巖溶區(qū)頁(yè)巖氣勘探中的近地表地球物理探測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究

劉 偉，甘伏平，張慶玉，潘曉東，何長(zhǎng)響，淡 永

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所，廣西桂林 541004；2.自然資源部巖溶動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西桂林 541004；3.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京 210046)

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供需矛盾凸顯，經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)健康發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)對(duì)油氣資源的需求日益旺盛，國(guó)家急需清潔和高效的新型能源。在此背景下，近幾年來(lái)我國(guó)南方地區(qū)的頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)工作如火如荼(苑坤等，2017；符超，2018；許露露等，2018；李希建等，2019)。

南方地區(qū)是我國(guó)典型的巖溶地區(qū)，在巖溶地區(qū)地表或近地表裂隙、溶洞、地下河極其發(fā)育，鉆井揭露此類不良地質(zhì)體時(shí)，容易發(fā)生突水和漏漿事故(袁道先，2014；陳紫云等，2017)，極大影響了油氣工程的進(jìn)度和開(kāi)發(fā)成本。如川東南巖溶地區(qū)鉆頁(yè)巖氣井時(shí)，在表層二疊系-三疊系碳酸鹽巖層中常鉆遇溶洞、暗河管道等，導(dǎo)致鉆井施工過(guò)程中泥漿井漏、出水等復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題；如2013年中石化丁頁(yè)1HF井在井深15 m處鉆遇溶洞，多次漏失導(dǎo)致導(dǎo)管施工達(dá)22天之多；又如焦頁(yè)4HF井從22～95 m鉆遇裂縫，出現(xiàn)間斷性惡性井液漏失，漏失泥漿1900 m3，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且延誤工期達(dá)20天，此類施工事故的不斷涌現(xiàn)，嚴(yán)重制約和影響了頁(yè)巖氣資源勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。本次研究以2019年分別在貴州都勻和廣西融安實(shí)施的兩個(gè)油氣鉆探靶區(qū)為實(shí)例，運(yùn)用高密度電阻率成像法、音頻大地電磁法和氡氣測(cè)量法，對(duì)近地表(500 m以淺)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行了探測(cè)識(shí)別研究，以探索可靠的地球物理物理技術(shù)方法或方法組合，為頁(yè)巖氣靶區(qū)優(yōu)選鉆孔避開(kāi)近地表強(qiáng)巖溶發(fā)育帶和斷層破碎帶提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1 地球物理勘探技術(shù)

1.1 高密度電阻率成像法(ERT)

1.1.1 方法原理

高密度電阻率成像法是以巖、土體之間存在電性差異為其物理前提，采用多芯電纜和多道電極人工建立地下穩(wěn)定直流電場(chǎng)，通過(guò)程控式多路電極轉(zhuǎn)換器選擇不同的電極組合方式和不同的極距間隔，實(shí)現(xiàn)供電和測(cè)量電極的自動(dòng)跑極、自動(dòng)供電、自動(dòng)觀測(cè)和自動(dòng)記錄、自動(dòng)計(jì)算和自動(dòng)存儲(chǔ)，獲取地下介質(zhì)的電阻率分布規(guī)律，進(jìn)而推斷地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以解決水文與工程地質(zhì)問(wèn)題的方法(劉偉等，2019)。

1.1.2 數(shù)據(jù)處理

對(duì)單獨(dú)測(cè)量的一條測(cè)線采用二維反演，對(duì)多條緊密測(cè)線則可以聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行三維反演，二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)處理軟件分別采用Res2dinvx32 ver.3.71和Res3dinvx64 ver.3.09，數(shù)據(jù)處理流程為：導(dǎo)入野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)→跳點(diǎn)剔除→正演計(jì)算→反演成像→地質(zhì)推斷解譯。初始模型為均質(zhì)模型，以實(shí)測(cè)視電阻率的平均值作為初始電阻率值，模型正演計(jì)算采用有限單元法，設(shè)置兩電極間水平方向網(wǎng)格數(shù)為4，垂直方向網(wǎng)格選擇精細(xì)網(wǎng)格剖分，反演算法為光滑約束的阻尼最小二乘法(Ellis and Oldenburg，1994)，設(shè)置初始阻尼系數(shù)為0.25以壓制噪聲，最小阻尼系數(shù)為0.02以穩(wěn)定反演過(guò)程，收斂極限設(shè)置為5%，反演時(shí)選擇robust模型限制以適應(yīng)巖溶區(qū)電阻率的強(qiáng)烈變化(Loke et al.,2003)，通過(guò)自動(dòng)迭代得到地下介質(zhì)電阻率的變化規(guī)律。本次野外數(shù)據(jù)采集儀器為重慶奔騰數(shù)控生產(chǎn)的WGMD-3型高密度電阻率測(cè)量系統(tǒng)。

