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ρτ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St异常明显高于无水段的背景值（ηS>1％，Z>0.6，St>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St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ρτ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（St）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，St＝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