瞬变电磁法找水效果的试验研究

在寻找水资源中的综合应用~

1.构造裂隙、张性断裂破碎富水带地电模型
（1）单一岩性的张性构造破碎带本身就是储水构造
其地电断面如图5-4所示,储水带为低阻脉状体。

图5-4 单一岩性张性构造破碎富水带地电模型

①亚黏土；②白云岩；③充水断层破碎带。ρ0—浮土电阻率；ρ1—白云岩电阻率；ρ2—破碎带电阻率
（2）灰岩地层宽破碎带地电特征
图5-5为辽宁建平波罗赤某部队所在地的物探找水综合成果图。

图5-5 辽宁建平波罗赤某部队所在地的物探找水综合成果图

工作地段地层岩性为震旦亚界白云质灰岩 ,具有溶蚀现象,区域地质上一条近SN向断层通过该处,在预测断层带走向上布设3条测线,分别以联合剖面法和电测深法进行探测,结果都获得了反映含水断裂破碎带的电性异常。图5-5为其中2号剖面的成果图。图中可见,AB＝220m、340m的联合剖面ρs曲线分别在183号点和181号点处呈现明显的低阻正交点,反映为富水断裂破碎带；曲线低阻带从175号点至189号点,跨度较大,反映该破碎带的宽度较大。根据不同极距正交点自东向西位移和正交点两侧ρs曲线分离宽度为东宽西窄的特征,确定破碎带向西倾斜,倾角约30°。电测深等ρs断面图上的183号点附近,对应联合剖面正交点部位同样呈现近似垂直的低阻异常带,反映为破碎带中心部位,而反映破碎带宽度的低阻带范围与联合剖面ρs曲线范围也是吻合的,等ρs断面右侧各条ρs等值线近似平行地向左倾斜,进一步证实了该断裂破碎带向西倾斜的特点。布井于182号点处,设计井深85m,结果分别在47～54m、59～77m之间揭露到白云质灰岩破碎带和断层裂隙带,涌水量380t/d,水位埋深15.4m,水质清甜。
2.高密度电阻率法在山区基岩地下水探测中的应用效果
为提高电阻率法在地下水探测中的勘探能力,应用最新研制的浅地层裂隙孔洞探测仪,以高密度电阻率法进行基岩裂隙地下水探测,取得了较为理想的效果。
本溪某地地处灰岩出露区,灰岩溶隙发育,是较好的富水地层,以三极装置2m点距进行观测,其成果如图5-6所示。

图5-6 本溪某地高密度探测成果图

在13～21号测点间,低于150Ω·m的ρs等值线近似垂直展布,反映为灰岩裂隙富水带,随着深度增加,异常宽度加大。布井于18号测点处,钻进45m,打出了涌水量1300t/d的岩溶水。
大连旅顺姜家地处山区沟谷地带,第四系松散层为亚砂土和表层砾碎石,厚度不大,仅1～5m。前第四系出露岩性,沟谷东侧为震旦系灰岩,西侧为二叠系泥砾岩。区域地质上,有一条NW向断层通过,垂直于预测断层布设测线,以2m点距的三极装置进行测量,观测剖面及正反演成果如图5-7所示。从反演成果图中可见,64～180号测点间电阻率高于500Ω·m的反映为灰岩地层,断面西侧小于150Ω·m的反映为泥砾岩地层。64号测点处,高、低阻界面向东高角度倾斜,反映为砂页岩与灰岩的断层接触界面。上盘为灰岩裂隙富水层,下盘为泥砾岩隔水层。布井于上盘,钻进110m,单井涌水量500t/d,钻孔揭露地层与分析结果基本一致。

图5-7 大连姜家高密度探测成果图

3.激电法在找水中的应用
1）地质概况：河南省新安县轸南区属于浅山丘陵区,是新近纪末期所形成的一个小型封闭状的断陷盆地,盆地中有巨厚的第四系砂卵石松散沉积物,因此称它为地下水库,因为涧河河水流经盆地中心部位,汛期可以得到河水的大量补充。测区的西北部为震旦系石英岩和寒武—奥陶系灰岩地层。在南岗、韩都湾、铁门一带,则为第四系松散沉积物。其余广大地区则为三叠系紫红色砂页岩地层。
2）工作方法：用ηs、Js和ρs等参数做激电测深,共做了六条“井”字形骨架轮廓的剖面。
3）资料整理与解释：通过资料整理,绘制了三个高程（280m,220m,170m）各参数（ηs、Js和ρs）等值线平面图。再根据三参数曲线特征,结合地面地质调查,作出了高程为280m时的地质推断平面图（图5-8）。