1.2 音頻大地電磁法(AMT)

1.2.1 方法原理

音頻大地電磁法是大地電磁法(MT)的一個(gè)分支，屬于頻率域電磁法，探測(cè)深度隨頻率降低而增大，它利用雷電活動(dòng)所引起的天然音頻大地電磁場(chǎng)作為場(chǎng)源，觀測(cè)互相垂直的兩個(gè)方向上若干頻率的電場(chǎng)和磁場(chǎng)之比，通過(guò)研究地電斷面的變化來(lái)達(dá)到了解地質(zhì)構(gòu)造、找礦、找水等地質(zhì)目的的一種地球物理勘探方法(劉祜等，2015)。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用可視化大地電磁資料處理和解釋集成系統(tǒng)(陳小斌等，2004)。數(shù)據(jù)處理流程為：讀入原始時(shí)間域譜信號(hào)→頻率域電阻率和相位曲線→跳點(diǎn)剔除→靜校正→一維自適應(yīng)正則化反演→二維反演成像→地質(zhì)推斷解譯。初始模型為電阻率 100 Ω·m 的均質(zhì)半空間，模型正演計(jì)算采用有限單元法，反演算法為非線性共軛梯度法(NLCG)(Rodi and Mackie,2001)，橫向和垂直方向網(wǎng)格大小都為 10 m，設(shè)置正則化因子λ為30，反演收斂極限為5%，通過(guò)自動(dòng)迭代得到地下介質(zhì)卡尼亞電阻率的變化規(guī)律。本次野外數(shù)據(jù)采集儀器為美國(guó)Geometrics公司和EMI公司聯(lián)合生產(chǎn)的EH4連續(xù)電導(dǎo)率剖面儀。

1.3 氡氣測(cè)量法

1.3.1 方法原理

在構(gòu)造帶中，氡不僅易溶于水，而且能吸附于固體表面，隨著地下水的升降活動(dòng)，氡不斷地從地下被搬運(yùn)到地表富集，形成局部的氡氣高異常暈，巖石破碎、斷層、地下裂隙等均為氡氣的運(yùn)移提供了良好的賦存空間，氡氣測(cè)量法被廣泛地用于探測(cè)基巖裂隙帶和隱伏斷層(程業(yè)勛等，2005；劉菁華等，2006；甘伏平等，2012；沈曉明和羅先熔，2013)。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

對(duì)一條測(cè)線上測(cè)量得到的各氡氣濃度值采用Grapher軟件制作成散點(diǎn)曲線，氡氣濃度顯著的極大值區(qū)段可能指示著地下斷裂破碎帶或強(qiáng)巖溶發(fā)育區(qū)的存在。需要說(shuō)明的是，影響地表測(cè)量氡氣濃度的因素較多，如覆蓋層的厚度、地下空隙度和濕度等，氡氣濃度曲線可作為輔助曲線來(lái)判別地下結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的屬性，如地下低阻帶是炭質(zhì)或泥質(zhì)巖石抑或是斷裂破碎引起。本次野外數(shù)據(jù)采集儀器為成都核盛科技生產(chǎn)的HS02測(cè)氡儀。

貴州都勻和廣西融安兩個(gè)頁(yè)巖氣靶區(qū)內(nèi)完整碳酸鹽巖和破碎碳酸鹽巖、碳酸鹽巖與碎屑巖之間存在電性差異，為開(kāi)展高密度電阻率成像法和音頻大地電磁法工作提供了地球物理探測(cè)前提。

2 實(shí)例分析

2.1 貴州都勻油氣井場(chǎng)(貴都地1#)

