等值反磁通瞬變電磁法在巖溶塌陷區(qū)探測(cè)應(yīng)用

謝 嘉，劉 洋，李興強(qiáng)，魯玉龍，李干龍

(1.湖南科技大學(xué) 資源環(huán)境與安全工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201；2.湖南省有色地質(zhì)勘查局二總隊(duì)，湖南 湘潭 411102)

湖南瀏陽市某鎮(zhèn)為典型的巖溶及地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，自1974 年該區(qū)域礦區(qū)開發(fā)建設(shè)以來，相繼發(fā)生過不同規(guī)模的巖溶地面塌陷。根據(jù)各塌陷區(qū)巖溶發(fā)育的基礎(chǔ)地質(zhì)條件、地下水動(dòng)力條件，進(jìn)行巖溶塌陷危險(xiǎn)性分區(qū)評(píng)價(jià)，劃分巖溶塌陷危險(xiǎn)區(qū)范圍，將巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)作為物探重點(diǎn)工作區(qū)，以塌陷區(qū)為主，分為重點(diǎn)研究區(qū)和一般研究區(qū)。重點(diǎn)研究區(qū)位于巖溶和地面塌陷強(qiáng)烈發(fā)育和分布集中、可能危害居民、環(huán)境破壞嚴(yán)重的地帶，包括集鎮(zhèn)、居民居住區(qū)、道路兩側(cè)等電磁干擾及人為因素干擾嚴(yán)重的區(qū)域，對(duì)于常規(guī)物探方法的開展有著很大的制約。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，巖溶、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害及其引起的房屋開裂等時(shí)有發(fā)生[1]；一般研究區(qū)位于溝谷中間或人煙稀少的地區(qū)，巖溶地面塌陷影響極小，故不作為本次研究對(duì)象。

目前探測(cè)隱蔽巖溶以及地層塌陷主要采取地球物理探測(cè)的方法，如：地震勘探，其技術(shù)原理是根據(jù)地震波在不同物理特性的地層界面構(gòu)造及介質(zhì)中傳播的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征差異，勘探地層結(jié)構(gòu)構(gòu)造及巖體埋深等，利用剖面反映的折射波及反射波特征判定斷層、溶洞、塌陷的存在并確定其產(chǎn)狀等基本參數(shù)，其在此類判定上具有較高的精度[2]。但是地震勘探易受周圍人文強(qiáng)干擾的影響，獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)需要炸藥震源，可能造成周圍環(huán)境的破壞；地質(zhì)雷達(dá)法是一種淺層地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法，它利用電磁波在地層介質(zhì)中傳播時(shí)間的長(zhǎng)短差別來確定前方地質(zhì)體的屬性和產(chǎn)狀[3]，是一種應(yīng)用電磁波的探測(cè)技術(shù)，如果前方存在不明地質(zhì)體或地質(zhì)界面異常，電磁波將產(chǎn)生反射以及折射，相位、振幅和頻率隨之變化，該方法具有便于操作、靈活快捷、剖面圖分辨率高、去噪簡(jiǎn)易、數(shù)據(jù)處理迅速等優(yōu)點(diǎn)，但其預(yù)報(bào)距離較短，高頻電磁波探測(cè)深度只有幾米，無法滿足對(duì)地層深處數(shù)十米巖溶埋藏狀態(tài)及產(chǎn)狀的勘探要求[4]；高密度電阻率法是一種陣列式勘探方法[5]，以巖體、土體之間電性差異為前提[6]，野外測(cè)量時(shí)將電極置于測(cè)點(diǎn)上，然后利用電測(cè)儀便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和快速處理，并給出關(guān)于地層剖面、巖土體分布的各種物理解釋，通過測(cè)量到的地下介質(zhì)的電阻率，推斷地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，解決各種工程地質(zhì)問題的方法，施工快捷，數(shù)據(jù)量大，分辨率高[7]，但其效果受施工區(qū)的接地條件影響較大[8]，研究區(qū)周圍的民房村巷以及道路極大地影響接地供電以及探測(cè)深度。綜合考慮其他物探方法的局限，等值反磁通瞬變電磁法(Opposing Coils Transient Electromagnetics Method，OCTEM)相較于其他地球物理探測(cè)方法有其特有的優(yōu)勢(shì)，如便于移動(dòng)、在復(fù)雜地形施測(cè)更加方便等，因此，常常用來探測(cè)地層界面及其下發(fā)育的不良地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)體[9]，且抗干擾能力較強(qiáng)、靈敏度、信噪比，縱向分辨率較高[10]，受周圍地質(zhì)環(huán)境影響小[11]，工作效率高，在周圍巖體電阻率不同產(chǎn)生電性差異時(shí)成圖效果更優(yōu)良[12]，信噪比高，儀器輕便，幾乎不受場(chǎng)地條件的限制，適合于在房屋密布、接地條件不好、電磁波干擾大的村莊、城鎮(zhèn)等地方開展工作，是探測(cè)巖溶、采空區(qū)、活動(dòng)斷層的有效手段[13-14]。

