高密度电阻率法在青海化隆地区水文地质调查中的应用

苏世杰　何胜

【摘 要】 为基本查明化隆地区水文地质条件及地下水分布特征，本文运用高密度电阻率法对勘查区进行勘查，划分了勘查区目标层地球物理学特征，基本查明了第四系地层岩性、厚度、基底埋深及起伏情况，为水文地质钻探孔位选择提供了较好的可靠资料。

【关键词】 高密度电阻率法；地球物理学特征；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

化隆回族自治县位于青海省海东地区南部，是青藏高原与黄土高原的交汇地带，为了基本查明化隆地区水文地质条件，为城镇建设在地下水资源保障、人畜饮水安全方面提供依据，运用物探方法，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层、隔水层分布特征、地层结构、基底起伏情况等，圈定富水地段。

1. 自然、地质与地球物理特征

（1）化隆回族自治县位于青海省海东地区南部，总面积2740Km2，寒长暑短，属典型的半干旱大陆性气候区。具有高寒、干旱，日照时间长，太阳辐射强，昼夜温差大的特点。黄河自西向东穿越工作区，境内山岭起伏，沟谷纵横，总体呈南北高中间低，西高东低的地势，拉鸡山耸立于工作区北侧，黄河沿北西至南东向穿越工作区，切割深度达200～300m。按照地貌成因和形态特征，可以划分为构造剥蚀丘陵和河谷冲洪积平原。工区内出露地层较简单，主要是新近系（N）和第四系地层。新近系（N）地层主要由砾岩、含砾砂岩、中粗粒砂岩、细砂岩、砂质泥岩及粘土质泥岩组成。第四系地层主要由河流低阶地（Ⅰ、Ⅱ级）及河漫滩冲洪积卵砾石、中粗砂及亚砂土组成[1]。

（2）工区处于祁吕贺兰山字型构造体系西翼褶皱带。后期所形成的河西系构造体系常以横跨、叠加、利用、改造等方式复合于较早的祁吕弧形褶皱带之上。这些构造及派生出来的低序次的各种扭动构造体系（如多字型、入字型、帚状及反S型构造），组成了本区构造的基本骨架和轮廓[2，3]。

（3）依据本次高密度电阻率法数据及巴燕沟Zk2号孔孔旁测深曲线对比分析，该地区第四系表层亚粘土电阻率相对较低（10～60Ω·m），表现为整个工区的低阻电性特征，与盐渍化程度有关；由于地表比较干燥，亚砂土电阻率相对较高（120～200Ω·m），呈现为整个工区的中高阻电性特征；砂砾卵石层电阻率值相对较高，是本次高密度电法探测有效深度内的高阻值电性层，电阻率在90～300Ω·m的砂砾卵石层富水性较好，而不含水砂礫卵石层电阻率在300～500Ω·m；第四系泥质砂砾卵石，其电阻率反映为中高阻电性特征地层，也是工区的次要含水层；新近系泥岩，为工区低阻层，其电阻率小于50Ω·m，为工区基底标志电性特征岩性层，基本不赋水，为相对隔水层。

（4）可见第四系各岩性电阻率与新近系基底之间电性差异特征明显，利用高密度电法来查明第四系地层岩性、厚度、基底埋深及起伏情况等有关水文地质问题具有一定的物性前提。

2. 工作方法技术

（1）根据项目总体设计要求及现场实际情况，最大勘探深度应以能获得完整的电测深（电阻率）曲线和满足解释推断的需要为原则。共完成高密度电阻率法勘测剖面八条，点距10m，当剖面遇河流、公路、庄廓等障碍物时，测点做适当调整，具体调整方案已在野外原始记录中记录。

（2）探测仪器采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WDJD-3型多功能数字直流激电仪和WDZJ-1多路电极转换器测量系统，10m间距电缆，电极60根。工作装置采用温纳装置Wenner，排列形式见图1。装置系数K=2πr，其中r为电极间距，AM=MN=NB=nr。

3. 质量评述

3.1 本项目质量管理全面按ISO-9001质量管理体系执行。在开展野外工作的前一天对高密度电法仪器进行全面检查，主要检查导线是否完好无损不漏电、电极接口是否都通电、WDJD-3数字电法仪和WCZ-1电极转换器是否工作正常等。在野外作业过程中，经常开展检查工作，自检、互检率分别达到100%。野外具体布设探测在充分收集和分析工区已有资料的基础上严格按照有关规程、规范进行，确保探测点布置及探测深度的确定合理可行。

