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摘?要 通过物探激发极化法在望奎县及周边地区的应用，总结出下覆地层贫水段与富水段的电性特征以及激电测深曲线特征，对解决贫水村镇人畜饮水和生产用水具有指导意义。
关键词 望奎县；电性特征；激电测深；宽头西
中图分类号 P641 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0238-02
望奎县隶属绥化地区，地处松嫩平原的腹地（北纬46°35′～47°07′，东经126°04′～126°58′）。地层主要为巨厚的沉积岩，沉积厚度超过6000 m以上[1]。最早沉积为白垩系姚家组，稍晚为嫩江组，接续为四方台组、明水组[2]，在明水组之上为不连续的第三系地层。白垩系早期形成的岩层以湖相砂泥岩为主，富水性差；晚期明水组和第三系地层，由于形成时间晚，部分地段存在有未成岩的砂、砾石、粘土层，为河流冲积、洪积等成因。地表普遍出露第四系腐殖土（0 m～0.6 m），其下为亚粘土，部分地段有古河道存在。同属沉积岩，但由于沉积环境和物质来源的不同，因此，造成岩层结构纵向上变化复杂，致使富水性相差也很大，百米深机井（主要涉及四方台组以上第四系、第三系和白垩系的明水组地层）小时流量最小只有2～3吨，而最大流量能达到40吨/小时以上。在一个村子一个地方可能打一眼无水井，而在另外一个地方又可钻出一口丰水井。打一眼百米深的废井要浪费1～2万元。因此，钻井之前利用的物探工作确定井眼位置显得十分重要。工作中共涉及11个乡镇，87个村屯。针对以前的废井、丰水井和拟订打井的位置共布置246个激电测深点。实际钻井42眼，小时流量均大于15吨。
1 电性特征
从采集的激电测深数据看，含水层与非含水层的视电阻率（ρS）和激电参数（ηS—视极化率、JS—视激发比、DS—视衰减度）有着明显区别（见表1）。与其它岩性比腐殖土和亚粘土视电阻率较高，通常在15 Ωm～24 Ωm之间变化，该变化主要受地表干湿影响，干燥则视电阻率高，潮湿则视电阻率低，视极化率、视激发比和视衰减度三者最低，ηS小于1.4%，JS小于0.6%，DS小于37%，为非含水层；风化泥岩和风化砂岩视电阻率中等，分别变化在13 Ωm～22 Ωm和15 Ωm～24 Ωm之间，三个激电参数中等，视极化率下限都为1.9%，上限分别为2.4%和3.1%，视激发比变化范围分别为0.3%～1.0%和0.5%～1.6%，视衰减度的变化区间分别为32%～40%和40～55%，本层为含水层（原村民的小井取本层水饮用）；泥岩的视电阻率最低，在12 Ωm以下变化，在7 Ωm～12 Ωm之间，激电参数比腐殖土和亚粘土高，低于风化泥岩，为非含水层；泥质砂岩的视电阻率高于泥岩，激电参数两者相近；含水砂岩的所有参数在所有岩性中最高，视电阻率最高达46 Ωm，在22 Ωm～46 Ωm之间变化，视极化率最高达4.2%，下限为2.0%，视激发比和视衰减度的变化范围分别为0.9～3.4和45%～70%，为富水层，也是深井水文物探工作的主要目标层。
激电测深曲线特征：曲线的首支高阻低极化部分对应的是腐殖土和亚粘土部分，接下来为曲线的中阻中极化段，而后是中低阻低极化的泥质砂岩和泥岩与高阻高极化的砂岩互层，对应有一定厚度的泥岩部分曲线呈现小“H”型，如有一定厚度高阻高极化的砂岩出现，测深曲线会呈现明显的小“K”型[3]，含水量与幅值的高低以及厚度的大小呈正相关。
2 找水实例
由于工作区涉及岩性全部为低阻沉积岩，只做视电阻率测深和激发极化测深，未做其它剖面性工作。测深装置采用的是温纳装置，比例系数为1:3。
2.1 海丰镇宽头西村