圖1 貴州都勻靶區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖和物探測(cè)線布置圖Fig.1 Geological sketch and geophysical profile of the Duyun target area in Guizhou Province1-上寒武統(tǒng)婁山關(guān)組下段;2-中寒武統(tǒng)石冷水組上段;3-中寒武統(tǒng)石冷水組下段;4-中寒武統(tǒng)高臺(tái)組;5-下寒武統(tǒng)清虛洞組上段;6-地層界線;7-斷層;8-巖層傾向與傾角;9-物探測(cè)線及編號(hào)1-lower member of Upper Cambrian Loushanguan Formation;2-upper member of Middle Cambrian Shilengshui Formation;3-lower member of Middle Cambrian Shilengshui Formation;4-Middle Cambrian Gaotai Formation;5-upper member of Lower Cambrian Qingxudong Formation;6-stratigraphic boundary;7-fault;8-inclination and dip of strata;9-geophysical line and number

在區(qū)域斷層往背斜軸方向垂直于地層走向布置了1條長(zhǎng)900 m的物探測(cè)線，高密度電阻率成像法測(cè)點(diǎn)距10 m(500～1090 m測(cè)點(diǎn)段)，采用α2裝置；音頻大地電磁法測(cè)點(diǎn)距10 m(500～1400 m測(cè)點(diǎn)段)。測(cè)量頻率范圍為10 Hz～100 kHz；測(cè)氡法測(cè)點(diǎn)距 10 m(730～1080 m測(cè)點(diǎn)段)，每個(gè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)間20分鐘(凈化10分鐘，吸氣5分鐘，測(cè)量5分鐘)，野外測(cè)點(diǎn)定位采用廣州思拓力測(cè)繪科技有限公司生產(chǎn)的思拓力RTK測(cè)量?jī)x。物探地質(zhì)綜合成果圖如圖2所示。

音頻大地電磁法電阻率反演斷面(圖2c)在950～1100 m測(cè)點(diǎn)、高程650～830 m區(qū)間的電阻率值明顯偏低，低阻帶往深部向大號(hào)點(diǎn)方向延伸，結(jié)合氡氣剖面曲線(圖2a)，在該測(cè)點(diǎn)區(qū)間存在的兩段突出異常(該段氡濃度平均值超過(guò)了40 KBq/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它測(cè)點(diǎn))，排除了該段可能存在的炭質(zhì)或泥質(zhì)夾層的干擾，推斷950 m測(cè)點(diǎn)沿地表往深部發(fā)育一向大號(hào)點(diǎn)傾斜的斷層。還可看到1310～1400 m測(cè)點(diǎn)段在高程740～830 m區(qū)間也存在相對(duì)低阻帶，結(jié)合地質(zhì)資料，推斷該低阻區(qū)為背斜軸部裂隙發(fā)育引起。

高密度電阻率成像法對(duì)地表50 m以淺探測(cè)分辨率較音頻大地電磁法高，由高密度電法電阻率反演斷面推斷了淺部?jī)商帍?qiáng)巖溶發(fā)育帶的存在(圖2b)。

物探建議鉆井布置在500～650 m、770～820 m、1130～1280 m測(cè)點(diǎn)段可避開(kāi)近地表強(qiáng)巖溶發(fā)育帶和斷層帶的影響。最終貴都地1井打在測(cè)線800 m處，最終完鉆井深1350 m，全井揭露巖石都較為完整，鉆探過(guò)程中無(wú)涌水和漏漿事故。

同時(shí)也注意到該實(shí)例中高密度電阻率成像法和音頻大地電磁法不能對(duì)各不同成分的白云巖地層進(jìn)行區(qū)分，圖2b、圖2c中的地層劃分是依據(jù)鉆井揭露的地質(zhì)資料。

圖2 貴州都勻靶區(qū)物探地質(zhì)綜合成果圖Fig.2 Comprehensive geophysical and geological profiles of the Duyun target area in Guizhou Provincea-氡氣剖面曲線;b-高密度電法電阻率反演斷面;c-音頻大地電磁法電阻率反演斷面及貴都地1井鉆孔揭露巖性a-radon profile;b-inversion section of ERT resistivity section;c-inversion resistivity section of AMT,and lithology exposed by borehole Guidudi 1 on the right

2.2 廣西融安油氣井場(chǎng)(桂融頁(yè)1#)

