对称四极电测深法在南通地区浅层咸淡水划分应用

沈 辰，胡克荣

（江苏省地质矿产局第六地质大队，江苏 连云港 222023）

南通地区水文地质地球物理勘探工作中地面电测深的主要目的是控制了解浅层（150m以浅）咸谈水的分布情况，工作方法以收集该地区已有电测深资料为主，补做一些空白区的野外工作，力求达到1/20万比例尺的控制测量要求。共收集省物探队、煤炭和石油部门的电测深点600余个，在空自区做电测深点123个。

1 地质、地球物理概况

南通地区位于长江三角洲之前缘，是一片向东微倾的开阔平原。松散沉积层厚度数十到数百米不等，仅在南通市郊区狼山有零星基岩出露[1]。松散层岩性为粘土、砂粘士、粘砂土，各种粗、中、细砂层、有时含砾石，粘土、砂粘土为隔水屋，其它为含水层。

区内绝大部分地段咸淡水互相交替，构成了复杂的地电特征。由于咸水所含的矿化度很高，有的每升水所合氧化钠离子高达几十克，因此地层的电阻率主要决定于地下水所含的矿化度[2]。根据收集的该区的电测井资料，咸水段的地层电阻率有的只有1Ω·m～2个Ω·m。在视电阻率测井曲线上为一平直线，难以区分含水砂层还是隔水层；淡水段的地层电阻率十几到三、四十欧姆米，含水层和隔水层比较好区分，含水砂层随着颗粒变粗或含砾地层电阻率明显升高。咸水段和淡水段电阻率一般相差十几倍到几十倍，为我们用地面电测深法来划分咸淡水界线提供了物理的前提。咸水段的含水砂层和隔水层的电阻率几乎一样，就是淡水层段也仅差1～2倍，因此在电测深曲线上，只能以含水层组的形式出现。

2 工作方法、技术与质量

图1 Bg14孔旁测深曲线

地面物探工作方法主要是对称四极电测深法。（收集和自测资料的供电极距和测量极距，略有差异）。Bg14孔旁测深曲线(。第一层为浅层淡水，ρs>10Ω·m；第二层，ρs值急剧下降到几个欧姆米，为咸水反映，在AB/2等于65m到220m段，曲线比较平缓，ρs只有3～4个Ω·m。AB/2等于220m以后，曲线有明显的上升趋势，但ρs值还是比较小（小于10Ω·m）。我们分析认为是深层淡水反映。经该孔200m以下的抽水，其水质资料为0.58g/l；同时该孔电测井曲线也明显地反映20m以浅为淡水，20m～200m为咸水，200m以下为淡水。因此我们认为用对称四极电测深法解决咸淡水界线，特别是浅层成淡水界线是有效的，是合理的。

按规定要求，我们采取了各种保证质量措施，当AB/2在100m以内的测深曲线的重复观测相对误差和检查观测均方误差，绝大部分小于5%，我们认为AB/2在100m以内的测深曲线质量基本可靠[3]。但有一定数量的测深点，当AB/2大于65m以后，由于受到上层巨厚的咸水低阻屏敏作用，电流供不下去，致使△V读数较小，有的甚至在0.1毫伏以下，加上其他干扰因素，造成重复观测相对误差很大，质量难以得到保证，有的点甚至只能报废。

3 成果推断解释

3.1 单根电测深曲线的分析和分布

结合收集的资料及实际电测深数据，分析咸淡水反映特征时一是看ρs值大小的变化，另一个就是看电测深曲线反映特征，即曲线类型。咸淡水接触类型大致可以分为三类：

（1）上咸下淡（H）型，是上咸下淡的典型曲线。曲线前技ρs值稍高者，为表土，厚度很薄；AB/2从2m～3m开始，ρs值急剧下降，即为咸水段，ρs值降到3～4个Ω·m甚至1～2个Ω·m；尾技曲线微微上升段，为深层淡水段。