应村干部的要求便于将来铺设自来水管道和机井管理，在村子中心选一位置，井深112 m，有迹象表明无明显含水层，通过提水试验小时流量不足3吨，水量不能满足村民的生产和生活用水的需要，只好通过物探手段选择井位。沿村子走向，即东西向布设了激电测深点5个，最大供电极距AB/2=200 m。通过筛选对比最终选定村子东头为最佳钻井位置。实际钻井深度110 m，出水量为28吨/小时，两井相距只有280 m。下面通过对比可以明显看出两个测深点（成井和废井井旁测深）4个参数曲线的差异。图1为出水量28吨/小时四参数曲线，四条曲线出现两个明显的小“K”型，而且四参数同步性非常好，在20 m～40 m处（AB/2）和80 m～120 m（AB/2）两处四参数同步凸起。在四参数中曲线变化以视电阻率曲线变化最顿，视激发比和视衰减度变化最为剧烈。曲线中断凸起最大值分别为ρSmax=25Ωm、ηSmax=2.68%、JSmax=1.61%、DSmax=61%，异常范围分别为23 Ωm～25 Ωm、2.32%～2.68%、1.01%～1.61%、43%～61%；曲线末段凸起四参数最大值分别为ρSmax=27 Ωm、
ηSmax=3.01%、Jsmax=1.73%、Dsmax=62%，异常范围分别为
25 Ωm～27 Ωm、2.70%～3.01%、1.45%～1.73%、48%～62%。还可看出末端突起范围大强度高，富水性要好于中断凸起。推断第一含水层中心埋深25 m左右，含水层厚度10 m左右，岩性应为明水组风化砂岩；第二含水段中心埋深63 m左右，含水层厚度12 m左右，岩性应为明水组弱交结砂岩。钻孔验证情况是第一含水层为风化砂岩，厚度12 m，第二含水层为粗颗粒弱交结砂岩，厚度8.5 m。水位降深17 m，流量为28吨/小时。图2为小时流量不足3吨井旁测深曲线，四参数曲线仅在30 m（AB/2）出现一小凸起，而且幅值较低，在大极距未见明显高值异常。从钻探记录看只在
23 m～27 m处见风化砂岩，之下为泥岩、泥质砂岩等。
2.2 卫星镇信头村
为避免经济损失，在钻井之前首先进行物探工作，在村子及周边共布设激电测深点7个，通过对比最后确定村后，村委会办公室前为最优点。实际钻井深度120 m，小时流量大于20吨。从实测资料（图3）看，曲线特征与图1相近，有两个凸起，四参数的变化同步性也很好，只是两个异常段埋深大一些。推断第一含水层中心埋深32 m左右，厚度为11 m左右；第二含水层中心埋深102 m左右，厚度为15 m左右。钻探验证情况是在28 m～36 m见第一含水层，为风化泥质砂岩，厚度8 m；第二含水层为粗颗粒弱交结砂岩，厚度10.5 m。水位降深14 m，流量为20吨/小时。
在该水文地质单元，其它水文物探确定井位的实例不再列举。
3 结论与建议
该地区地层岩性虽然简单，但由于岩石结构差异大，含水层分布极其不均匀。因此，在需水量较大的村镇打井时，不要随心所欲或单凭地貌高低确定井位来施工机井，这样会造成不必要的经济损失。应先行水文地质调查及物探工作，提高成井率以避免不必要的经济损失。
在该水文地质单元，“四高”模式值得借鉴，即高视电阻率，高视极化率，高激发比和高衰减度对应着含水丰富的岩层。简单采用传统的电阻率方法来判定含水层有一定难度，有时会模棱两可，由于多参数之间可相互佐证，采用多参数激电测量行之有效。
地面测深对于较薄含水层很难分辨，利用激电测井可分辨出0.5 m厚的含水层，这样可有针对性地把过滤器置于合适位置，以提高单井单位出水量。
参考文献
[1]韩振新等.黑龙江省重要金属和非金属矿产的成矿系列及其演化[M].哈尔滨:黑龙江人民出版社,2004:77-79.
[2]黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志[M].地质出版社,第33号,115-118.
[3]刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京:地质出版社,89-91.
[4]傅良魁.电法勘探教程[M].北京:地质出版社,136-141.
[5]赵国文.激发极化法找水的应用[J].激发极化法找水通讯,1984,2:47-48.
