等值反磁通瞬變電磁和微動(dòng)勘探在淺部巖溶探測中的應(yīng)用

張學(xué)亮，謝 濤，周 煒，高 輝，鄧 冬，曲靖祎

(1.中石化煙臺(tái)龍口液化天然氣有限公司，山東 煙臺(tái) 264000；2.四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八二大隊(duì)，四川 德陽 618000)

灰?guī)r地區(qū)廣泛發(fā)育的節(jié)理、裂縫和空洞等會(huì)直接影響基巖的力學(xué)性質(zhì)，對(duì)巖土工程建設(shè)會(huì)構(gòu)成極大的風(fēng)險(xiǎn)。其大小、發(fā)育密度以及活躍的溶解過程降低巖體的承載力和強(qiáng)度，導(dǎo)致地基不穩(wěn)定。此外，從基巖到巖溶形成的橫向變化可能會(huì)導(dǎo)致建筑的不均勻坍塌，導(dǎo)致墻壁、地面地基出現(xiàn)裂縫，破壞建筑的結(jié)構(gòu)完整性，危及整個(gè)建筑的安全[1-3]。

地球物理方法是解決巖土工程問題有力的工具[4-8]，尤其是在地質(zhì)復(fù)雜的情況下，地球物理方法的作用更為突出[9-12]。然而，對(duì)于特定的工況環(huán)境，方法的選擇往往受限較多。山東龍口港T01?T10 號(hào)儲(chǔ)罐區(qū)淺表巖溶和裂縫非常發(fā)育，但因其工況條件復(fù)雜，要開展高精度的巖溶及裂隙探測，方法的選擇難度非常大：由于場地周邊施工作業(yè)多，電磁干擾嚴(yán)重，因此，測量天然場源的音頻大地電磁法受到限制，無法采集到合格的數(shù)據(jù)；區(qū)內(nèi)淺表回填的礦渣具有電阻率低且厚度較大特性，采用直流電法很難穿透低阻屏蔽層，難以采集到有效的深部電流信號(hào)；受場地限制，也無法布設(shè)較長的測線，很難達(dá)到需要的探測深度，所以不利于采用高密度電法測量?；诖?，本研究采用等值反磁通瞬 變 電 磁(Opposing Coils Transient Electromagnetic，OCTEM)與微動(dòng)勘探聯(lián)合的方式，開展淺部巖溶探測研究。

1 工區(qū)概況

1.1 工程地質(zhì)特征

研究區(qū)位于山東省煙臺(tái)市管轄的龍口市，屬于膠北隆起區(qū)，龍口凹陷地質(zhì)單元。衛(wèi)星影像(圖1)清晰地顯示近期北西向斷裂活動(dòng)跡象較明顯，該斷裂活動(dòng)控制著本區(qū)河流分布、河流流向、河道演變、海岸呷角、潟湖、海灣的分布及平原地貌的發(fā)育；北北東向的斷裂也很清晰，對(duì)本區(qū)地貌起著主導(dǎo)作用，山區(qū)的山脊走向、河流流向、構(gòu)造盆地的展布和形狀、花崗巖體的長軸方向及巖脈產(chǎn)狀等受其控制[13]。

圖1 工區(qū)位置及探測剖面部署Fig.1 Location of the survey area and the deployment of exploration sections within the area

