唐鑫　何勝

【摘要】為遏止近年來(lái)敦煌月牙泉水位持續(xù)下降、水域面積不斷縮小的趨勢(shì)，探明月牙泉的地質(zhì)成因顯得尤為主要。物探作為地質(zhì)勘察的一種重要手段，本文對(duì)月牙泉工區(qū)物探電測(cè)深勘察的地球物性條件、地電斷面特征，地質(zhì)形成與電測(cè)結(jié)果反映對(duì)比等問(wèn)題進(jìn)行了較為詳盡的論述，為月牙泉查明成因及應(yīng)急治理工程（驗(yàn)證了電測(cè)深效果良好）提供了較好的可靠資料。

【關(guān)鍵詞】電測(cè)深；地電特征；地質(zhì)成因；月牙泉

【Abstract】In order to prevent the water level of the Crescent Spring in Dunhuang in recent years， the water area has decreased continuously， it is very important to explore the geological causes of the spring of the moon. Geophysical exploration in geological survey is a kind of important means， of Crescent Moon Spring Area geophysical sounding investigation in this paper， the geophysical conditions， geoelectric section features， geological formation and electrical measurement results reflect problems were discussed in detail， for the crescent moon spring to identify causes and emergency treatment engineering （Verified the resistivity sounding effect is good.） provides a good and reliable information.

【Key words】Resistivity sounding；lectrical sounding，electrical characteristics；geological origin；Crescent Spring

月牙泉位于敦煌市區(qū)向南5Km的鳴沙山北側(cè)山灣處，數(shù)千年來(lái)，月牙泉深陷流沙而不被掩埋，依然碧波蕩漾，水聲潺潺。然而，近30多年來(lái)，月牙泉水位竟然持續(xù)下降，水域面積不斷縮小。為了保住這一千年名勝，不使其逐漸干枯，實(shí)現(xiàn)敦煌旅游業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，人們?cè)诓粩嘧穼ぶ卵廊纳嫖C(jī)源頭。對(duì)月牙泉地區(qū)進(jìn)行水文地質(zhì)條件調(diào)查，物探勘察可助一臂之力。物探工作的目的是必須弄清楚月牙泉地區(qū)深部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層巖性、第四系地層厚度、有無(wú)沙漠下部基巖裂隙水補(bǔ)給、月牙泉與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系等問(wèn)題[1]。

1. 自然、地質(zhì)與地球物理特征

（1）月牙泉海拔1134m，水深2～3m，南北兩側(cè)為海拔1250m的鳴沙山。物探勘察面積約8Km2，地形復(fù)雜，山險(xiǎn)陡峻。月牙泉地區(qū)屬典型的內(nèi)陸性氣候，降雨量少，蒸發(fā)量高，夏季炎熱，冬季寒冷，日溫差大。工區(qū)內(nèi)無(wú)河流通過(guò)，僅北側(cè)有黨河，但其河床常年干枯。工區(qū)出露地層有前震旦系、第三系及第四系。第四系地層出露較全，主要有全新統(tǒng)沖積、沖湖積、風(fēng)積層，巖性為含礫粗砂、亞砂土、亞粘土、粉細(xì)砂等，上更新統(tǒng)沖積、洪積砂礫石層，中更新統(tǒng)沖積-湖積亞砂土、粉細(xì)砂、亞粘土鈣質(zhì)半膠結(jié)透鏡體等。第三系（N）巖性為泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥質(zhì)砂礫巖組成，是較好的隔水層。前震旦系（Anz）出露于工區(qū)外圍，其巖性為片麻巖、角閃巖及大理巖等[2，3]。

（2）工區(qū)位于北西西向的祁連山褶皺帶及北東東向的阿爾金山褶皺帶的復(fù)合部位，祁連山北部大斷層及阿爾金山索爾庫(kù)里大斷層對(duì)該區(qū)的構(gòu)造體系均有明顯影響。其中，當(dāng)金山北西西向斷層屬于祁連山北部斷裂帶，三危山及一條山北東東向斷層屬于索爾庫(kù)里斷裂系。這兩組斷層在敦煌一帶交叉復(fù)合，使三危山及鳴沙山一帶的構(gòu)造變得更加復(fù)雜[3]。

（3）依據(jù)本次電測(cè)深曲線及月牙泉Zk2號(hào)孔孔旁測(cè)深曲線對(duì)比分析，該地區(qū)第四系全系統(tǒng)風(fēng)積層電阻率最高，其ρs值一般大于1000Ω·M，因干濕程度不同，其電性特征可分為：潮濕風(fēng)積層ρs值約1000Ω·M，干燥風(fēng)積層ρs值約1500Ω·M，第四系亞砂土、潮濕中粗砂及亞粘土層ρs值較低，在20Ω·M左右。中更新統(tǒng)沖積含水層（砂礫石、含礫中粗砂、中細(xì)砂）ρs值一般在70Ω·M左右，反映在電測(cè)深曲線的前支，沖積-湖積硅質(zhì)半膠結(jié)礫巖夾薄層粗砂透鏡體ρs值在500Ω·M左右，一般呈K型或Q型曲線，反映在電測(cè)深曲線的中段。前震旦系ρs值在60～70Ω·M之間，它反映在電測(cè)深曲線的尾支。第三系（N）ρs值在25Ω·M左右，它反映在電測(cè)曲線的后段H型部位。可見(jiàn)第四系巖性之間、第四系與第三系、前震旦系巖性之間均有較明顯電性差異，這就為利用物探電測(cè)深解決有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題提供了較好的物性前提。

