高密度電法在川東南地區(qū)烏木勘查中的應(yīng)用

龐有煒　張鷗　馮化鵬　陳挺

摘 要：烏木又稱陰沉木，多出現(xiàn)在古代河灘等沉積層中，由地震、洪水、泥石流將地上植物生物等全部埋入古河床等低洼處，埋入淤泥中的部分樹木，在缺氧、高壓狀態(tài)下，細(xì)菌等微生物的作用下，經(jīng)長達(dá)上千萬年炭化過程形成，又稱“炭化木”。烏木作為一種稀缺的不可再生資源，近年來對(duì)其的勘查開發(fā)力度逐漸加大，烏木勘查方法的科學(xué)研究逐漸加強(qiáng)。其中，地球物理勘查作為一種科學(xué)的勘查方法在此鄰域的應(yīng)用效果也引起業(yè)內(nèi)專家的討論和重視。高密度電法作為一種電阻率勘探方法由于其具有分辨率高、數(shù)據(jù)量大、有效信息多等特點(diǎn)在本次工作中首次被提出并應(yīng)用，通過偶極裝置和溫納裝置兩種測(cè)量方式對(duì)一定勘探深度的橫縱方向上的視電阻率差異的分辨來圈定烏木異常。最終在設(shè)計(jì)的剖面上發(fā)現(xiàn)一處相對(duì)高阻異常體，推斷為烏木異常。

關(guān)鍵詞：高密度電法；溫納裝置；偶極裝置；相對(duì)高阻異常

引言

重慶市烏木資源調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目位于重慶市合川區(qū)。該研究區(qū)近幾十年發(fā)現(xiàn)并挖掘了大量的烏木，經(jīng)過前期踏勘了解，研究區(qū)烏木資源多位于該區(qū)域一段古河道中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，人工私自挖掘和勘查程度較高，多數(shù)為使用探桿和洛陽鏟等民間方法，效率低下，勘查盲目。本次高密度電法測(cè)量作為一種科學(xué)方法的研究在此區(qū)域開展，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的勘查提供地球物理方面的研究依據(jù)。

1 地質(zhì)背景特征

1.1 地質(zhì)環(huán)境概況

研究區(qū)為一農(nóng)田，表層為耕作土，耕作土下層為含水的砂層，物質(zhì)來源主要為第四系河流的沖、洪積物，基底為砂巖、泥巖。工作靶區(qū)位于四川盆地內(nèi)，降雨充沛，且工作靶區(qū)附近有一小河溝，地下水發(fā)育，潛水面較淺。烏木主要集中在沉積層中，覆蓋層以含水泥沙為主，地質(zhì)環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單?？碧缴疃葍?nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)基本為含水泥沙和烏木組成的二元結(jié)構(gòu)。

1.2 烏木及覆蓋層電性特征

⑴覆蓋層

由于覆蓋層主要為含水泥沙，電性上表現(xiàn)為低視電阻率特征。

⑵烏木

烏木為不完全碳化的木質(zhì)，介于木—碳之間，同時(shí)結(jié)合其個(gè)體形態(tài)及結(jié)構(gòu)與泥沙的區(qū)別，在地球物理特征上表現(xiàn)為相對(duì)高視電阻率特征。

2 工作方法的選擇

前人對(duì)使用物探方法探測(cè)地下烏木的工作較少，對(duì)烏木的物性研究也較少，可以用來進(jìn)行對(duì)比分析的資料很少，但是分析后認(rèn)為，地下的富含水的砂層為良導(dǎo)體，而埋藏于富水砂層中的陰沉木長期受水浸泡，水分已經(jīng)完全滲入烏木內(nèi)部，亦為良導(dǎo)體，但是烏木木質(zhì)緊密，其內(nèi)部的孔隙連通性較富水砂層的孔隙連通性差，同時(shí)木質(zhì)纖維對(duì)水中帶電離子的運(yùn)動(dòng)有一定的阻礙作用，所以分析認(rèn)為烏木的電阻率應(yīng)該大于周圍的富水砂層，選擇電阻率法有較好的工作效果，再加上此地的烏木的埋藏規(guī)模有限，埋深較淺，所以選擇分辨率較高且在工程物探上經(jīng)常使用的高密度電法作為本次工作的主要物探方法。

3 高密度電法工作成果

根據(jù)高密度電法高密度電法L1剖面的電阻率反演斷面圖來看在，在剖面的2.8m至3m深以下為一層極低電阻率，推測(cè)為地下完全被潛水滲透的富水砂層的表現(xiàn)，2.8m深度以上為中高電阻率層，推測(cè)為潛水面以上的濕潤的砂層和土層的表現(xiàn)，而在剖面的水平距離35m至40m，深度約3m處，溫納和偶極裝置均出現(xiàn)一電阻率略高于地下富水砂層的異常體。

從溫納裝置測(cè)得的數(shù)據(jù)來看，異常區(qū)呈半封閉的相對(duì)高阻特征，但由于溫納裝置的異常擴(kuò)展效應(yīng)，高阻異常范圍顯得較大，但分層特征明顯；偶極偶極裝置表明該異常體斜插入地下的富水砂層內(nèi)，其頂部深約5m，底部深約9m，異常范圍較溫納裝置測(cè)得的異常范圍小，與偶極偶極裝置水平分辨率較高吻合。結(jié)合該地區(qū)烏木的形成條件和形成過程，烏木應(yīng)位于年代較遠(yuǎn)的富水砂層內(nèi)，因此認(rèn)為該相對(duì)于富水砂層的高電阻率異常體有可能為烏木的堆積體（圖1）。

綜合其它幾條高密度電法剖面的成果，生成了工作靶區(qū)地下的電阻率三維可視化模型，認(rèn)為該異常體水平走向約20°，且在該方向水平延展長約5至6m，寬約2至3m，異常體高度約3至4m，頂板深度約5至5.5m，底板深度推測(cè)約9至10m。

4 結(jié)論

本次工作根據(jù)烏木在含水砂泥覆蓋層下表現(xiàn)出來的相對(duì)高視電阻率地球物理特征的前提下進(jìn)行的電阻率法測(cè)量，通過偶極裝置的縱向分辨率高以及溫納裝置的橫向分辨率高的特點(diǎn)對(duì)勘探深度下地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層并圈定異常體。最終圈定了一條高視電阻率異常，物探推斷為烏木堆積帶。通過本次工作，明確了在具有物性差異前提的區(qū)域應(yīng)用地球物理勘探方法尋找烏木的可行性，初步證明了高密度電阻率法在烏木勘查中的有效性。

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作者簡(jiǎn)介：

龐有煒（1987-），男，山西大同，工程師，研究方向：電法勘查處理及解釋。

（作者單位：四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物探隊(duì)）