本次勘探的儲(chǔ)罐區(qū)位于龍口港內(nèi)，其淺表廣泛分布第四系松散沉積物，巖土層自上而下劃分為全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、早中更新統(tǒng)和古近系沉積物?，F(xiàn)場踏勘及前期的淺鉆鉆孔取心情況表明：地表填充物包含煤礦渣、金屬礦渣、花崗巖、黏土等各類礦渣，厚度10～20 m；下伏基巖主要為可溶性巖石，包括泥灰?guī)r、灰?guī)r、礫巖(礫質(zhì)成分為灰?guī)r)，可溶巖節(jié)理裂隙發(fā)育，為地下水的運(yùn)移提供了良好的通道。受巖性、水動(dòng)力條件等多種地質(zhì)和地下水作用的影響，巖溶一般沿著節(jié)理裂隙面、地層層面等構(gòu)造面發(fā)育，裂面巖石被慢慢溶蝕后，會(huì)形成各種各樣的溶隙或溶孔，如果存在網(wǎng)狀密集切割的節(jié)理裂隙，會(huì)構(gòu)成連通體，從而形成大的溶槽或溶洞。該區(qū)巖溶的發(fā)育主要以豎向?yàn)橹鳎S機(jī)性非常強(qiáng)，并無明顯的規(guī)律。已有的鉆探資料表明，巖溶的層底埋深一般在50.3～90.7 m，且未揭穿；潛水面深度為3～5 m，地下溶洞、孔隙、裂縫中主要充填有海水、泥土等膠結(jié)物。

1.2 地球物理特征

對(duì)工區(qū)不同巖性分別進(jìn)行了電阻率和波速測試，測試結(jié)果見表1。從電阻率統(tǒng)計(jì)情況看，上層的粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂、中粗砂、粗砂之間電阻率差異不大，均小于200 Ω·m；下層強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r電阻率均值達(dá)到了628.8 Ω·m，微風(fēng)化灰?guī)r電阻率均值更是達(dá)到了3 748.2 Ω·m，上層覆蓋物與下伏灰?guī)r之間的電阻率差異明顯，可以通過電阻率差異劃分基覆界面；而根據(jù)地質(zhì)分析，巖溶溶蝕發(fā)育一般在50 m 以下，巖溶內(nèi)充填的海水、泥土等膠結(jié)物同樣呈低阻特征，與圍巖存在明顯的電阻率差異，具備開展地球物理勘探的工作前提，可采用能獲取介質(zhì)電阻率的物探方法進(jìn)行巖溶探測。

表1 工區(qū)不同巖性物性統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of physical properties of different lithologies in the survey area

從波速統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，存在與電阻率相似的變化規(guī)律。(1)上層覆蓋物：上層覆蓋物的橫波速度相對(duì)較低，總體波速值由上至下逐漸變大，其中粉質(zhì)黏土的橫波速度最小，變化范圍為42～213 m/s，平均波速為154 m/s；粗砂的橫波速度最大，變化范圍為204～671 m/s，平均速度為413 m/s。(2)基巖：灰?guī)r的橫波速度與其風(fēng)化程度密切相關(guān)，其中強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r橫波速度在643～1 086 m/s，均值為897 m/s；微風(fēng)化灰?guī)r橫波速度為1 058～2 242 m/s，均值為1 752 m/s。上層覆蓋物與下伏基巖之間存在明顯的橫波速度差異。含巖溶的強(qiáng)?中風(fēng)化灰?guī)r，會(huì)受到溶洞體積大小和其充填物性質(zhì)的影響，其波速值會(huì)明顯低于原巖，故可通過獲取橫波波速的物探方法進(jìn)行巖溶探測。

2 方法技術(shù)

工區(qū)主要包括了10 處儲(chǔ)罐區(qū)，本次主要勘探T05?T10 號(hào)儲(chǔ)罐區(qū)(圖1)。復(fù)雜的工作環(huán)境為探測淺部巖溶的方法選擇提出了巨大挑戰(zhàn)：場地周邊施工作業(yè)多、電磁干擾嚴(yán)重，天然場源的音頻大地電磁法受到限制，無法采集到合格的數(shù)據(jù)；區(qū)內(nèi)淺表回填的礦渣厚度較大，且為低電阻率特性，直流電法難以穿透低阻屏蔽層，無法采集到有效的深部電流信號(hào)；場地囤積的金屬礦渣以及貨物等障礙物較多，施工場地受限嚴(yán)重，也不利于高密度電法測量的開展。最后選擇了施工便利、抗干擾能力較強(qiáng)的等值反磁通瞬變電磁法和微動(dòng)勘探法進(jìn)行聯(lián)合探測。