图5-8 新安县轸南区地质推断平面图（高程280m）

1—砂卵石；2—黏土；3—砂页岩；4—石灰岩；5—石英岩；6—断层；7—剖面线
图5-9为Ⅲ—Ⅲ′剖面视电阻率（ρs）、视极化率（ηs）、视激发比（Js）等值线断面图与地质推断剖面图。在ρs等值线断面图中,53与58号点,ρs曲线均表现陡直密集,说明岩性急剧变化,推断为地堑构造。55号点,三参数（ηs、ρs、Js）等值线均存在有高值封闭圈,其中ρsmax＝120Ω·m,说明浅部为砂卵石地层,而深部为基岩；ηsmax＝2.6%、Jsmax＝1.4%,说明富水性很好。地质推断如图5-9（d）所示。
根据南岗、省庄、庙头、韩都湾等地所打机井来看,出水量都很大。基岩埋深80m左右,砂卵石含水层组厚度超过40m。
4.瞬变电磁法在找水中的应用
TEM法主要是根据地下岩层的赋水性及离子含量不同所导致的电阻率的差异来评价地下水的,TEM寻找地下水的方法主要有两种：①首先在测区已知含水层的范围进行勘察,把所绘视电阻率-深度断面图与实际异常进行对照,确定TEM方法的有效性并得出勘察区内含水层视电阻率的变化范围；然后在未知异常处进行普查,寻找断面图上视电阻率相近的异常。②岩石或松散沉积物的电阻率值是在一个很大的范围内变化的,即使是同一种岩石或松散沉积物,由于其含盐量、含铁量、含水量以及结构的不同,电阻率值的变化也很大。干的砂砾石电阻率值高达几百至几千欧姆·米,而饱和的砂砾石含水层则显著降低。在同样的饱和水情况下,粗颗粒的砂砾石比细颗粒的粉砂电阻率要高,饱和的黏性土地区由于渗透条件较差,多出现低阻值。
水资源是关系国计民生问题的大事,水资源的短缺限制和影响了内蒙古牧区正镶白旗某镇的可持续发展,在20世纪80年代初,牧区的水井队在正镶白旗阿拉腾嘎达斯苏木测线L1的250m处打了一口水井,日喷水量在每小时100t左右,连续喷水达20多年,初步确定在该区另有水源,希望在附近寻找到其他的水源,引入距离该牧区50km的白旗镇,以解决城镇居民用水水源问题,为此,在此区域内开展瞬变电磁勘探工作,为饮水工程的水源定位提供科学的施工依据。根据该地区前期地震勘探结果及核磁共振勘察结果,初步断定水源地主要为裂隙构造水。为进一步探明现有自流水井周围地层构造,并圈定可能存在的断裂带,吉林大学组成的瞬变电磁法水资源勘探组于2003年夏季进行了野外勘探,利用吉林大学自行研制的ATEM-Ⅱ瞬变电磁测量系统。