2. 工作方法技術(shù)

（1）根據(jù)本次物探工作需要解決的地質(zhì)任務(wù)，實(shí)測(cè)采用對(duì)稱(chēng)四極直流電測(cè)深法，由于大部分物探剖面都在高阻第四系風(fēng)積層之上，短極距供電電流穿透能力弱，無(wú)法穿透表層干燥高阻地層。

（2）所以，設(shè)計(jì)時(shí)最小供電極距AB/2=4m，最大供電極距AB/2=650 m。測(cè)試儀器為T(mén)D3數(shù)字電法儀。

（3）該區(qū)地形比較復(fù)雜，大部為陡峭沙山，電法剖面無(wú)法按正規(guī)測(cè)網(wǎng)布設(shè)，實(shí)測(cè)時(shí)均按實(shí)際地形而定，進(jìn)行面積控制大致成網(wǎng)。本次電測(cè)深布置剖面5條，線距350～1000m，點(diǎn)距100～500 m，物理點(diǎn)35個(gè)。電測(cè)深檢查觀測(cè)采用抽查極距的方法進(jìn)行，抽查誤差A(yù)B/2≤50m為1.24%，AB/2>50m時(shí)為0.43%，總誤差為0.83%，符合電測(cè)深有關(guān)規(guī)范要求。測(cè)地工作利用數(shù)據(jù)測(cè)距儀，把國(guó)家控制點(diǎn)引入測(cè)區(qū)作為首級(jí)勘控點(diǎn)，采用北京54坐標(biāo)系和黃海高程極坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量，導(dǎo)線法閉合差為23.4"（允許44.7"），高程閉合差為0.022m（允許0.103m）。各項(xiàng)測(cè)地精度符合工程測(cè)量有關(guān)規(guī)范要求。

3. 曲線類(lèi)型分析

3.1 對(duì)電測(cè)深曲線類(lèi)型的分類(lèi)進(jìn)行分析，是剖面定量解釋推斷的關(guān)鍵。整理測(cè)區(qū)電測(cè)曲線類(lèi)型主要為HK、KQ、AK及KQHK型。

（1）HK型曲線，該類(lèi)曲線的H型首支ρs值一般在400Ω·M以上，反映了表層干燥風(fēng)成沙，H型部位的ρs值在200Ω·M左右，它是潮濕風(fēng)成沙電性反映。K型部位ρs值在500Ω·M左右，是砂礫石層的電性反映，曲線尾支反映前震旦系（Anz）片巖、大理巖（風(fēng)化）。

（2）KQHK型曲線，該類(lèi)曲線前支K型部位ρs=500Ω·M，表層干燥風(fēng)成沙，Q型曲線部位ρs=150Ω·M左右，是主要含水層砂礫石電性反映，H型部位ρs=70Ω·M左右，代表細(xì)粉砂層，后支K型部位ρs=150Ω·M左右，是底部粗砂（或礫石）層，曲線尾支反映前震旦系（Anz）地層。

（3）KQ型曲線，該類(lèi)曲線首支K型部位ρs=300Ω·M，它是干燥風(fēng)成沙反映，曲線Q型部位ρs=500Ω·M左右，是礫石層電性特征反映，曲線尾支反映了前震旦系（Anz）地層。

（4）AK型曲線，該類(lèi)曲線首支ρs=30Ω·M左右，表層亞砂土，A型部位ρs值在70Ω·M左右，反映的是主要含水層中砂、礫石層，曲線K型部位ρs值在100Ω·M左右，代表的是粗砂層，尾支為前震旦系（Anz）。

3.2 地質(zhì)電性層的確定：風(fēng)成沙ρs值干燥>1500Ω·M，一般大于1000Ω·M。亞砂土ρs<50Ω·M，呈低阻值反映在曲線首支。含礫中粗砂（主要含水層），ρs值100Ω·M，反映在曲線的K型及Q型部位，個(gè)別反映在A型部位。細(xì)粉砂ρs值70Ω·M，反映在曲線的H型部位。礫巖該層反映在曲線的Q型及K型部位，其ρs值在500Ω·M左右。第三系（N）反映在曲線的后段，ρs值在25Ω·M左右，在測(cè)區(qū)中呈厚層低阻體。前震旦系（Anz），它反映在曲線較平直的尾支，ρs=70～100Ω·M。