靶區(qū)位于廣西省柳州市融安縣潭頭鄉(xiāng)，主要地層出露由新到老依次為：上石炭統(tǒng)大埔組(C2d):厚層狀白云巖，厚度23 m；下石炭統(tǒng)羅城組(C1l)：中厚層狀生物碎屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，厚度85～215 m；下石炭統(tǒng)寺門(mén)組(C1s)：頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖，厚度38～500 m；下石炭統(tǒng)黃金組(C1h)：中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)細(xì)晶灰?guī)r夾砂頁(yè)巖，厚度290～1103 m；下石炭統(tǒng)英塘組(C1yt)：中層狀灰?guī)r，局部含燧石團(tuán)塊或條件，厚度177～1006 m；下石炭統(tǒng)堯云嶺組(C1y)：中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，厚度53～245 m。

圖3 廣西融安靶區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)和初選井場(chǎng)(b)、最終井場(chǎng)(c)物探測(cè)線布置圖Fig.3 Geological sketch(a)and geophysical profiles of primary site(b)and ultimate site(c)in the Rong’an target area in Guangxi1-中石炭統(tǒng)大埔組;2-下石炭統(tǒng)羅城組;3-下石炭統(tǒng)寺門(mén)組;4-下石炭統(tǒng)黃金組;5-下石炭統(tǒng)英塘組;6-下石炭統(tǒng)堯云嶺組;7-地層界線;8-斷層;9-井場(chǎng)位置;10-水庫(kù);11-物探測(cè)線及編號(hào)1-Dapu Formation of Middle Carboniferous;2-Luocheng Formation of Lower Carboniferous;3-Simen Formation of Lower Carboniferous;4-Huangjin Formation of Lower Carboniferous;5-Yingtang Formation of Lower Carboniferous;6-Yaoyunling Formation of Lower Carboniferous;7-stratigraphic boundary;8-fault;9-borehole site location;10-reservoir;11-geophysical line and number

靶區(qū)初選井位在蘆洞水庫(kù)往南約220 m處，測(cè)線布置圖如圖3b所示，地層為下石炭統(tǒng)黃金組(C1h)，附近出露灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，地下水位埋深小于20 m，黃金組中的灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r中易發(fā)育強(qiáng)巖溶帶，成為頁(yè)巖氣鉆孔的隱患。物探從北向南依次布置了6條295 m長(zhǎng)的高密度測(cè)線構(gòu)成三維測(cè)網(wǎng)(60～355 m)，測(cè)點(diǎn)距為5m,線距間隔為10 m，并輔以氡氣測(cè)量，氡氣測(cè)量布置在3線(100～300 m測(cè)點(diǎn)段)，測(cè)點(diǎn)距為10 m，異常處加密到5 m。物探綜合成果如圖4所示。

圖4 廣西融安靶區(qū)物探綜合成果圖ⅠFig.4 Comprehensive map Ⅰ of geophysical results of target area in Rong’an City,Guangxi Provincea-電阻率三維反演影像圖;b-X-Z方向電阻率切片圖;c-氡氣剖面曲線;d-X-Y方向電阻率切片圖a-3D inversion image of resistivity;b-X-Z directional slice of resistivity;c-radon profile;d-X-Y directional slice of resistivity

由圖4a、4b、4d可以看出：在各測(cè)線的160～240 m測(cè)點(diǎn)段從地表往深部垂直方向存在一顯著的低阻條帶，結(jié)合第3測(cè)線氡氣剖面曲線(圖4c)，在該測(cè)點(diǎn)區(qū)間存在的氡氣高值異常(該段氡濃度平均值超過(guò)了35 KBq/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它測(cè)點(diǎn))，推斷地下發(fā)育一南北走向的直立斷層破碎帶，該破碎帶與地表水庫(kù)距離較近，且向著水庫(kù)方向發(fā)育，在該處打井有可能鉆遇地下強(qiáng)徑流帶，引起水庫(kù)水倒流，發(fā)生大量涌水事故并影響生態(tài)環(huán)境，物探建議更換井口位置并盡量遠(yuǎn)離水庫(kù)區(qū)。