图5-9 新安县轸南区Ⅲ-Ⅲ′面图

（a）视电阻率（Ω·m）；（b）视极化率（%）；（c）视激发比；（d）地质推断1—等值线；2—黏土；3—砂卵石；4—砂页岩；5—石灰岩；6—断层
内蒙古正镶白旗水源地位于浑善达克沙漠南缘,地势南高北低,向浑善达克沙漠倾斜,接近浑善达克东西向挽近槽地南缘。上部为第四系全新统风积砂,分布有风积砂层孔隙潜水；其底部为分布广、厚度大的新近系上新统红色泥岩,红色泥岩构成良好的区域性隔水层。风积砂层孔隙潜水的水量大小随沙丘底部红色泥岩顶板的起伏不平而变化：在低洼处风积砂厚度大,有利于地下水的汇集与赋存,水量就较大；而在高处风积砂厚度薄,不利于存水,水量也较小。下部为新近系上新统和下白垩统巴彦花组地层,在其砂岩、砂砾岩层中埋藏有较丰富的承压自流水。但普遍自流量小于2400m3/d,在局部构造控制区单井涌水量大于1500m3/d。如1号井单井涌水量3489.7m3/d。主要勘察位于潜水涌水量小于10m3/d,承压涌水量为100～200m3/d区（V区）。由于构造影响,确定井位较为困难。
本次测量,为保证一定勘探深度,铺设100m的线框,采用了重叠回线装置,发射回线边长100m×100m,接收回线面积10000m2,点距为50m,发射电流13.2A,关断时间130μs,发射频率25Hz,线同步方式,均匀密集采样方式,采样率5μs,叠加次数1024,布设L1、L4、L3共三条剖面,长度分别为400m、700m、850m,其中剖面L1穿过1978年形成的自流井,L4剖面穿过地震方法勘探确定的井2,L3剖面平行L4线,距L4剖面220m,如水文地质结果图5-10所示。
勘探数据经过处理,L1剖面通过井1（自流井）,其中250m为自流井。图5-11为白旗L1反演电阻率断面图,从剖面可见明显的低阻异常带,自流井位于低阻异常带的西边缘,低阻异常带确定为含水断裂带,断裂带呈直立高角度,深度250m左右,宽度180m左右,电性反映为90～130Ω·m,此值与平原地区含水的砂砾岩石典型电阻率值相符,该测线的结果为测线L3、L4的解释提供了重要的依据。
L4剖面通过井4（2003年探孔）,剖面长度700m,勘探深度280m,300m为井3,图5-12为L4反演电阻率断面图。L4剖面发现明显的低阻异常带,确定低阻异常带为断裂带,断裂带呈直立高角度,同剖面L1反映一致,深度200m左右,宽度550m左右,电性反映为100～130Ω·m。井3位于低阻异常带的中部靠西,电性反映为140Ω·m,160m以上和180m以下为高阻层,说明含水层厚度薄,同时也说明地层电性为140Ω·m时的富水性较电性为130Ω·m时的富水性差一些。在300 m处勘探结果同钻井3的资料一致,并推测在200m处120m深的为富水性较好。
瞬变电磁法在剖面L4勘探结果说明了浅层地震勘探喷水量小的原因,为确定新的水井探孔位置,在L4剖面的北边220m左右确定为L3剖面,地形平坦,以便选择合适的布井位置,L3剖面长度850m,解译深度280m,图5-13为L3反演电阻率断面图。L3剖面发现两处明显的低阻异常带,确定低阻异常带为断裂带,其中东部800m处,解译深度160m左右,宽度300m左右,西部200m处,解译深度300m左右,宽度300m左右,电性反映为90～130Ω·m。

图5-10 测区的水文地质图（内蒙古牧区水利研究所提供）


图5-11 正镶白旗L1瞬变电磁勘探的反演结果图

初步确定在西部200m处深度为160～250m为富水性较好的区域,可以钻孔水井,而东部的800m处电阻率值比自流井处电阻率值低很多,确定含水,但深度比较浅,建议采用核磁共振方法探测验证,表明在Baiqi-43点,平均含水率7.7%,解译含水层厚度98m,解译渗透系数1.2394m/d,初步确定为断层带。含水量很小,但电阻率值比较低,其主要原因是近地表含黏土量比较大所导致。而在650～700m中间电阻率同自流井的值比较接近,建议在500m与750m中间打井。经内蒙古牧区水利研究所在675m处打井验证,称为井5,钻孔深度168m,下管成井深度158m,根据钻探取心和测井解释结果,0～15m为第四系,为风积中细砂,含水层厚度约10 m,类型为孔隙潜水。15～158m为断裂带充填物,岩性以中细砂、中粗砂、红色黏土、砂砾石为主,含水层厚度约28.7m,类型为孔隙自流承压水。下部为白垩系下统巴彦花组砂岩、灰色泥岩、泥质砂砾岩含卵石,未打穿,含水层类型为孔隙自流承压水,自流量较小。井5承压水头+2.55m,42.24m降深涌水量58m3/h,75m降深涌水量可达2400m3/d。