3.2 质量检查应独立于基本观测，可在基本观测进行到一定阶段或全区基本观测结束后，对总工作量的3-5%的测深点，由不同操作员，在不同日期，从新布极观测。

3.3 采用均方相对误差衡量，各分区及总均方相对误差<10%（参考《电阻率剖面法技术规程》DZ/T 0073-2016）。质量检查观测结果，应以整个排列为单位，编列出整个排列极距相对误差统计表，必要时应绘制误差分布曲线，单个极距相对误差的计算公式为：

3.4 当可以肯定由于地表及浅层湿度变化使得电测深曲线起始段的系统检查出现规律性偏差时，可将其剔除，然后再评价质量。

3.5 本次完成高密度电阻率法勘测点1991个，质量检查点180个，占工区测点9.00%。按照电阻率测深法技术规程要求质量检查点有位均方相对误差（总均方相对误差）M≤±3.0%数据质量为Ⅰ级，M≤±5.0%为Ⅱ级，M≤±10.0%为Ⅲ级。本次高密度电阻率法工作质量检查点有位均方相对误差为1.61%，小于±3.0%，符合规范Ⅰ级精度误差要求。

4. 资料推断解释

1号剖面从整个剖面来看，第四系地层呈不连续状覆盖，呈逐渐抬升的趋势。现代河床附近（剖面距400～1000m处）砂砾卵石层最厚达28m。在剖面距1350～4000m基底埋藏较深，基底埋深在10～75m，其上覆盖岩性为第四系亚砂土和泥质砂砾卵石；2号剖面第四系呈不连续状覆盖，该剖面基底埋深最厚达36m，其上覆盖岩性为第四系亚砂土和泥质砂砾卵石；3号剖面第四系厚度西面薄东面厚，西部基底出露，中东部砂砾卵石较厚，超过100m，推测该剖面基底埋深在0～110m之间；4号剖面第四系厚度西面薄东面厚，该剖面基底埋深在0～20m，其上覆岩性为第四系砂砾卵石和泥质砂砾卵石；5号剖面四系厚度南面薄北面厚，该剖面基底埋深在0～70m之间，其上覆岩性为第四系砂砾卵石和泥质砂砾卵石；6号剖面第四系厚度南面厚北面薄，该剖面基底埋深50～100m，其上覆岩性为第四系亚粘土和砂砾卵石；7号剖面第四系厚度呈连续状覆盖，基底埋深在0～50m之间，其上覆岩性为第四系的亚粘土和砂砾卵石；8号剖面第四系厚度东面薄西面厚，该剖面基底埋深在0～40m之间，其上覆岩性为第四系亚砂土和泥质砂砾卵石。

5. 结语

（1）本次高密度电法勘查工作满足了目的及任务要求，基本查明了第四系地层岩性、厚度、基底埋深及起伏情况等，为水文地质钻探孔位选择提供了资料依据。

（2）通过本次高密度电法勘查工作，依据工区地形地貌及水文地质条件，综合分析推断剖面第四系松散物岩性主要以亚粘土、亞砂土、砂砾卵石、泥质砂砾卵石为主，基底岩性为新近系泥岩。

（3）推测1号剖面在剖面距400～1000m处，2号剖面在剖面距1000～1280m处，3号剖面在剖面距400～590m处，4号剖面在剖面距300～500m处，5号剖面在剖面距1000～3600m处，6号剖面在剖面距3150～3900m处，7号剖面在剖面距2200～3300m处浅中部电阻率值相对较高，岩性颗粒相对较粗，透水富水性相对较好，为相对富水区。

参考文献

[1] 许生武.青海循化地区区域地质特征及成矿地质背景研究[J].西安：长安大学，2015.

[2] 青海省环境地质勘查局.青海省化隆地区扎巴镇、群科尔、上加合三幅1：5万水工环地质调查物探报告[R].青海省环境地质勘查局，2016.

[3] 青海省地质环境监测总站.青海省平安县1：10万区域水文地质调查报告[R].青海省地质环境监测总站，1998.

[文章编号] 1619-2737（2018）02-06-801

[作者简介] 苏世杰（1991-），男，籍贯：甘肃临洮人，职称：物探助理工程师，学历：学士，长期从事水工环矿物探技术工作。