作者简介
董传统（1966—），男，高级工程师，主要从事矿产勘探、技术管理工作。
关键词 望奎县；电性特征；激电测深；宽头西
中图分类号 P641 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0238-02
望奎县隶属绥化地区，地处松嫩平原的腹地（北纬46°35′～47°07′，东经126°04′～126°58′）。地层主要为巨厚的沉积岩，沉积厚度超过6000 m以上[1]。最早沉积为白垩系姚家组，稍晚为嫩江组，接续为四方台组、明水组[2]，在明水组之上为不连续的第三系地层。白垩系早期形成的岩层以湖相砂泥岩为主，富水性差；晚期明水组和第三系地层，由于形成时间晚，部分地段存在有未成岩的砂、砾石、粘土层，为河流冲积、洪积等成因。地表普遍出露第四系腐殖土（0 m～0.6 m），其下为亚粘土，部分地段有古河道存在。同属沉积岩，但由于沉积环境和物质来源的不同，因此，造成岩层结构纵向上变化复杂，致使富水性相差也很大，百米深机井（主要涉及四方台组以上第四系、第三系和白垩系的明水组地层）小时流量最小只有2～3吨，而最大流量能达到40吨/小时以上。在一个村子一个地方可能打一眼无水井，而在另外一个地方又可钻出一口丰水井。打一眼百米深的废井要浪费1～2万元。因此，钻井之前利用的物探工作确定井眼位置显得十分重要。工作中共涉及11个乡镇，87个村屯。针对以前的废井、丰水井和拟订打井的位置共布置246个激电测深点。实际钻井42眼，小时流量均大于15吨。
1 电性特征
从采集的激电测深数据看，含水层与非含水层的视电阻率（ρS）和激电参数（ηS—视极化率、JS—视激发比、DS—视衰减度）有着明显区别（见表1）。与其它岩性比腐殖土和亚粘土视电阻率较高，通常在15 Ωm～24 Ωm之间变化，该变化主要受地表干湿影响，干燥则视电阻率高，潮湿则视电阻率低，视极化率、视激发比和视衰减度三者最低，ηS小于1.4%，JS小于0.6%，DS小于37%，为非含水层；风化泥岩和风化砂岩视电阻率中等，分别变化在13 Ωm～22 Ωm和15 Ωm～24 Ωm之间，三个激电参数中等，视极化率下限都为1.9%，上限分别为2.4%和3.1%，视激发比变化范围分别为0.3%～1.0%和0.5%～1.6%，视衰减度的变化区间分别为32%～40%和40～55%，本层为含水层（原村民的小井取本层水饮用）；泥岩的视电阻率最低，在12 Ωm以下变化，在7 Ωm～12 Ωm之间，激电参数比腐殖土和亚粘土高，低于风化泥岩，为非含水层；泥质砂岩的视电阻率高于泥岩，激电参数两者相近；含水砂岩的所有参数在所有岩性中最高，视电阻率最高达46 Ωm，在22 Ωm～46 Ωm之间变化，视极化率最高达4.2%，下限为2.0%，视激发比和视衰减度的变化范围分别为0.9～3.4和45%～70%，为富水层，也是深井水文物探工作的主要目标层。
激电测深曲线特征：曲线的首支高阻低极化部分对应的是腐殖土和亚粘土部分，接下来为曲线的中阻中极化段，而后是中低阻低极化的泥质砂岩和泥岩与高阻高极化的砂岩互层，对应有一定厚度的泥岩部分曲线呈现小“H”型，如有一定厚度高阻高极化的砂岩出现，测深曲线会呈现明显的小“K”型[3]，含水量与幅值的高低以及厚度的大小呈正相关。
2 找水实例
由于工作区涉及岩性全部为低阻沉积岩，只做视电阻率测深和激发极化测深，未做其它剖面性工作。测深装置采用的是温纳装置，比例系数为1:3。
2.1 海丰镇宽头西村
