广西地质调查院广西南宁530023
摘要：高密度电法在勘探中的应用广泛，在浅部测量中具有高分辨率的特点，是找水工作中使用比较普遍的技术手段。红层地区水资源相对较少，在地球物理勘察中电性差异不大，一直是电法勘探比较困难的地区。通过实际的工作效果，探讨物探红层找水需要注意和规避的问题。
关键词：高密度电法；红层；勘探效果
1、引言
红层地区主要为贫水区，但地下水分布和富集仍是有一定规律的。如风化带裂隙水，构造带裂隙水。可以看出，红层地区相对岩溶地区更需要查明地区的地质、构造及径流情况。地球物理方法作为水文调查的一个手段，要明确能解决的问题，重点布置在褶皱、断裂，岩层分界等部位，通过层间物性差异或破碎带与完整围岩的物性差异特征，圈划地下水赋存有利地带，为钻探定孔提供地球物理依据。
在实际工作中由于各种条件的限制与制约，并不能对应的使用多种测量方法技术，也不一定能在理想的位置布设测量工作，在这种前提下，通过讨论实践印证的结果，能在以后的相似条件下规避问题，得出更好的解译和结论。
2、研究区地质水文概况
研究区出露地层主要为侏罗系下统汪门组（J1w）和白垩系下统新隆组第一段（K1x1）地层。汪门组地层区域总厚度430m，上部岩性为厚层状泥质粉砂岩、泥质砾岩、砂岩；下部为中厚层状钙质砂岩与中厚层状钙质砾岩互层。新隆组第一段区域总厚度510～550m，岩性为紫红色厚层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，质地较软。
区域有北东向展布的大塘中生代断陷盆地西北翼，岩层产状平缓，总体向东倾斜，倾角约10°。下伏基底面茅口组（P1m）总体向南东稍倾，起伏变化较大。有一北西向逆断层通过，该地带应力集中，强度大，构造裂隙发育，为地下水的储存、运移乃至可溶岩的岩溶发育提供了有利条件。
地区主要接受大气降雨入渗补给，但入渗强度小，补给量小。地下水总体自南东向北西缓慢径流排入八尺江。
从区域地质情况可以得出，测量目标主要选择在侏罗系汪门组以砂岩、砾岩为主的地层中，与下伏矛口组的接触面也是优选的区域，北西向逆断层旁侧的次级构造也是较理想的地带。但研究区与八尺江较远，处于上游，补给条件并不理想。
3、研究区地球物理特征
研究区地表出露地层为沉积岩，覆盖面积广、厚度大，岩性混杂且完整岩石与风化、破碎岩石不同，会在视电阻率上存在差异，根据物性测定结果如表1所示。
就岩石电阻率平均值来说，沉积岩中的泥岩、粉砂岩、砾岩较低，为102Ω.m数量级，属于低电阻率；而灰岩则属于高阻层。
1）研究区的第四系覆盖较薄，主要为粘土层和砂石层，电阻率低；
2）粉砂岩、泥岩层，电阻率低，其中存在构造破碎的充填，以泥质为主，显示为极低电阻率值；
3）砾岩层也属于中低阻岩层，相较泥岩、粉砂岩的低电阻率，其值相对较高，且在研究区内有一定的埋深，该岩层的破碎位置存在赋水性，相较本层来说是相对低阻。
4）灰岩层在研究区内埋深较大，灰岩在物性上表现为高电阻率，与上覆砾岩层是不整合接触，在接触面上存在风化壳，在电性上会具有较明显的变化。
综上所述，在研究区的红层找水中，根据电性特征及电阻率差异，在砂、泥岩中有较小差异，在砾岩、灰岩界面的赋水段会有较好的效果。
4、实例
一线、二线和三线位于研究区东部，坛良村北面，三条测线平行布设，按照编号顺序依次进行高密度测量。测线方向和测线位置是以地质资料上通过该处的断层为布设依据。一号测线长1.2km，点距20m；二、三号测线分别长0.6km，点距10m。
从测量结果上看测得的视电阻率都很低，视电阻率0～50Ω∙m为泥岩层，50～150Ω∙m为泥质粉砂岩层，150～200Ω∙m为粉砂岩层。如图1为五线视电阻率断面图。整个视电阻率断面主要以圈闭或半圈闭视电阻率等值线组成，反映了岩层的电性小范围内较为不稳定，显示了研究区岩层互层交叠的特点。主要的异常出现在550m处、670m～790m段和900m处；其中550m处异常体为形态非常陡立的低阻圈闭条带状异常，从浅部向下延伸到中深部，视电阻率值较低，与周边围岩有较大差异。670m～790m段异常规模较大，异常形态陡立，异常倾角大约在70°，从浅部向下延伸，在深部与550m处异常汇合，视电阻率值较低，与周边围岩有较大差异。由670m～790m和550m组成的异常带，推测为主断层及其次级断层，由于视电阻率值均较低，很有可能在其破碎带内有较多充泥。900m处异常也属于陡立条带状低阻异常，从浅部向下延伸，该异常所处的位置围岩形态完整，推测该处为断层。深部没有发现高阻岩层。
图1一线视电阻率断面图
二线和三线位于一线南东侧，采用10米点距的测量极距，反演图如图2，从图上可以看出中部低阻带在测线垂向上是连续的，旁侧高低阻异常形态也相似。
在地表对异常进行追索，在一线900m处异常垂向约60m处发现断层擦痕面，但中部670m～790m段的低阻异常带在地表并未追索到断层带通过证据。对研究区地质情况进行综合分析后，认为研究区下伏茅口组灰岩深度较大，排除了打底砾岩层的想法；900m处砂岩层正断层确认产状后是比较理想的钻孔位置，但离村庄较远；中部低阻带还是推测以泥岩层为主，逆断层也不是找水的目标层；最终定孔在500m处低阻带南西侧，高阻中的相对低阻异常带，钻孔验证在78m、85m和95～125m段有裂隙、破碎，特别在95～125m段，出现多处明显且连续的破碎，部分有充泥现象，水量较小，为3t/h，单孔也是难以满足大村的用水需求的。
图2一线、二线、三线高密度电阻率反演对比图
5、结论
1、地质信息
地区的地质信息是工作的基础，确定具体的目标层位对勘探很有帮助，岩层或者构造复合部位是我们工作的重点地区，了解岩层产状和区域构造情况是工作方法的选择与测线的布置的前提，也是物探解释分析的出发点，对于与地质信息向背的测量分析，还是需要具体的查证。
2、物性差异
红层是对一系列砂泥岩为主的红色或紫红色沉积地层的统称，在不同区域不能一概而论的追索相似的物探异常，不同地层与不同的目标层位的组合在物性是有差异的，这些是在水文地质的基础上对岩石标本电性特征的分异性的体现，是最终解释的标识。
3、地面工作
除了收集到的水文和区域地质资料，在研究区还需要对布设剖面进行地质路线的草测，因为小比例尺的地层界线和构造位置可能会和实际有出入，高密度电法的测量方式使得大多数装置都只能测到呈倒三角的数据量，只有在测线中部测深深度较大，测线布置不合理会影响到测量的结果这和最后解释的判断。相对浅部小异常的确定，实测数据往往比反演数据更真实可靠。
参考文献：
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