第二次井位選擇在距初選井場(chǎng)南西方向約1.75 km的平地范圍開(kāi)孔(圖3a)，測(cè)線布置圖如圖3c所示。該處出露地層為下石炭統(tǒng)寺門(mén)組(C1s)，地下水位埋深小于50 m，其下伏地層黃金組為強(qiáng)巖溶易發(fā)育地層。垂直于地層走向布置了物探第7測(cè)線，高密度電阻率成像法測(cè)點(diǎn)距5 m，測(cè)線長(zhǎng)度295 m(170～465 m測(cè)點(diǎn)段)；音頻大地電磁法測(cè)點(diǎn)距10 m(200～600 m測(cè)點(diǎn)段)；測(cè)氡法測(cè)點(diǎn)距10 m(300～500 m測(cè)點(diǎn)段)。物探地質(zhì)綜合成果圖如圖5所示。

圖5 廣西融安靶區(qū)物探綜合成果圖ⅡFig.5 Comprehensive map Ⅱ of geophysical and geological results of target area in Rong’an City,Guangxi Provincea-氡氣剖面曲線;b-高密度電法電阻率反演斷面;c-音頻大地電磁法電阻率反演斷面及桂融頁(yè)1井鉆孔揭露巖性a-radon profile;b-inversion resistivity section of ERT;c-inversion resistivity section of AMT,and lithology exposed by borehole Guirongye 1 on the right

音頻大地電磁法電阻率反演斷面較好地劃分了淺地表電性差異明顯的寺門(mén)組頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖和黃金組(頂部為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r)地層的分界線(圖5c)。該平地范圍氡濃度值相對(duì)較低(圖5a)，7線300～500 m測(cè)點(diǎn)段氡濃度值都在1 KBq/m3以下，可排除地下斷層破碎帶的存在。高密度電阻率反演斷面(圖5b)無(wú)明顯異常，315～335 m測(cè)點(diǎn)段地下約8～23 m深度范圍的相對(duì)高阻區(qū)可能為不含炭質(zhì)且致密的頁(yè)巖或泥灰?guī)r孤石。

最終桂融頁(yè)1井打在了7線435 m附近，完鉆井深3305 m，全井揭露巖石都較為完整，鉆探過(guò)程中無(wú)涌水和漏漿事故。

3 討論

高密度電阻率成像法和音頻大地電磁法是基于地下介質(zhì)電阻率差異前提的地球物理方法，當(dāng)淺地表地下介質(zhì)電性差異明顯時(shí)，如碳酸鹽巖中發(fā)育強(qiáng)巖溶帶或斷裂破碎(圖2b、2c、圖4a、4b、4d)，如頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖和灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r的分界線(圖5b、5c)，高密度電阻率反演斷面或音頻大地電磁法反演斷面能對(duì)其進(jìn)行很好的識(shí)別。高密度電阻率成像法探測(cè)深度較淺，探測(cè)深度受限于總排列長(zhǎng)度和供電電壓，一般小于100 m，其對(duì)地下50 m以淺地質(zhì)結(jié)構(gòu)的識(shí)別精度明顯優(yōu)于音頻大地電磁法(如圖2b和2c、圖5b和5c的對(duì)比)，在圖2b中，高密度電阻率法在地下約20～30 m深度圈定了兩處低阻巖溶帶，而圖2c中的音頻大地電磁法在相同空間段卻無(wú)明顯異常；圖5b中高密度電阻率法對(duì)40 m深度內(nèi)上覆炭質(zhì)頁(yè)巖地層里的電性結(jié)構(gòu)的區(qū)分度明顯更好，而根據(jù)音頻大地電磁法僅能劃分炭質(zhì)頁(yè)巖和下伏灰?guī)r的界線。

