高密度電法在巖溶勘察中的應用效果

劉旭+應學謙

摘 要：闡述高密度電法勘探的基本原理。目前高密度電法主要用于淺表找水、巖溶勘察、公路鐵路勘察。本文通過一應用實例來說明高密度電法在巖溶勘察中的應用效果。

關鍵詞：高密度電法；巖溶勘察；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.222

1 高密度電法工作原理

通過地表往地下通入電流，建立起人工電場，通過測量電場在地表的分布狀態(tài)，多參數測量計算出巖層的電阻率，所測數據傳輸到計算機經專業(yè)軟件處理，反演出視電阻率剖面圖，根據反演剖面圖確定地下地質情況。分析這些巖層電阻率的變化，間接了解地層巖性及地質構造。本次高密度電法工作選擇溫納裝置，跑極方式采用每次單根電纜移動的滾動方式。在水平方向采用小極距進行數據采集外，同時采用不同的隔離系數以研究地質體垂向電性變化，兼?zhèn)潆娖拭娣半姕y深法。

2 高密度電法工作應用實例

（1）地質概況。測區(qū)出露地層巖性主要為：石炭系中統(tǒng)黃龍組白云質灰?guī)r、白云巖，分布于測區(qū)西北部；石炭系上統(tǒng)船山組石灰?guī)r，主要分布于測區(qū)中部呈北東向展布；第三系紅砂巖，分布于測區(qū)東南部，與石炭系上統(tǒng)船山組呈斷層接觸關系，第四系殘、坡積物沿溝谷低洼處分布。測區(qū)內發(fā)育一北東向斷裂構造（F3），該斷裂控制東南部第三系斷陷盆地的北部邊界。

（2）地球物理特征。高密度電法的有效性取決于地下介質的電性差異。第四系松散覆蓋層的電阻率一般較低，由于所處環(huán)境不一樣，電阻率相差較大，一般在幾十至200Ω·M，個別上千Ω·M；未風化完整或較完整灰?guī)r巖層的電阻率相對更穩(wěn)定，一般電阻率較高（上千Ω·M）；半風化灰?guī)r溶蝕發(fā)育時，溶蝕空洞區(qū)往往為泥質或水充填，這些充填介質均具低阻特征（電阻率為幾百Ω·M）；但風化而又松散的地層和第三系的泥質粉砂巖電阻率很小，一般為幾十至一百多Ω·M。斷裂和巖溶在形成的過程中，隨地質特征的改變，導致斷裂和溶洞與圍巖產生一定的電性差異，異常大小決定于斷裂的空間大小及填充物的物理性質；含水的斷層與發(fā)育的裂隙呈現低阻異常，不含水的則呈現高阻異常。它們都與灰?guī)r有明顯的電性差異[1]。

（3）成果資料解釋。

1）斷面1解釋。測線1000-1320樁號段，整體呈相對高阻特征，與灌漿處理地層相對應；測線1320-1590樁號段，整體呈低阻特征，近地表與中上部呈低阻特征，下部呈相對高阻特征，淺部為第四系，下部為基巖。依據電阻率變化規(guī)律，結合地質資料推斷：測線1310-1330樁號段存在斷層，斷層傾向西北，傾角約25度；測線1200-1260樁號段存在溶洞，溶洞埋深約為40米；測線1340-1400樁號段呈低阻特征，該段受斷層影響，且存在多個塌陷區(qū)，推斷此段為巖溶溶蝕帶，溶蝕發(fā)育深度自地表至15米。與鉆孔資料基本一致。

2）斷面2解釋。測線1000-1590樁號段，近地表與中深部呈低阻特征，下部呈相對高阻特征，淺部為第四系，下部為基巖。依據電阻率變化規(guī)律，結合地質資料推斷：測線1040-1280樁號段存多個低阻特征體，且地表存在多個塌陷，推斷此段為巖溶發(fā)育區(qū)，溶洞基本相互連通，溶洞發(fā)育深度由地表至地下約30米。測線1410-1440樁號段存在低阻異常，且地表存在塌陷，推斷此段巖溶發(fā)育，存在溶洞，溶洞中心埋深為6米[2]。推斷巖溶位置與后期塌陷位置基本一致，如下圖2。

3 結論

通過本次工作，基本查明了測線控制區(qū)內基巖面埋深、巖溶賦存狀態(tài)及空間形態(tài)特征。推斷巖溶與鉆孔驗證及塌陷位置基本一致，表明高密度電法勘探在巖溶勘察中的應用效果良好。

參考文獻：

[1]朱清耀.福建工程學院學報[J].2005.

[2]江玉樂，張楠，周清強，張朝霞.物探化探計算技術[J].2007.