高密度電法在巖溶塌陷區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

王如喜

（山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

水文地質(zhì)調(diào)查工作是礦山建設(shè)、工程建設(shè)的基礎(chǔ)，尤其是巖熔塌陷區(qū)的水文地質(zhì)調(diào)查更為重要。高密度電法是以地質(zhì)體之間的電性差異為基礎(chǔ)的地球物理勘測(cè)方法，廣泛的應(yīng)用于水文地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域，并取得了顯著的成效[1]。本文以高密度電法為研究對(duì)象，分析該方法在巖溶塌陷區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用效果。

1 研究區(qū)基本概況

研究區(qū)出露地層巖性主要有古生界奧陶系中統(tǒng)、石炭系、二疊系、中生界侏羅系上統(tǒng)、新生界古近系和第四系，巖漿巖為燕山期閃長(zhǎng)巖與閃長(zhǎng)玢巖。根據(jù)巖石組合及巖溶發(fā)育狀況、構(gòu)造分布規(guī)律等，研究區(qū)不同地質(zhì)體之間存在明顯的電性差異，具備開(kāi)展高密度電阻率測(cè)量較好的物理前提[2，3]。根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)研究，認(rèn)為該區(qū)域低阻異常區(qū)主要為巖溶發(fā)育區(qū)域或者斷層破碎帶部位，高阻異常區(qū)為較為完整的基巖出露區(qū)。

2 高密度電法測(cè)量成果推斷解譯

2.1 張公清調(diào)查區(qū)

Z1剖面位于張公清、孟公清村東側(cè)，沿嘶馬河西岸近北東方向布設(shè)，剖面長(zhǎng)度1960m，方位角41°。受村莊、河道等實(shí)地地形地物影響，測(cè)線(xiàn)上個(gè)別電極接地條件較差，對(duì)測(cè)量結(jié)果有一定影響。

由圖1可以看出，Z1剖面由南至北古近系厚度逐漸減小，至北端深度增加。在剖面910m處存在一個(gè)自淺至深的連續(xù)低阻區(qū)域，兩側(cè)地層有明顯錯(cuò)動(dòng)，推斷解譯為斷層；在剖面1490m處存在一個(gè)自淺至深的連續(xù)低阻區(qū)域，兩側(cè)地層明顯斷開(kāi)，推斷解譯為斷層。在剖面560m～625m、980m～1120m、1260m～1340m、1385m～1565m和1640m～1780m處電阻率出現(xiàn)低緩凹陷，分析認(rèn)為是巖溶發(fā)育區(qū)。

圖1 Z1剖面綜合地電斷面圖

2.2 孟家莊調(diào)查區(qū)

M1剖面位于孟家莊村北，近南北方向布設(shè)，剖面長(zhǎng)度530m，方位角9°。由圖2可以看出，M1剖面古近系厚度由南向北呈現(xiàn)厚—薄—厚的變化趨勢(shì)，在剖面200m～390m處古近系厚度較薄，不足30m。剖面228m～252m和309m～330m處電阻率出現(xiàn)低緩凹陷，分析認(rèn)為是巖溶發(fā)育區(qū)。局部出現(xiàn)大范圍高阻體反應(yīng)，推斷為基巖電阻率反應(yīng)。

圖2 M1剖面綜合地電斷面圖

2.3 西泉河調(diào)查區(qū)

Q1剖面位于西泉河村東南，近北東方向布設(shè)，剖面長(zhǎng)度590m，方位角208°。Q1剖面（圖略）由北至南古近系砂巖幾近缺失，第四系覆蓋層與下覆基巖直接接觸，部分地段基巖出露。剖面56m～81m、120m～152m、167m～183m、190m～215m、258m～275m、301m～319m和352m～415m處電阻率出現(xiàn)低緩凹陷，分析認(rèn)為是巖溶發(fā)育區(qū)。

3 解譯推斷成果

根據(jù)3個(gè)調(diào)查區(qū)開(kāi)展高密度電阻率剖面測(cè)量所得資料，本文主要解譯推斷出四個(gè)方面的成果。

3.1 斷點(diǎn)、斷層發(fā)育情況

區(qū)內(nèi)解譯推斷出了13個(gè)斷層點(diǎn)，物探推斷斷層4條，編號(hào)分別為F1、F2、F3和F4。其中，張公清調(diào)查區(qū)推斷出了F1和F2兩條南西至北東向的斷層；孟家莊調(diào)查區(qū)推斷出了F3，為一條南西至北東向的斷層；西泉河調(diào)查區(qū)推斷出了F4，為一條近南北向的斷層和西泉村北Q4剖面線(xiàn)的1個(gè)斷點(diǎn)。

3.2 巖溶發(fā)育區(qū)情況

區(qū)內(nèi)共解譯推斷了87處巖溶發(fā)育區(qū)，據(jù)區(qū)內(nèi)解譯推斷的斷層和巖溶發(fā)育區(qū)資料，劃分出了4個(gè)巖溶易發(fā)區(qū)，編號(hào)分別為YF1、YF2、YF3和YF4，其中張公清調(diào)查區(qū)劃分出了YF1和YF2兩個(gè)巖溶易發(fā)區(qū)，孟家莊調(diào)查區(qū)劃分出了YF3一個(gè)巖溶易發(fā)區(qū)，西泉河調(diào)查區(qū)劃分出了YF4一個(gè)巖溶易發(fā)區(qū)。

3.3 古近系頂板埋深變化情況

根據(jù)高密度電阻率剖面成果資料，推斷了區(qū)內(nèi)古近系頂板埋深的平面變化情況。

表1 巖溶易發(fā)區(qū)平面分布特征一覽表

整體呈南西到北東向展布，平面形態(tài)呈條帶狀，長(zhǎng)約1000m，寬約230m，區(qū)內(nèi)分布有眾多已知巖溶塌陷坑 張公清調(diào)查區(qū)YF2 YF1整體呈近東西向展布，平面形態(tài)呈鴨梨狀，長(zhǎng)約990m，窄端寬約115m，寬端寬約280m YF3整體呈近東西向展布，平面形態(tài)呈橢圓狀，長(zhǎng)軸長(zhǎng)約770m，短軸寬約200m，分布有幾處已知巖溶塌陷坑，坑口已被填埋孟家莊調(diào)查區(qū)YF4整體呈近南北向展布，平面形態(tài)近似呈圓柱狀，長(zhǎng)約930m，寬約500m，區(qū)內(nèi)分布有多處已知巖溶塌陷坑西泉河調(diào)查區(qū)

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將高密度電法應(yīng)用于巖溶塌陷區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中具有明顯的成效，能夠有效的查明調(diào)查區(qū)一定范圍深度內(nèi)的異常分布特征，本文對(duì)3個(gè)調(diào)查區(qū)進(jìn)行研究，共推斷解譯出巖溶發(fā)育區(qū)87處，斷點(diǎn)13個(gè)，斷層4條，劃分出了巖溶易發(fā)區(qū)4處。建議布置鉆孔對(duì)本次物探推斷解譯出的異常區(qū)進(jìn)行工程驗(yàn)證，為下一步工作提供更詳實(shí)的依據(jù)。