应村干部的要求便于将来铺设自来水管道和机井管理，在村子中心选一位置，井深112 m，有迹象表明无明显含水层，通过提水试验小时流量不足3吨，水量不能满足村民的生产和生活用水的需要，只好通过物探手段选择井位。沿村子走向，即东西向布设了激电测深点5个，最大供电极距AB/2=200 m。通过筛选对比最终选定村子东头为最佳钻井位置。实际钻井深度110 m，出水量为28吨/小时，两井相距只有280 m。下面通过对比可以明显看出两个测深点（成井和废井井旁测深）4个参数曲线的差异。图1为出水量28吨/小时四参数曲线，四条曲线出现两个明显的小“K”型，而且四参数同步性非常好，在20 m～40 m处（AB/2）和80 m～120 m（AB/2）两处四参数同步凸起。在四参数中曲线变化以视电阻率曲线变化最顿，视激发比和视衰减度变化最为剧烈。曲线中断凸起最大值分别为ρSmax=25Ωm、ηSmax=2.68%、JSmax=1.61%、DSmax=61%，异常范围分别为23 Ωm～25 Ωm、2.32%～2.68%、1.01%～1.61%、43%～61%；曲线末段凸起四参数最大值分别为ρSmax=27 Ωm、
ηSmax=3.01%、Jsmax=1.73%、Dsmax=62%，异常范围分别为
25 Ωm～27 Ωm、2.70%～3.01%、1.45%～1.73%、48%～62%。还可看出末端突起范围大强度高，富水性要好于中断凸起。推断第一含水层中心埋深25 m左右，含水层厚度10 m左右，岩性应为明水组风化砂岩；第二含水段中心埋深63 m左右，含水层厚度12 m左右，岩性应为明水组弱交结砂岩。钻孔验证情况是第一含水层为风化砂岩，厚度12 m，第二含水层为粗颗粒弱交结砂岩，厚度8.5 m。水位降深17 m，流量为28吨/小时。图2为小时流量不足3吨井旁测深曲线，四参数曲线仅在30 m（AB/2）出现一小凸起，而且幅值较低，在大极距未见明显高值异常。从钻探记录看只在
23 m～27 m处见风化砂岩，之下为泥岩、泥质砂岩等。
2.2 卫星镇信头村
为避免经济损失，在钻井之前首先进行物探工作，在村子及周边共布设激电测深点7个，通过对比最后确定村后，村委会办公室前为最优点。实际钻井深度120 m，小时流量大于20吨。从实测资料（图3）看，曲线特征与图1相近，有两个凸起，四参数的变化同步性也很好，只是两个异常段埋深大一些。推断第一含水层中心埋深32 m左右，厚度为11 m左右；第二含水层中心埋深102 m左右，厚度为15 m左右。钻探验证情况是在28 m～36 m见第一含水层，为风化泥质砂岩，厚度8 m；第二含水层为粗颗粒弱交结砂岩，厚度10.5 m。水位降深14 m，流量为20吨/小时。
在该水文地质单元，其它水文物探确定井位的实例不再列举。
3 结论与建议
该地区地层岩性虽然简单，但由于岩石结构差异大，含水层分布极其不均匀。因此，在需水量较大的村镇打井时，不要随心所欲或单凭地貌高低确定井位来施工机井，这样会造成不必要的经济损失。应先行水文地质调查及物探工作，提高成井率以避免不必要的经济损失。
在该水文地质单元，“四高”模式值得借鉴，即高视电阻率，高视极化率，高激发比和高衰减度对应着含水丰富的岩层。简单采用传统的电阻率方法来判定含水层有一定难度，有时会模棱两可，由于多参数之间可相互佐证，采用多参数激电测量行之有效。
地面测深对于较薄含水层很难分辨，利用激电测井可分辨出0.5 m厚的含水层，这样可有针对性地把过滤器置于合适位置，以提高单井单位出水量。
参考文献
[1]韩振新等.黑龙江省重要金属和非金属矿产的成矿系列及其演化[M].哈尔滨:黑龙江人民出版社,2004:77-79.
[2]黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志[M].地质出版社,第33号,115-118.
[3]刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京:地质出版社,89-91.
[4]傅良魁.电法勘探教程[M].北京:地质出版社,136-141.
[5]赵国文.激发极化法找水的应用[J].激发极化法找水通讯,1984,2:47-48.
作者简介
董传统（1966—），男，高级工程师，主要从事矿产勘探、技术管理工作。