（2）上淡中咸下淡（H，QH，KH）型，这种类型的曲线，是有浅层淡水反映的电测深曲线类型。第一层，第二层(对H型是第一层)，ρs值普遍大于12Ω·m，为浅层淡水段。第三层（对H是第二层）ρs值急剧下降到10Ω·m以下，有的甚至下降为2Ω·m～3个Ω·m，是咸水影响结果，咸水的矿化度越高，其下降趋势剧烈。急剧下降的AB/2值,各地区不同，有的是15m到20m，有的是25m到30m，有的是65m到100m，说明该咸水段顶板即浅层淡水底板理深各地相异[4]。整个地区的总趋势是由西向东，由南向北浅层谈水底板理深越浅，逐步过渡到浅层无淡水。第四层(对H为第三层)，ρs值比前一层有所升高，有的升到10Ω·m以上，为淡水层段，上升点AB/2值一般都在150m左右，说明深层淡水埋藏比较深。

（3）全淡水区，曲线类型有KH、QH、H及近予“一”字型等，但整条曲线的ρs值都在10Ω·Μ以上。

3.2 等ρs断面图的分析

本次在工作区内中作了三条测线的等ρs断面图，即工作区西部-Ⅰ测线，方位NW25°左右；在工作区中部-Ⅱ测线，方位SN；在工作区东部-Ⅲ测线，方位NE60°左右。从ρs等值线的数值大小看，各条测线的浅部和深部的ρs值都大于中部的ρs值，根据该区ρs值主要决定于含水层的矿化度，说明浅部和深部的含水层的矿化度都小于中部，即中部可能是咸水反映。但仔细分析Ⅰ线和Ⅲ线断面图，在Ⅰ线的1119、1120、1121点和Ⅲ线13号点以南各点处的ρs等值线都在10Ω·m以上，据单根曲线分析，这些点处没有咸水，属全淡水类型，位置在前述范围内[5]。

对比三条测线的等ρs断面图，浅层淡水对Ⅲ线出现在20m以上，对Ⅰ线出现在65m以上，对Ⅱ线的13号～25号点出现在65m以上，25～36号点出现在40m以上，说明浅层淡水埋深各地不同。

本次工作虽然只交了三条测线的等ρs断面图，但南通地区，所有与上述相同方位的测线的等ρs断面图的变化情况，大致一样[6]。总分布趋势是由南向北，由西向东，浅层淡水的埋深逐渐变浅，厚度逐渐变薄，深层淡水埋深逐渐变浅；大面积分布的咸淡水接触类型是上谈中咸下淡型，西部地区沿长江一带和零星地点出现全谈水型，东部沿海一带和北部边缘地区呈条带状分布有上咸下淡型。

3.3 等AB/2视电阻率平面图的分析和解释

本地区，根据地质要求，我们布置了AB/2=5、10、15、20、30、40、150m几个电极距装置，并绘制了ρs平面图。通过相互的对比及收集附近已知井和钻孔的旁测深曲线、电测深曲线，再结合该地区地质普查已掌握的咸淡水变化情况，发现对15m以浅，ρs值大于15Ω·m时为淡水；对于15m～50m，ρs值大于10Ω·m为淡水；对100m以下，ρs值大于10Ω·m即为淡水。勘探深度和AB/2之间的关系，根据我们在江苏地区的工作经验，一般情况为H=AB/2。在南通地区，浅中部有比较厚的咸水层的屏蔽作用，因此随着AB/2的加大，勘探深度就不符合上述关系，而是勘探深度降低。比如AB/2=150m的等ρs平面图就不一定是反映150m深度变化，只会比150m浅。

4 成果及问题

实践证明，用电测深法了解沿海松散沉积层的浅层咸淡水的分布和埋深情况是行之有效的，对深层咸淡水的分布和埋深，由于受其上层巨厚咸水层的屏敝作用，效果虽不佳，但有参考意义。

成果资料解释时，只能大致确定咸淡水组的顶底板深度，难以确定含水砂层的层数及单层厚度。而且随着含水层组埋深的加深、含水砂层组都难以反映。单根测深曲线尾部都以相似角度上升，难以分层，说明深层淡水层段的含水层和隔水层在单根测深曲线反映一样。