在綜合考慮常規(guī)物探方法的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)巖溶地面塌陷等災(zāi)害綜合分析，提出采用等值反磁通瞬變電磁法與工程地質(zhì)鉆探相結(jié)合的方法，通過對(duì)物探反演圖以及鉆孔信息的分析研究，對(duì)巖溶發(fā)育區(qū)充填的溶洞溶槽等進(jìn)行有效預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)，為相似的地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃和實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)工作提供理論與實(shí)際依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

研究區(qū)主要為溶蝕侵蝕河谷地貌，由第四系全新統(tǒng)上部粉質(zhì)黏性土及砂礫石層形成的侵蝕堆積地形，構(gòu)成研究區(qū)內(nèi)的寬谷、河谷準(zhǔn)平原。地層巖性有第四系全新統(tǒng)人工填土，第四系沖洪積含礫粉質(zhì)黏土，第四系殘坡積粉質(zhì)黏土、碎石土，二疊系下統(tǒng)棲霞組、石炭系中上統(tǒng)壺天群灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。研究區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，造成了較為復(fù)雜的構(gòu)造形象，其中斷裂縱橫交錯(cuò)，十分發(fā)育，褶皺多被破壞或保存不完全，其地質(zhì)構(gòu)造的形成、活動(dòng)既有持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的區(qū)域性大斷裂，也有主要生成于燕山期的大量斷裂和少量褶皺。區(qū)內(nèi)地下水徑流分布廣泛，按巖性組合、巖層富水性和地下水的賦存條件，地下水類型分為巖溶水、基巖風(fēng)化裂隙水和松散巖類孔隙水3 個(gè)大類。礦區(qū)內(nèi)主要含水層包括以石炭系中上統(tǒng)壺天群灰?guī)r溶洞含水層、二疊系下統(tǒng)茅口組灰?guī)r含水層等為主的巖溶水含水層，其主要分布于勘查區(qū)南部的以變質(zhì)巖風(fēng)化裂隙含水層為主的基巖風(fēng)化裂隙含水層。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害主要為巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害，危害面積廣，威脅人口多，潛在經(jīng)濟(jì)損失巨大，且具備巖溶發(fā)育的3 個(gè)基本條件：具有可溶性巖石即以泥質(zhì)灰?guī)r為主的碳酸鹽巖；具有溶蝕能力的水及具有良好的水循環(huán)交替條件。該區(qū)域多是覆蓋型巖溶，其巖溶洞隙直接帶走上部土粒形成土洞使地面產(chǎn)生陷落[14]，引起地面塌陷。在研究區(qū)面積14 km2的范圍內(nèi)，目前共發(fā)生巖溶塌陷30 余處，如圖1 所示。塌陷主要分布于斷裂發(fā)育、地表水與地下水聯(lián)系密切的可溶巖發(fā)育區(qū)域，塌陷災(zāi)害個(gè)體以塌陷坑為主，次為地面沉降引發(fā)房屋開裂及地面開裂和水塘漏水。

圖1 研究區(qū)巖溶地面塌陷點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of karst surface collapse points in the study area

1.2 地球物理特征

研究區(qū)淺部覆蓋層主要為填土、黏土、粉土等，電阻率普遍偏低，與基巖存在明顯差異，且其土樣相對(duì)比較單一，等值線變化平緩，在易發(fā)生巖溶的基巖部分，形成的溶槽溶溝等溶蝕發(fā)育區(qū)域，其等值線橫向出現(xiàn)較大變化，整體表現(xiàn)出曲折崎嶇，由此可以清晰分辨出土石及覆蓋層界面。通過對(duì)比反演電阻率圖上的電阻率橫向差異，再結(jié)合地形地貌及水文地質(zhì)條件，在實(shí)地鉆探調(diào)查的基礎(chǔ)上可以判斷溶洞埋深、大小等發(fā)育情況。