首先，采用等值反磁通瞬變電磁法對(duì)整個(gè)工區(qū)開展了1 0 m×5 m網(wǎng)格密度的掃面工作，在平行剖面的三維網(wǎng)格中進(jìn)行電阻率層析成像剖面，以獲得三維地電模型；然后根據(jù)OCTEM 結(jié)果，在基巖層中提取低阻異常區(qū)推斷出潛在巖溶發(fā)育區(qū)，并在垂直潛在巖溶發(fā)育區(qū)方向布設(shè)精測剖面，進(jìn)一步開展微動(dòng)勘探對(duì)異常進(jìn)行驗(yàn)證；最后，聯(lián)合兩種勘探結(jié)果，推斷出巖溶的準(zhǔn)確位置，為勘探鉆孔的孔位布設(shè)提供依據(jù)。

2.1 等值反磁通瞬變電磁(OCTEM)勘探

2.1.1 方法原理

等值反磁通瞬變電磁法(OCTEM)與傳統(tǒng)回線源瞬變電磁法在工作原理上相同，即先通過人工源向發(fā)射線圈供電，產(chǎn)生一次場，隨即瞬間關(guān)斷電流，然后通過感應(yīng)線圈接收大地感應(yīng)隨時(shí)間衰減的二次渦流場，根據(jù)其幅值和變化規(guī)律，獲得地下電阻率分布信息[14]。與常規(guī)的瞬變電磁法不同的是，OCTEM 是反向雙磁性電源的中心回線系統(tǒng)，上下2 個(gè)接收線圈面積相等且平行共軸，兩者電流相同且等值相反，而接收電流互感器則位于接收線圈的中間位置，在該平面，上下兩磁性源產(chǎn)生的垂向磁場大小相等、方向相反，矢量疊加后垂向磁場恒為零，磁力線呈水平狀，在該平面上一次場總磁通始終為零。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在發(fā)射電流關(guān)斷前后接收線圈中將不產(chǎn)生一次場感應(yīng)電動(dòng)勢，消除了一次場關(guān)斷的影響，接收地下純二次場響應(yīng)，達(dá)到了消除“盲區(qū)”的目的[15-16]。近幾年來該方法在巖溶等地質(zhì)災(zāi)害探測中已取得過一些成功案例[17-20]。

2.1.2 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集使用HPTEM-18 采集系統(tǒng)。為了提高工作效率，并滿足勘探深度以及數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求，開工前對(duì)各種工作參數(shù)進(jìn)行了調(diào)試試驗(yàn)。因淺部地層電阻率較低，為確?？碧缴疃龋x擇了6.25 Hz 的工作頻率以及9.5 A 以上發(fā)射電流。疊加次數(shù)分別選取100、200、400 次進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示(圖2)：疊加100 次時(shí)，采集數(shù)據(jù)曲線淺部較為光滑，尾支跳動(dòng)較大，推斷是工區(qū)的各種干擾引起；疊加200 次時(shí)，尾支跳動(dòng)有明顯好轉(zhuǎn)，但是仍未滿足質(zhì)量要求；疊加到400 次時(shí)，整條采集數(shù)據(jù)曲線相對(duì)光滑，數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。所以工區(qū)每個(gè)測點(diǎn)的疊加次數(shù)選擇400 次及以上。

圖2 等值反磁通瞬變電磁不同疊加次數(shù)數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)比Fig.2 Comparison of data quality of the opposing coils transient electromagnetic method under different stacking times

總共布設(shè)了30 條測線，線距10 m，點(diǎn)距5 m，具體位置如圖1 所示。利用HPTEMDataProcess 數(shù)據(jù)處理軟件，對(duì)各條測線分別進(jìn)行編輯、反演，勘探深度設(shè)為120 m，可以獲得每條剖面120 m 以淺的電性特征，然后通過三維可視化軟件，獲取整個(gè)工區(qū)的三維地電模型。

