电阻率法和激发极化法在地下水勘查中的应用
梁建刚1，刘黎东2，高学生1，苏永军1，孟利山1
【摘 要】 依据提供的物性参数的不同，广泛应用于找水工作的电法手段可分为电阻率法和激发极化法两大类，其中电阻率法提供电阻率参数，主要解决与赋水有关的构造问题(如赋水层位或断裂构造)。方法上有常规电法、电磁法，可根据地区赋水部位的不同选择适当的方法。激发极化法则利用含水层的激发极化效应进一步确定目标层位或构造的赋水性。电阻率法和激发极化法相互配合，在找水工作中相得益彰。 【期刊名称】物探化探计算技术 【年(卷),期】2014(000)004 【总页数】6
【关键词】 电阻率法； 激发极化法； 方法组合模式； 高密度电法； EH4电导率测深； 找水 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_computing-techniques-
geophysical-geochemical-exploration_thesis/0201254288322.html
截至目前，物探方法找水除核磁共振法外都属于间接找水[1-3]，所以物探找水工作必须与水文、地质工作紧密结合。这是因为水文和地质调查可以确定勘查区的地质构造情况和区域赋水类型、赋水层位及大致深度。了解这些情况对选择物探方法组合模式、确定物探测线布置方位至关重要；同时物探数据的解译时刻离不开地质和水文信息，使单纯的物性特征能还原成地质上的层位、岩性，即以地质、水文的语言呈现其成果；最后物探找水工作的一个突出特点是验证机率比较高，通过成井后的测井工作，一方面验证物探资料解译的准确度，另
一方面又可积累测区极距与深度的转换系数，可以最大限度的提高物探人员的资料解译水平。
找水工作中的物探方法选择，应该从含水层的类型和物探方法的方法特点两个方面加以考虑。实践证明,电阻率法和激发极化法的组合使用是一种最有效的工作模式。
国土资源系统北方四省抗旱找水工作，工作区位于河南省新乡市凤泉区。本次地下水勘查物探工作，采用了电阻率法和激发极化法两大类方法，其中电阻率法又有高密度电法、EH4电导率测深等方法。根据含水层的赋水类型的地球物理特征，选择一种物探方法或几种物探方法的组合进行综合水文地质定井，取得了较好效果。
1 含水层的地球物理特征
根据地下水的赋存条件、水力性质特征，工作区内含水岩组类型可分为以下三大类：
1)松散岩类孔隙含水岩组。 2)碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组。 3)碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组。
本次工作的取水目的层主要是：新近系碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组、新近系泥灰岩裂隙岩溶含水岩组和奥陶系碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组。新近系泥灰岩虽然是碳酸盐岩，但是较破碎，裂隙岩溶发育，其地球物理特征与新近系碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组基本一致。加之泥灰岩与泥岩、砂岩交互沉积，因此本次研究中将新近系碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组、新近系泥灰岩裂隙岩溶含水岩组统称为新近系含水岩组。
1.1 电阻率特征
为了更好地开展物探工作，我们搜集到工区内各类岩层的电性参数，如表1所示。
1)新近系含水岩组。此类含水层主要是指砂岩、粉砂岩及泥灰岩的裂隙、岩溶等，本区内主要的隔水层为泥岩(粘土)及完整的泥灰岩，砂岩、粉砂岩和泥灰岩的裂隙、岩溶(即新近系地层中的含水层)相对泥岩(粘土)颗粒粗、孔隙度大，从而使电阻率相对较高，这样含水层相对隔水层表现为相对高阻，但是完整的泥灰岩的电阻率又高于新近系含水层，因此在新近系地层中寻找相对高阻是本区运用电阻率方法的地球物理基础，实际工作中要注意区分完整泥灰岩与泥灰岩含水层。
2)奥陶系碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组。此类含水层主要是石灰岩、白云岩中的裂隙、破碎带及岩溶含水。当完整的岩体中出现裂隙、断裂及岩溶并充水或充泥时，含水矿物质电解导电能力增强，电阻率下降，出现相对低阻[4]。所以寻找相对低阻是本区运用电阻率方法寻找碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组的地球物理基础。 1.2 激电特征
岩矿石在外部电场充电和放电过程中，由于电化学作用引起的随时间缓慢变化的附加电场现象，称为激发极化效应(IP效应)，激发极化法是以不同岩矿石的激电效应之差异为物质基础，通过观测和研究大地激电效应，以探查地下地质情况的一种物探方法。
新近系含水岩组和奥陶系碳酸盐岩裂隙岩溶含水岩组，在激发极化方面都表现为高极化、高半衰时，这是用激发极化法寻找地下水的地球物理前提。在激发
电阻率法和激发极化法在地下水勘查中的应用