图5-12 正镶白旗L4瞬变电磁勘探的反演结果图


图5-13 正镶白旗L3瞬变电磁勘探的反演结果图

采用TEM方法查明浅层地震勘查方法确定的井2喷水量小的原因,确定井5。经钻孔验证,井5喷水量较大,由自流井1和井5可以满足3000m3/d的供水需求,而且根据保守资源估算,阿拉腾嘎达斯苏木水源地可以保证3000m3/d,30年的开采,并且水质较好,水化学类型为HCO3－Na型水,各项指标均符合国家居民生活饮用水标准（林君等,2005）。

目前，瞬变电磁法在矿产资源勘查、地热和地下水资源探测以及在桥址、路基、坝址、高层建筑地基、岩溶、滑坡、煤矿陷落柱、地下水污染等工程和环境地质调查中，TEM都发挥了重要作用。
4.4.9.1 河北武安县中关铁矿应用效果
中关铁矿为接触交代型磁铁矿床，矿体成礼帽状，中央部分厚达200 m，顶部埋深约300 m。矿石以致密块状为主，含铁品位40%以上，其电阻率＜10Ω·m，相对磁导率μr≈3。矿体顶板为厚约200 m的灰岩层；其上为赋含水的砂岩、黏土页岩以及第四系覆盖层，它们构成电阻率为30Ω·m的低阻层。
采用100 m×100 m 及 200 m×200 m 重叠回线装置在4 剖面上的观测结果如图4.4.20所示。早期剖面图曲线强而平稳，反映了浅部地层导电性好且均匀。随着延时增大，在50～70号点间2.6 ms以后逐步显示出一局部异常，尽管异常低缓，但相对于背景仍表现出清晰的响应。对照勘探剖面可知，该异常对应着矿体中心部位。另外，该异常也与物理模拟的结果也基本相拟合，证实瞬变电磁异常确系矿体引起。从100 m×100 m到200 m×200 m两种回线的异常相对比的结果说明，在电导覆盖层的地区，采用小回线工作更有利于突出矿异常。
在剖面右侧，中、晚期道出现幅度较大的异常，是该区煤系地层中无烟煤层(电阻率约20Ω·m)的反映。

图4.4.20 河北中关铁矿4线TEM综合剖面图

1—第四系；2—砂岩；3—黏土页岩；4—二叠系；5—石炭系；6—结晶灰岩；7—大理岩；8—花岗斑岩；9—角砾状灰岩；10—透辉石矽卡岩；11—块状磁铁矿；12—蚀变闪长岩；13—角砾岩；14—钻孔
4.4.9.2 湖南水口山矿田康家湾铅锌金矿床上的应用效果
湖南水口山铅锌金矿田是著名的老矿山。扩大矿田深部和外围的找矿工作，已成当务之急。为探索在厚达数百米的低电阻红层覆盖下探测矿层行之有效的技术手段，开展了野外试验、物理模拟及反演解释的研究。这里主要介绍在康家湾矿床上的应用效果。
(1)地质、电性条件
水口山矿田康家湾铅锌金矿为大型层控矿床。矿体赋存在侏罗系底砾岩(J1g)与栖霞灰岩(P1q)、壶天灰岩(C2+3)、当冲硅质岩(P1d)的接触破碎带中(Q-Bf)，呈层状缓倾斜近于水平产出，埋深200～500 m不等的多层矿，总厚1～25 m。白垩系东井组(K1d)红层覆盖于侏罗系、二叠系地层之上，呈不整合接触。岩、矿石的电性参数测定结果表明：铅锌金矿石的平均电阻率为0.1～1Ω·m，比围岩(电阻率大于1000Ω·m)低3个级次以上。上覆红层(K1d3)的电阻率为50～100Ω·m，为典型的低电阻覆盖层。
(2)剖面异常响应
剖面测量使用200 m×200 m的重叠回线装置工作。选取延时0.4～22.2 ms之内(即1～18取样道)，观测参数为V(t)/I。为了增大信噪比，要求发送电流大于5 A，使用双匝接收回线观测。叠加次数的选取视各观测点的干扰电平而定，在远离电网的山区选用512次，而在近工业设施的地段选用2048或4096次。