通過分析比較相應(yīng)的電阻率以及等值線的變化規(guī)律可以確定覆蓋層深度及巖溶發(fā)育區(qū)。根據(jù)溶洞大小、填充物與覆蓋層之間的關(guān)系可以將巖溶異常分為：溶洞–充填泥沙、碎石土等，其中小型溶洞多由溶隙擴(kuò)展或沿不同巖性界面蝕溶而成，多為孤立狀洞穴。在溶隙發(fā)育段或斷層帶附近，由溶隙將其相互溝通并形成中、大型溶洞。研究區(qū)溶洞由于充填物以松散雜石為主，加上水的滲透，電性表現(xiàn)為低阻異常區(qū)，等值線表現(xiàn)為低阻閉合圈；溶槽、溶溝型巖溶發(fā)育區(qū)由于地表水沿可溶性巖石的節(jié)理裂隙流動(dòng)而不斷的進(jìn)行溶蝕和侵蝕，在巖石接觸面或細(xì)小裂隙表面形成凹槽、U 型空洞形態(tài)，且通常被泥沙充填，電性表現(xiàn)為低阻特性，等值線呈低阻凹陷；溶蝕發(fā)育區(qū)主要沿土石界面發(fā)育，多呈溶孔狀，使得原本平緩的等值線會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)或起伏。

2 研究方法及工作布置

2.1 研究方法

2.1.1 等值反磁通瞬變電磁法原理

常規(guī)瞬變電磁法是一種時(shí)間域探測(cè)方法[15]，采用不接地的回線并向所探測(cè)地層發(fā)送一次磁場(chǎng)[16]，通過測(cè)量線圈采集隨時(shí)間變化的二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)[17]，進(jìn)而達(dá)到探測(cè)地下地質(zhì)體的目的。但其有著收發(fā)距離和發(fā)射回線邊長(zhǎng)短，線圈匝數(shù)多，收發(fā)線圈的互感明顯的缺陷，為了消除其接收線圈本身產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使關(guān)斷前后接收線圈中的一次場(chǎng)磁通量保持不變，席振銖等[18]提出基于等值反磁通原理的瞬變電磁法(Opposing Coils Transient Electromagnetics Method，簡(jiǎn)稱OCTEM)；OCTEM 是一種與傳統(tǒng)的瞬變電磁法原理相同的新型瞬變電磁法，即通過采用上下大小相同、平行布置的微線圈，其發(fā)射電流相同，方向相反，因此，在上下微線圈的幾何中心水平面和無窮遠(yuǎn)處一次垂直磁場(chǎng)為零，但是其他空間存在一次垂直磁場(chǎng)，斷電后，近地表發(fā)射線圈的磁場(chǎng)最大；則在相同變化時(shí)間的情況下，地下地質(zhì)體將會(huì)激勵(lì)起感應(yīng)渦流，并隨之產(chǎn)生隨時(shí)間變化的感應(yīng)電磁場(chǎng)；在相同變化時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)渦流的極大值面集中在近地表，而感應(yīng)渦流在地表產(chǎn)生的磁場(chǎng)最強(qiáng)，隨著關(guān)斷間歇的延時(shí)，近地表感應(yīng)的渦流逐漸衰減，產(chǎn)生了新的渦流極大值面，并且逐漸向遠(yuǎn)離發(fā)射線圈的垂直方向擴(kuò)散，如圖2 所示，故可以利用磁感應(yīng)接收傳感器來觀測(cè)探測(cè)地下地質(zhì)體或巖溶地面塌陷等[19]。近地表地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)渦流沿大地介質(zhì)向遠(yuǎn)離垂直發(fā)射線圈的方向擴(kuò)散，大地電阻率以及局部存在導(dǎo)體的埋深會(huì)影響其擴(kuò)散速度和渦流的整體衰減幅度，而均勻大地介質(zhì)的電導(dǎo)率一般情況變化較小，大地電導(dǎo)率越大，擴(kuò)散速度越小，衰減得越慢，在物探反演圖上整體呈現(xiàn)為平緩的等值線，而局部地質(zhì)體的電導(dǎo)率、規(guī)模、埋深、形態(tài)等參量的變化是影響電阻率變化的主要因素，在物探反演圖上等值線崎嶇變化明顯，以此來推斷地下介質(zhì)與地層的產(chǎn)狀變化[20]。