4. 資料推斷解釋

根據(jù)等ρs斷面資料分析，在1線2～3號(hào)點(diǎn)，2線4～5號(hào)，3線2～3號(hào)點(diǎn)之間，ρs曲線為密集垂直升降的等值線束或密集等值線束呈現(xiàn)有規(guī)律的彎曲狀態(tài)。在不同極距的等ρs平面圖上，則為近東西向的密集線束，它們均反映出F1斷層位置，F(xiàn)1斷層為南傾的壓扭性斷層，其斷距一般大于100m，斷層上盤(pán)前震旦系覆蓋在第四系之上。F1斷層屬于黨河?xùn)|岸主斷裂中的一條分支斷層，由于F1斷層作用，使月牙泉南山升高，北側(cè)相對(duì)下降，在下降盤(pán)由于長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化剝蝕，在其低洼處前震旦系之上的礫石層被剝蝕掉，形成了古剝蝕洼地，月牙泉就是這個(gè)古剝蝕洼地（古河叉）中的一個(gè)牛軛湖。由于壓扭性斷層兩側(cè)巖性受到部分牽引使其破碎，其破碎帶中導(dǎo)水性較弱。因而斷層水的補(bǔ)給量應(yīng)遠(yuǎn)小于月牙泉古河叉中補(bǔ)給的地下潛水。月牙泉水的補(bǔ)給主要來(lái)自黨河水。月牙泉水面比黨河沙山渠古河道地下水潛水面低1～2 m，黨河水滲漏到黨河沙山渠古河道中，經(jīng)過(guò)月牙泉古河叉補(bǔ)充到泉水中。月牙泉泉水并未外流，主要是通過(guò)古河叉中第四系沙層向下滲透排泄，另有部分水通過(guò)F1斷層破碎帶向外排泄。該地區(qū)主含水層是第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4aL）細(xì)礫中粗砂層和上更新統(tǒng)沖積層（Q3aL）砂礫石層及含礫中粗砂層。月牙泉北山，第四系厚約130m，月牙泉南山，第四系厚約160m，月牙泉西山口處第四系厚250 m，月牙泉湖心及湖東、東北一帶第四系厚約300～650m，月牙泉古河叉基底形態(tài)為波狀起伏，西段較深，月牙泉洼地南北兩側(cè)平緩抬起，向東側(cè)則又逐漸變深。

5. 結(jié)語(yǔ)

（1）本次物探工作基本查清了月牙泉地區(qū)的構(gòu)造形態(tài)，確定了第四系分布狀況及厚度，對(duì)月牙泉古河叉及黨河古河道地下水的補(bǔ)排和流向關(guān)系進(jìn)行了對(duì)比分析解釋。后經(jīng)鉆探驗(yàn)證電測(cè)深反映的結(jié)果與實(shí)際地質(zhì)條件比較吻合，為月牙泉治理工程最終付諸實(shí)施提供了關(guān)鍵地質(zhì)資料。

（2）經(jīng)過(guò)對(duì)物探與地質(zhì)測(cè)繪、鉆探的全面、深層次合作研究，綜合分析后認(rèn)為：月牙泉處于兩大沖洪積扇的扇間洼地，具有一套巨厚（第四系鉆探揭露最大厚度650m）的松散地質(zhì)結(jié)構(gòu)和細(xì)粉砂沉積巖性，低洼的地質(zhì)條件和西北上游黨河地區(qū)較高區(qū)域性地下水位，使得地下水在扇間低洼處溢出地表形成月牙泉。

（3）較低的地形條件和松散含水的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是月牙泉形成的基本條件，較高的區(qū)域性地下水位是月牙泉溢出形成的必備條件，亦是月牙泉能夠保持?jǐn)?shù)千年清澈不干枯的基本保證。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候干旱少雨、水面蒸發(fā)、風(fēng)沙淤積等自然因素對(duì)月牙泉水位下降產(chǎn)生了一定影響，上游修建黨河水庫(kù)、加補(bǔ)防滲渠、大量開(kāi)采地下水等，是導(dǎo)致地下水補(bǔ)排失衡、區(qū)域地下水位下降的主要根本原因，也是造成月牙泉生態(tài)變遷危機(jī)頻現(xiàn)的重要“病根”。

（4）目前的“應(yīng)急治理”只能保證月牙泉泉水不至于在短期內(nèi)干涸乃至枯竭，真正的治本之法還是要通過(guò)科學(xué)管水和用水，保證敦煌綠洲的存續(xù)，逐步恢復(fù)敦煌地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁宏偉，龔開(kāi)誠(chéng).敦煌月牙泉湖水位持續(xù)下降原因及對(duì)策分析[J].北京：水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2004（06）.

[2] 地礦部蘭州水文地質(zhì)中心.甘肅省敦煌市月牙泉地區(qū)水文物探工作報(bào)告[R].地礦部蘭州水文地質(zhì)中心，1997.

[3] 中國(guó)人民解放軍00929部隊(duì).敦煌幅區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告[R].中國(guó)人民解放軍00929部隊(duì)，1982.

[文章編號(hào)]1619-2737（2016）03-23-158

[作者簡(jiǎn)介] 唐鑫（1987-），男，籍貫：廣西全州人，職稱(chēng)：物探助理工程師，學(xué)士，長(zhǎng)期從事水工環(huán)礦物探技術(shù)工作。