图4.4.21 Ⅰ、Ⅱ测线瞬变电磁法综合剖面图

a—多测道V(t)/I剖面曲线；b— 拟断面图；c—地质剖面示意图。
K1d3—白垩系东井组上段(红层)；J1g—侏罗系高家田组；P2d1—二叠系斗岭组；P1d—二叠系当冲组；P1q—二叠系栖霞组；C2+3—石炭系壶天群；Q-Bf—硅化破碎带
如图4.4.21a所示，多测道V(t)/I剖面曲线的前8道主要反映了浅部地质体的横向变化，曲线呈阶梯状。东边的高值区反映了厚层白至系东井组上段(K1d3)低电阻率红层的分布；随着测道的增加，阶梯转折点向东移，反映了红层往东厚度变大的特征。曲线中段的低值响应反映了侏罗系及二叠系相对为高阻地层。矿层的响应主要反映在10测道以后，从I线24～32号测点及II线57～63号测点的曲线可见，尽管异常低缓，但相对于背景仍然清晰可辨，并随测道的增大异常变得更明显。由于 I 线矿体埋深(300 m)比 II 线矿体埋深(180 m)要大，故开始显示异常的时间相对较晚；异常的综合参数(衰减指数)a值分别为13 s-1、14 s-1，表明为具有一定规模的良导体引起。
图4.4.21 b为视电阻率ρ拟断面图，更明显地说明了地电断面的横向和纵向变化。ρ 等值线直观地说明了低阻红层(K1d3)的起伏形态及深部高阻层(P1q、P1d)的隆起。但是，对于矿层的反映并不明显，仅仅60Ω·m、40Ω·m等值线封闭圈上有所显示。

地层中的空隙空间是地下水的流动通道或赋存场所。通常情况下，根据地下水所在介质的主要空隙的性质，将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水3种主要类型。甘肃省的地下水绝大部分属于孔隙水或裂隙水。此例研究工作是针对甘肃省地下水分布的特定情况，按地貌特征、地下水赋存状况和埋藏条件的不同，将研究对象划分为第四系洪积区承压水、第三系地下水、基岩浅藏区地下水、沙漠下垫层地下水和黄土高原地下水5种类型，每种类型中都分别包含有孔隙水、裂隙水，或二者兼而有之。现将综合物探试验研究结果分述如下。

（一）第四系洪积区承压水

项目区内重点研究的第四系洪积区承压水分布在山丹盆地的东南部。根据综合物探解释资料和区域水文地质资料分析，该区地层可划分为4层：地表岩性为根植土、亚砂土；上部地层以中上更新统含泥砂砾卵石、含砾砂及亚砂土为主，接受第四系潜水的补给；下部的中下更新统砾卵石、含砾砂和亚黏土的交互沉积层是此次试验研究的目的层，蕴藏着较丰富的地下水资源；底部是第三系的泥岩、砂质泥岩。

从电测深和瞬变电磁断面资料分析（图3－2－4）：在综合物探剖面中段的电测深5～8号点之间，ρS断面的中低阻等值线向上迅速突起、瞬变电磁ρ_τ断面8～12号点下部的等值线形成独立的高阻封闭圈，均表明地层岩性横向变化大，由此推断该区存在基底隐伏隆起。据地面调查资料显示，5号点东侧为丘陵地貌，附近见有第四系底部的胶结砾岩和第三系黏土出露，其南北两侧地势平坦、第四系厚度均大于80m，进一步说明地表隆起是由于第三系抬升所致。

图3－2－4 山丹陈户－陈河工区综合物探剖面图

由激电曲线分析可知（图3－2－5），含水层段的ηs、Z及S_t异常明显高于无水段的背景值（η_S>1％，Z>0.6，S_t>750），这三个参数值的高低预示了含水层富水性的强弱。根据激电测深资料推断：工区北部地下水埋藏在70m以下，其中100m以上层段含水层的富水性相对较弱，100～280m段地层的富水性较好。激电曲线异常部位较宽并有波动现象，表明含水层厚度较大且夹有隔水层。工区南部地下水埋藏在80～100m和130～220m层段，含水层厚度比工区北部小，仍为互层结构。根据区域水文地质资料分析，该区地下水水位埋深明显小于物探推断的含水层所处的深度，因此判断地下水带有承压性质。