圖2 瞬態(tài)渦流極大值面“煙圈”式擴(kuò)散原理Fig.2 Diagram of ring-type diffusion principle of transient eddy current maximum surface

2.1.2 儀器設(shè)備及參數(shù)指標(biāo)

本次瞬變電磁法勘探采用的儀器是HPTEM-08型高精度瞬變電磁系統(tǒng)，可以有效針對(duì)抗電磁干擾能力弱的問題，該系統(tǒng)運(yùn)用等值反磁通技術(shù)消除收發(fā)線圈之間的感應(yīng)耦合；利用對(duì)偶中心耦合原理提高橫向分辨率；采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的微線圈對(duì)偶磁源、高靈敏度磁感應(yīng)傳感器、高速24 位數(shù)據(jù)采集卡以及高密度測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了淺層高精度瞬變電磁勘探。其參數(shù)及性能指標(biāo)包括：天線接收等效面積2 000 m2；關(guān)斷時(shí)間0.5 μs，阻性負(fù)載；發(fā)送電壓12 V；電流10 A；發(fā)送波形為占空比50 %的雙極性方波。

2.2 工作布置

為了探測(cè)區(qū)域斷裂的走向及與研究區(qū)巖溶發(fā)育情況的關(guān)系，根據(jù)研究區(qū)現(xiàn)有地質(zhì)調(diào)查成果，設(shè)計(jì)3條近似南北向跨區(qū)域斷層長(zhǎng)物探剖面開展小比例尺探測(cè)工作，如圖1 所示。為了探測(cè)工作區(qū)淺層巖溶、土洞的分布、埋深、特征、發(fā)育規(guī)律以及構(gòu)造發(fā)育情況等，以及探測(cè)覆蓋層的厚度，結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)調(diào)查成果以及小比例尺探測(cè)成果，物探將整個(gè)研究區(qū)劃分成A、B、C 區(qū)共3 個(gè)重點(diǎn)工作區(qū)開展大比例尺工作。本次野外工作采用定點(diǎn)測(cè)量方式，其中測(cè)線主要布設(shè)于集鎮(zhèn)、居民區(qū)，在拐點(diǎn)處采集坐標(biāo)高程信息，在中間測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)高程采用插值處理。內(nèi)業(yè)工作開展時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。以A 區(qū)為例，測(cè)線測(cè)點(diǎn)布置情況如圖3 所示。

圖3 A 區(qū)探測(cè)測(cè)線布置Fig.3 Diagram of probe line in area A

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用HPTEM Data Process 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)等值反磁通瞬變電磁法資料進(jìn)行處理，處理流程如圖4所示。具體過程如下：

圖4 等值反磁通瞬變電磁法資料處理流程Fig.4 Flow chart of OCTEM data processing

①對(duì)野外數(shù)據(jù)進(jìn)行剔飛值、去噪等數(shù)據(jù)編輯；

② 地形校正、平滑濾波等數(shù)據(jù)預(yù)處理；

③通過參數(shù)、曲線類型、視電阻率等分析，進(jìn)行定性分析；

④ 通過正演、模型擬合、擬二維反演等方法，進(jìn)行定量分析；

⑤ 參考已知地質(zhì)資料，通過定性與定量分析進(jìn)行綜合解譯。

3 數(shù)據(jù)結(jié)果分析解釋

3.1 物探反演圖分析

3.1.1 A 區(qū)

根據(jù)測(cè)點(diǎn)就近形成測(cè)線的原則，A 區(qū)共布設(shè)13條測(cè)線，溶蝕強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)反演解譯圖如圖5 所示。剖面淺部電阻率普遍較低，等值線橫向變化不大，推測(cè)為覆蓋層的電性反映，覆蓋層厚度8～17 m，在層厚達(dá)到20 m 的局部地段，推測(cè)為溶槽、溶溝的影響；覆蓋層以下，電阻率等值線橫向變化較大，多為低阻凹陷或低阻團(tuán)塊，主要發(fā)生在70～90 m 高程段，表明該地區(qū)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。

圖5 A 區(qū)等值反磁通瞬變電磁法反演解譯和鉆探驗(yàn)證Fig.5 Inversion interpretation and drilling verification of OCTEM in area A