音頻大地電磁法作為一種天然源頻率域測(cè)深方法，探測(cè)深度隨接收頻率的降低而增大，一般小于1000 m，但天然場(chǎng)低頻受電磁干擾嚴(yán)重，接收頻點(diǎn)頻率的間隔又較大，越往深探測(cè)分辨率越低，本次探測(cè)僅對(duì)地下500 m以淺地下介質(zhì)進(jìn)行了電阻率反演成像，即使是這樣，音頻大地電磁法電阻率反演斷面(圖2c、圖5c)依然不能對(duì)各地層層位進(jìn)行很好的劃分。一方面是由于地層間電阻率差異不大，如靶區(qū)1中各地層巖性基本都以白云巖為主(圖2c)，巖石成分差異不大導(dǎo)致電阻率不會(huì)有顯著差異；另一方面是音頻大地電磁法往深部探測(cè)分辨率降低的緣故，如靶區(qū)2中對(duì)黃金組地層中存在的砂頁(yè)巖夾層無(wú)法有效識(shí)別(圖5c)，一是由于碳酸鹽巖主要以泥質(zhì)為主，使電阻率值降低，砂頁(yè)巖與含泥質(zhì)碳酸鹽巖的差異遠(yuǎn)不如與純碳酸鹽巖的差異顯著，二是砂頁(yè)巖夾層較薄且埋深較大(靶區(qū)2中桂融頁(yè)1井處頁(yè)巖最淺深度約150 m，厚度小于10 m)，音頻大地電磁法受采樣頻點(diǎn)間隔大的限制很難對(duì)這類地質(zhì)體進(jìn)行劃分。雖然音頻大地電磁法對(duì)地下介質(zhì)分辨率偏低，但其仍然有著高密度電阻率無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，最顯著的就是探測(cè)深度較大，對(duì)往地下深部延展的低阻構(gòu)造帶(如隱伏斷層)具有很好的識(shí)別度，這在圖2c中得到了很好的體現(xiàn)。

氡氣測(cè)量是基于地下巖石破碎、斷層發(fā)育引起氡氣沿裂隙上移而富集于地表，從而導(dǎo)致氡濃度高，其地表探測(cè)受覆蓋層的厚度、地下空隙度和濕度的影響。兩個(gè)靶區(qū)均為淺覆蓋巖溶區(qū)，測(cè)量也在天氣晴朗環(huán)境下進(jìn)行，氡氣測(cè)量雖無(wú)深度信息，但在條件有利時(shí)能很好地反映地下斷層破碎的存在，從而對(duì)高密度電阻率成像法和音頻大地電磁法劃分的低阻帶進(jìn)行屬性識(shí)別，排除炭質(zhì)或泥質(zhì)夾層的干擾，反過(guò)來(lái)也可以說(shuō)是排除斷層破碎帶的存在，本次兩個(gè)實(shí)例的氡氣測(cè)量結(jié)果為頁(yè)巖氣鉆孔最終定位提供了良好的依據(jù)。

總體來(lái)說(shuō)，應(yīng)用于兩個(gè)頁(yè)巖氣靶區(qū)的三種探測(cè)技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，三者組合探測(cè)時(shí)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單一方法的效果。如圖2中僅依據(jù)高密度電阻率法無(wú)法識(shí)別深部構(gòu)造信息，僅依據(jù)音頻大地電磁法無(wú)法識(shí)別往深部延伸的低阻是否因?yàn)閿鄬悠扑橐?，而僅依據(jù)測(cè)氡法則無(wú)法確定隱伏斷層的空間展布特征，更無(wú)法識(shí)別非構(gòu)造影響下淺部強(qiáng)巖溶發(fā)育帶的相關(guān)信息，三種探測(cè)方法能形成較好的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

4 結(jié)論

(1)高密度電阻率成像法和音頻大地電磁法能有效確定近地表碳酸巖鹽中低阻構(gòu)造的位置、寬度和產(chǎn)狀，并能對(duì)淺地表碳酸鹽巖和碎屑巖進(jìn)行有效區(qū)分。

(2)高密度電阻率成像法對(duì)地下50 m以淺地質(zhì)結(jié)構(gòu)分辨率更高，是探測(cè)該深度范圍地下構(gòu)造高效的地球物理方法。音頻大地電磁法探測(cè)深度較大，但對(duì)地下層間介質(zhì)分辨率較低。

(3)測(cè)氡法雖然無(wú)深度信息，但在判別低阻異常屬性方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，在條件有利時(shí)，斷裂破碎帶地表附近的氡氣濃度顯著高于其它地區(qū)，該方法是識(shí)別斷層的有效手段。

(4)高密度電阻率成像法、音頻大地電磁法與測(cè)氡法三者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能組成有效識(shí)別巖溶區(qū)近地表地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造的地球物理技術(shù)方法體系，可為南方巖溶區(qū)頁(yè)巖氣鉆井避開(kāi)近地表強(qiáng)巖溶發(fā)育帶、斷層破碎帶提供可靠的技術(shù)支撐。