IP－2号剖面上激电1号点附近180m深的钻孔地质剖面显示：0～92.8m主要是含泥砂砾卵石、92.8～180m为含泥砂砾卵石、砂与亚砂土、亚黏土的交互沉积层。地下水略具承压性，水位埋深83m，单井涌水量>100m³/h；激电6号点附近150m深的管井资料显示：除1.5～17.4m和74.6～103m层段为含泥砂砾卵石外，其余地层均为亚砂土、亚黏土及泥质细粉砂等细颗粒地层。地下水明显承压，水位埋深22m，单井涌水量>80m³/h。上述含水层的位置都与激电中深部异常区吻合，钻探成果与物探解释结果基本一致。从图3－2－5还可以看出，ηS和S_t异常的高值区与电测深曲线的Q型部位吻合，充分证明了以往工作中总结的“电测深曲线的Q型部位对应含水电性层”这一结论的正确性。

图3－2－5 山丹陈户－新河工区激电测深曲线

从综合物探解释情况看，山丹陈户一新河工区第四系潜水和承压水分布面较广。此外，根据激电测深资料推断，该区200～300m深度范围内，激电高值异常最为突出，瞬变电磁资料上也有一定的异常显示，推测第三系内还可能存在较丰富的地下水。

电测深和瞬变电磁法对工区的地层岩性结构、基底起伏形态的确定和地质构造的划分起到了决定性的作用，激电测深资料对地下水的埋藏分布状况给出了良好显示。

（二）第三系地下水

对第三系地下水进行研究的野外工作，布设在山丹盆地西侧的位奇镇四坝村（以下简称四坝工区）一带。

四坝工区地处永固隆起的东部边缘带，综合物探工作围绕四坝村附近的4个已知钻孔展开。该村南部的1、2号孔主要开采利用第三系承压水；村北的3、4号孔开采的是第四系地下潜水。据以往电测深资料分析，区内存在一条北西西向分布的隐伏断裂。受其影响，第四系厚度差异较大，村南1、2号孔一带第四系厚度小于60m，村北部则大于120m。一般情况下，第四系基底为第三系泥岩、砂质泥岩，视电阻率15～25Ω·m。

通过电测深资料的定性分析发现，村南部第四系基底中，存在视电阻率值比区域正常值高出20～30Ω·m的中间层，后期施工的1、2号钻孔已证实了第三系中存在较丰富的地下水。根据电测深和瞬变电磁勘测资料（图2－2－6）分析，2、3号点之间的电测深ρS等值线向北急剧下倾、瞬变电磁ρ_τ等值线呈阶梯式分布，电性明显不连续，较准确地指示出了隐伏断层的具体位置。从图3－2－6（b）可以看出，在2号点以南地段，高阻粗颗粒含水层主要分布在70m以下，且呈现高低阻相间的交互状沉积；3号点以北地段，粗颗粒地层主要分布在125～100m以浅层段，底部同样为互层结构。

图3－2－6 山丹四坝工区综合物探成果图

该区的激电测深曲线中（图3－2－7）含水段的极化率（ηS）与半衰时（S_t）的异常幅度比无水段背景值高2～3倍，较明显地反映了地下含水体的垂向分布特征。按照激电参数曲线划分：在四坝村以南地带，含水层主要分布在75～200m和250m以下层段；四坝村以北地带，含水层分布在85m以下层段。综合物探分析结果与测井解释及钻探结果对应良好（该区采用无岩心钻探，钻孔剖面基本靠测井结果划分）。

图3－2－7 四坝工区典型激电测深曲线

（三）基岩浅藏区地下水

研究基岩浅藏区地下水的野外工作布置在永昌盆地西部的山间洼地内，位于红山窑乡马家坪及三条沟一带。

根据电测深和瞬变电磁资料分析（图3－2－8）：受基底形态起伏的影响，该区第四系分布不均，自北东向南西，其厚度逐渐减小，从80m左右减至仅数米，3号点附近厚度最大；沿此方向，地层颗粒逐步变细，岩性由第四系含泥砂砾卵石、砂砾石渐变为第三系砂砾岩、砂及砂质泥岩；剖面东端基底为花岗岩。第四系中上部岩性以含泥砂砾卵石为主，一般不含水；中下部为砂砾石、砂及亚砂土的交互沉积，与主要含水部位相对应。