3.1.2 B 區(qū)

根據(jù)測(cè)點(diǎn)就近形成測(cè)線的原則，B 區(qū)布設(shè)12 條測(cè)線，電阻率變化明顯的巖溶發(fā)育區(qū)反演解譯圖如圖6 所示，剖面淺部電阻率普遍偏低，等值線橫向變化不大，推測(cè)為覆蓋層電性反映，層厚20～30 m，在局部層厚達(dá)到45 m 的地段，推測(cè)為溶槽溶溝的影響，覆蓋層下等值線橫向變化較大，多為低阻凹陷或團(tuán)塊，巖溶主要發(fā)育在50～80 m 高程段，即該地區(qū)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。

3.1.3 C 區(qū)

根據(jù)測(cè)點(diǎn)就近形成測(cè)線的原則，共布設(shè)13 條測(cè)線，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)反演解譯圖如圖7 所示，剖面淺部電阻率普遍偏低，等值線橫向變化不大，推測(cè)為覆蓋層電性反映，層厚12～28 m，局部地段達(dá)到40 m，不排除是溶槽溶溝的影響，下部等值線橫向變化較大，多為低阻凹陷，巖溶主要發(fā)育在60～90 m高程段，即該地區(qū)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈。

圖7 C 區(qū)等值反磁通瞬變電磁法反演解譯和鉆探驗(yàn)證Fig.7 Inversion interpretation and drilling verification of OCTEM in area C

3.2 鉆探信息驗(yàn)證

3.2.1 A 區(qū)

根據(jù)物探反演圖5 解釋資料，等值線強(qiáng)烈變化的區(qū)域推斷為溶蝕發(fā)育區(qū)，通過在電阻率變化區(qū)域布置ZK06、ZK07 鉆孔以驗(yàn)證，原計(jì)劃ZK06 驗(yàn)證A1-4 號(hào)溶槽異常，ZK07 驗(yàn)證A1-2 號(hào)溶溝異常，但因現(xiàn)場(chǎng)不利于鉆機(jī)布設(shè)，后ZK06 調(diào)整到180 號(hào)點(diǎn)附近，ZK07 調(diào)整到20 號(hào)點(diǎn)附近，將鉆孔柱狀圖投影到物探反演剖面圖上，鉆孔揭示的溶洞位置與其附近的溶洞異?；疚呛稀＝Y(jié)果表明：研究區(qū)上部覆蓋層主要為雜填土與粉質(zhì)黏土，厚度為6～8 m，在反演圖上局部層厚達(dá)到20 m 的區(qū)域，主要受溶槽溶溝發(fā)育影響，且整體符合物探反演圖上等值線橫向變化不大，電阻率整體偏低的表述，鉆孔下部基巖主要為16 m 厚中風(fēng)化灰?guī)r，局部有蜂窩狀溶蝕，而物探反演圖上出現(xiàn)A1-4 U 型溶槽異常，A1-5 漏斗狀溶槽異常兩處巖溶發(fā)育，等值線變化崎嶇不平，與灰?guī)r中溶蝕情況相符，代表巖溶在此處強(qiáng)烈發(fā)育，鉆孔揭示資料契合物探反演圖推測(cè)。

3.2.2 B 區(qū)

物探反演圖6 上等值線與上部覆蓋層變化較大的區(qū)域推斷為溶蝕發(fā)育區(qū)，通過在電阻率變化區(qū)域布置ZK02、ZK03 鉆孔以驗(yàn)證，結(jié)果表明：覆蓋層厚度20～30 m，符合反演圖上剖面淺部電阻率均偏低，等值線變化較小的覆蓋層推測(cè)，在溶槽溶溝等巖溶發(fā)育的地區(qū)，覆蓋層厚45 m 左右，ZK02 深處出現(xiàn)全風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r，風(fēng)化呈土狀，故其下部的中風(fēng)化遍布節(jié)理裂隙的泥質(zhì)灰?guī)r中發(fā)育有全充填溶洞B12-5，由碎石土充填，有利于巖溶必備的水循環(huán)交替，溶蝕強(qiáng)烈發(fā)育。ZK03 上部為黏土及雜填土覆蓋層，而溶溝的充填物使得等值線出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)彎曲，在中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r下1.7 m 見半充填型溶洞，充填物為粉質(zhì)黏土等，洞下灰?guī)r發(fā)育有蜂窩狀溶蝕，B12-4 是漏斗狀溶溝狀異常，故該處為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地帶。兩個(gè)鉆孔揭示的地層資料均與物探解譯吻合。

