如多字型、入字型、帚狀及反S型構造），組成了本區構造的基本骨架和輪廓[2，3]。

（3）依據本次高密度電阻率法數據及巴燕溝Zk2號孔孔旁測深曲線對比分析，該地區第四系表層亞粘土電阻率相對較低（10～60Ω·m），表現為整個工區的低阻電性特征，與鹽漬化程度有關；由于地表比較干燥，亞砂土電阻率相對較高（120～200Ω·m），呈現為整個工區的中高阻電性特征；砂礫卵石層電阻率值相對較高，是本次高密度電法探測有效深度內的高阻值電性層，電阻率在90～300Ω·m的砂礫卵石層富水性較好，而不含水砂礫卵石層電阻率在300～500Ω·m；第四系泥質砂礫卵石，其電阻率反映為中高阻電性特征地層，也是工區的次要含水層；新近系泥巖，為工區低阻層，其電阻率小于50Ω·m，為工區基底標志電性特征巖性層，基本不賦水，為相對隔水層。

（4）可見第四系各巖性電阻率與新近系基底之間電性差異特征明顯，利用高密度電法來查明第四系地層巖性、厚度、基底埋深及起伏情況等有關水文地質問題具有一定的物性前提。

2. 工作方法技術

（1）根據項目總體設計要求及現場實際情況，最大勘探深度應以能獲得完整的電測深（電阻率）曲線和滿足解釋推斷的需要為原則。共完成高密度電阻率法勘測剖面八條，點距10m，當剖面遇河流、公路、莊廓等障礙物時，測點做適當調整，具體調整方案已在野外原始記錄中記錄。

（2）探測儀器采用重慶奔騰數控技術研究所生產的WDJD-3型多功能數字直流激電儀和WDZJ-1多路電極轉換器測量系統，10m間距電纜，電極60根。工作裝置采用溫納裝置Wenner，排列形式見圖1。裝置系數K=2πr，其中r為電極間距，AM=MN=NB=nr。

3. 質量評述

3.1 本項目質量管理全面按ISO-9001質量管理體系執行。在開展野外工作的前一天對高密度電法儀器進行全面檢查，主要檢查導線是否完好無損不漏電、電極接口是否都通電、WDJD-3數字電法儀和WCZ-1電極轉換器是否工作正常等。在野外作業過程中，經常開展檢查工作，自檢、互檢率分別達到100%。野外具體布設探測在充分收集和分析工區已有資料的基礎上嚴格按照有關規程、規范進行，確保探測點布置及探測深度的確定合理可行。

3.2 質量檢查應獨立于基本觀測，可在基本觀測進行到一定階段或全區基本觀測結束后，對總工作量的3-5%的測深點，由不同操作員，在不同日期，從新布極觀測。

3.3 采用均方相對誤差衡量，各分區及總均方相對誤差<10%（參考《電阻率剖面法技術規程》DZ/T 0073-2016）。質量檢查觀測結果，應以整個排列為單位，編列出整個排列極距相對誤差統計表，必要時應繪制誤差分布曲線，單個極距相對誤差的計算公式為：

3.4 當可以肯定由于地表及淺層濕度變化使得電測深曲線起始段的系統檢查出現規律性偏差時，可將其剔除，然后再評價質量。

3.5 本次完成高密度電阻率法勘測點1991個，質量檢查點180個，占工區測點9.00%。按照電阻率測深法技術規程要求質量檢查點有位均方相對誤差（總均方相對誤差）M≤±3.0%數據質量為Ⅰ級，M≤±5.0%為Ⅱ級，M≤±10.0%為Ⅲ級。本次高密度電阻率法工作質量檢查點有位均方相對誤差為1.61%，小于±3.0%，符合規范Ⅰ級精度誤差要求。

4. 資料推斷解釋

1號剖面從整個剖面來看，第四系地層呈不連續狀覆蓋，呈逐漸抬升的趨勢。現代河床附近（剖面距400～1000m處）砂礫卵石層最厚達28m。在剖面距1350～4000m基底埋藏較深，基底埋深在10～75m，其上覆蓋巖性為第四系亞砂土和泥質砂礫卵石；2號剖面第四系呈不連續狀覆蓋，該剖面基底埋深最厚達36m，其上覆蓋巖性為第四系亞砂土和泥質砂礫卵石；3號剖面第四系厚度西面薄東面厚，西部基底出露，中東部砂礫卵石較厚，超過100m，推測該剖面基底埋深在0～110m之間；4號剖面第四系厚度西面薄東面厚，該剖面基底埋深在0～20m，其上覆巖性為第四系砂礫卵石和泥質砂礫卵石；5號剖面四系厚度南面薄北面厚，該剖面基底埋深在0～70m之間，其上覆巖性為第四系砂礫卵石和泥質砂礫卵石；6號剖面第四系厚度南面厚北面薄，該剖面基底埋深50～100m，其上覆巖性為第四系亞粘土和砂礫卵石；7號剖面第四系厚度呈連續狀覆蓋，基底埋深在0～50m之間，其上覆巖性為第四系的亞粘土和砂礫卵石；8號剖面第四系厚度東面薄西面厚，該剖面基底埋深在0～40m之間，其上覆巖性為第四系亞砂土和泥質砂礫卵石。

5. 結語

（1）本次高密度電法勘查工作滿足了目的及任務要求，基本查明了第四系地層巖性、厚度、基底埋深及起伏情況等，為水文地質鉆探孔位選擇提供了資料依據。

（2）通過本次高密度電法勘查工作，依據工區地形地貌及水文地質條件，綜合分析推斷剖面第四系松散物巖性主要以亞粘土、亞砂土、砂礫卵石、泥質砂礫卵石為主，基底巖性為新近系泥巖。

（3）推測1號剖面在剖面距400～1000m處，2號剖面在剖面距1000～1280m處，3號剖面在剖面距400～590m處，4號剖面在剖面距300～500m處，5號剖面在剖面距1000～3600m處，6號剖面在剖面距3150～3900m處，7號剖面在剖面距2200～3300m處淺中部電阻率值相對較高，巖性顆粒相對較粗，透水富水性相對較好，為相對富水區。

參考文獻

[1] 許生武.青海循化地區區域地質特征及成礦地質背景研究[J].西安：長安大學，2015.

[2] 青海省環境地質勘查局.青海省化隆地區扎巴鎮、群科爾、上加合三幅1：5萬水工環地質調查物探報告[R].青海省環境地質勘查局，2016.

[3] 青海省地質環境監測總站.青海省平安縣1：10萬區域水文地質調查報告[R].青海省地質環境監測總站，1998.

[文章編號] 1619-2737（2018）02-06-801

[作者簡介] 蘇世杰（1991-），男，籍貫：甘肅臨洮人，職稱：物探助理工程師，學歷：學士，長期從事水工環礦物探技術工作。