图3－2－8（a）中，ρS断面底部的等值线排列不规则，表明第四系下伏基底存在岩相变化。结合已知资料推断：剖面西段（1、2号点）呈低阻，以第三系砂质泥岩为基底；剖面中段（3～5号点）为高阻区，对应于变质岩和花岗岩基底；剖面东段（6、7号点）为中高阻区，基底岩性既有第三系砂砾岩、砂质泥岩，又有花岗岩，属于混合基底区。结合瞬变电磁勘测成果（图3－2－8b）推断，该区地下水主要分布在地下60～120m深度内。

以往搜集的部分资料认为，该区分布有基岩裂隙水。通过综合物探勘查工作，在电测深、瞬变电磁剖面（图3－2－8）和音频大地电场剖面（图3－2－9）上，都未发现工区内存在基底隐伏断裂的迹象。这就表明，以往推断的“基岩裂隙水”。属于基岩风化裂隙带中的地下水。

音频大地电场剖面中，以40号点为界，可将电位差信号分为西部中幅区和东部低幅区。中幅区对应的地层岩性颗粒较为粗大，第四系较厚。其中，15、35号点处的高值异常位于变压器附近，属于干扰信号。低幅区对应的地层岩性颗粒较细，第四系较薄。其天然电场强度低估计与细颗粒地层对信号的吸收有关。

根据激电测深成果资料分析（图3－2－10）：区内的激电曲线异常段多出现在电极距AB/2＝40～130m处，并在AB/2＝80～130m段形成单峰高值异常，相应的异常特征为：ρS＝200～300Ω·m，ηS＝1.5％～2.5％，z＝1～1.4，S_t＝1000～1500ms，异常幅度是背景值的3～5倍。根据与调查了解的附近的钻孔资料对比分析表明：激电资料显示的异常范围与钻孔揭露的含水层段基本吻合。其中，激电浅部异常与第四系底部的含水层及第三系中的薄层状含水层相对应，深部高值异常主要反映的是基岩风化壳中的地下水。

图3－2－8 永昌工区综合物探成果图

图3－2－9 永昌工区音－1音频大地电场曲线

图3－2－10 永昌工区电性激电测深曲线

此外，部分激电测深曲线尾支的急剧抬升，很可能是由于老基岩中电子导电矿物的影响造成的。

对激电资料的解释分析，应紧密结合附近地区已经取得的地质成果，尤其要注重分析研究钻孔地质资料和测井资料，不能仅仅依据电性参数就作出地层富水与否的结论。

（四）沙漠下垫层地下水

沙漠下垫层地下水的研究区处在民勤盆地北部的西渠镇西部地段，综合物探剖面纵跨绿洲平原和盆地内部的沙丘，北部与土山子隆起接壤。从电测深剖面（图3－2－11（a））上分析，由于地下水矿化度较高，剖面全段视电阻率整体偏低，大部分地段的ρS值小于20Ωm，剖面底部ρS<10Ω·m的电性区分布范围越来越大，ρS>15Ω·m的电性区逐步减小，表明深部淡水体的向北逐步尖灭。根据对该区电性层视电阻率和地下水矿化程度所作的统计分析资料表明：当ρS>26.9Ω·m时，地下水溶解性总固体小于1g/L；ρS＝13.7～26.9Ω·m时.溶解性总固体为1～3g/L；ρS<13.7Ω·m时，溶解性总固体大于3g/L。由此推测：剖面上1～3号点为咸水分布区；向南跨入4号点后，剖面下部开始出现深层淡水，其顶板埋深从南向北逐渐增大，为220～300m；4～9号点之间地表电性分布不均，10m以浅地段ρS值一般大于50Ω·m，可能存在浅部淡水透镜体。

瞬变电磁勘测结果中（图3－2－11（b）），大于150Ω·m的等值区主要分布在4号点以南的地下250～370m地段，相对高阻区向北逐渐尖灭。它对深部淡水体的反映与电测深成果有一定的出入，但总体规律基本相同，且与已知的钻孔资料存在粗略的对应关系。

通过上述物探资料的解释结果可以看出，民勤盆地腹地深层淡水的分布主要受地层岩性结构和地下水补给、径流条件的控制，与地表风积地貌的关系不大。因此在沙漠区找水，首先应考虑测区的自然地理环境和水文地质条件，重点勘查沙漠下垫层的地层岩性结构和地质构造。

图3－2－11 民勤工区综合物探成果图

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