3.2.3 C 區(qū)

物探反演圖7 表明，電阻率與等值線變化較大的區(qū)域推斷為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)，通過在溶蝕發(fā)育區(qū)布置2 個(gè)鉆孔ZK11、ZK12 鉆孔以驗(yàn)證，結(jié)果表明：C 區(qū)整體淺部地層等值線變化小、電阻率偏低的12～28 m 為覆蓋層，主要為雜填土以及粉質(zhì)黏土，但在覆蓋層下等值線顯示為低阻凹陷或低阻團(tuán)塊的區(qū)域，多為溶蝕發(fā)育區(qū)，存在溶槽溶溝等，導(dǎo)致覆蓋層厚度40 余米。ZK11 處鉆孔含有較厚碎石土，下部均出現(xiàn)厚度較小的中風(fēng)化灰?guī)r，受風(fēng)化影響，灰?guī)r節(jié)理裂隙發(fā)育良好，有利于水循環(huán)交替，故其中發(fā)育有C1-4 漏斗狀溶蝕異常。ZK12 覆蓋層極厚，50 余米，物探反演圖推測(cè)為下部有溶槽溶溝等影響，在35 m 厚碎石土下部的中風(fēng)化灰?guī)r中出現(xiàn)C1-3 巨大的漏斗狀溶溝異常。鉆孔揭示的地層信息契合物探解譯的資料及其推測(cè)。研究區(qū)共布設(shè)物探測(cè)線30余條，電阻率及等值線變化較大區(qū)域推測(cè)為巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，通過布置的工程地質(zhì)鉆孔對(duì)其溶蝕發(fā)育區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證，鉆孔揭示的溶蝕異?；痉衔锾椒囱輬D預(yù)測(cè)，驗(yàn)證率80%左右。由此可見，在建筑物及人文環(huán)境因素影響較大，常規(guī)地球物理探測(cè)方法受到限制時(shí)，OCTEM 可有效探測(cè)地層潛藏的溶蝕、土洞等特征。

4 結(jié)論

a.研究區(qū)地層巖溶分布類型以覆蓋型巖溶為主，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層褶皺密集分布并導(dǎo)致研究區(qū)圍巖不穩(wěn)定，易發(fā)生地面下沉或塌陷，巖體風(fēng)化破碎嚴(yán)重，影響巖層完整性，降低巖體的強(qiáng)度，且由于充分的地下補(bǔ)給徑流，加速巖溶的發(fā)育，使巖溶地面塌陷更加強(qiáng)烈。

b.研究區(qū)物探布置線受到建筑物及人文環(huán)境因素影響較大，常規(guī)地球物理探測(cè)方法受到各種限制，而等值反磁通瞬變電磁法受電磁等干擾主要體現(xiàn)在后期分析工作中，在前中期影響較小，且由于探測(cè)深度較淺，在有效防止了地層金屬物的干擾情況下，OCTEM 體現(xiàn)出抗干擾能力強(qiáng)，不受工作場(chǎng)地大小制約的特點(diǎn)，可以有效探測(cè)研究區(qū)淺層巖溶、土洞的埋深、分布、特征等。

c.等值反磁通瞬變電磁法可以有效探測(cè)出地層的巖溶地面塌陷情況，物探反演圖表明：電阻率偏低，等值線變化平緩區(qū)域推測(cè)為覆蓋層，等值線橫向變化較大，電阻率變化明顯區(qū)域推測(cè)多為可溶巖的基巖部分，通過工程地質(zhì)鉆探信息驗(yàn)證，溶蝕發(fā)育區(qū)的主要基巖為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，鉆探信息契合反演圖推測(cè)。綜合分析A、B、C 三個(gè)重點(diǎn)研究區(qū)，本次在物探反演圖揭示出的巖溶異常發(fā)育區(qū)布設(shè)鉆孔6 個(gè)，共有5 處鉆孔直接探明地下溶洞，OCTEM 解釋的溶洞驗(yàn)證率達(dá)80 %以上，進(jìn)一步說明等值反磁通瞬變電磁法適用于相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害分析研究。