2.2 微動(dòng)勘探

2.2.1 方法原理

面波法可分為主動(dòng)源面波法和被動(dòng)源面波法[21]，通常所說的面波勘探主要指主動(dòng)源的瞬態(tài)面波法，而當(dāng)前研究較熱的微動(dòng)勘探法是一種被動(dòng)源面波法，利用的“微動(dòng)”則為被動(dòng)源，微動(dòng)是一種由體波和面波組成的復(fù)雜振動(dòng)，其中以面波能量為主，占總能量的70%以上。從地表微動(dòng)信號(hào)中提取Rayleigh 波相速度(vr)頻散曲線，再通過對(duì)頻散曲線的反演，獲得地下介質(zhì)的橫波速度結(jié)構(gòu)以達(dá)到勘探目的的方法稱為微動(dòng)勘探法[22-24]。微動(dòng)勘探分為單點(diǎn)探測(微動(dòng)測深)和微動(dòng)剖面探測兩種：利用實(shí)測Rayleigh 波相速度頻散曲線反演得 到臺(tái)陣中心下方介質(zhì)的一維S 波速度結(jié)構(gòu)，稱之為 微動(dòng)測深；將Rayleigh 波相速度頻散曲線直接轉(zhuǎn)換成視S 波速度(vx) 隨深度D的變化(vx-D) 曲線，再對(duì)各測點(diǎn)的vx-D曲線進(jìn)行橫向插值、光滑計(jì)算，最終獲得二維視S 波速度剖面(vx剖面)用于推斷解釋，稱之為微動(dòng)剖面探測[22-23]。微動(dòng)剖面能更客觀、有效地反演地層巖性變化，且不受人文居住環(huán)境的干擾限制，在淺層地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測方面很有優(yōu)勢。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集及處理

微動(dòng)勘探數(shù)據(jù)采集使用便攜式三分量節(jié)點(diǎn)地震儀，型號(hào)為ALLSEIS-3C，頻率為2 Hz。當(dāng)前微動(dòng)勘探主要采取的觀測臺(tái)陣有嵌套三角形、十字形、T 字形等方式。為了確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，施工前在工區(qū)內(nèi)開闊處分別用這3 種臺(tái)陣進(jìn)行了測量試驗(yàn)。從提取的單點(diǎn)頻散圖譜可以看出(圖3)，3 種類型的單點(diǎn)頻散能量譜均清晰收斂在一定范圍內(nèi)，且在低頻部分具有較高的相似度，其中嵌套三角形臺(tái)陣的能量譜連續(xù)性最好(圖3a)，抗干擾能力最強(qiáng)，十字形能量譜連續(xù)性也較強(qiáng)(圖3b)，T 形連續(xù)性次之(圖3c)，但也能勉強(qiáng)滿足要求。所以在施工過程中，在場地環(huán)境允許條件下，優(yōu)先使用三角形臺(tái)陣，十字形和T 形臺(tái)陣作為補(bǔ)充。

圖3 微動(dòng)勘探不同臺(tái)陣探測結(jié)果對(duì)比Fig.3 Comparative analysis of the detection results from different microtremor arrays

為了滿足勘探深度及分辨率要求，測點(diǎn)間距3～4 m，三角形嵌套臺(tái)陣觀測半徑r=0.9、10、20 m；在硬化地面埋置時(shí)，清除表層的砂石等障礙物；檢波點(diǎn)位于干沙、砂石、虛土層時(shí)，采用挖坑并壓實(shí)埋置的措施，增強(qiáng)耦合；此外由于工區(qū)位于港口，風(fēng)力較大，采集時(shí)在檢波器上罩錐形桶避免風(fēng)吹干擾。

數(shù)據(jù)處理主要采用空間自相關(guān)SPAC 法[25-28]進(jìn)行，首先計(jì)算空間自相關(guān)函數(shù)，將臺(tái)陣中的臺(tái)站進(jìn)行兩兩組合，對(duì)臺(tái)站對(duì)的波形數(shù)據(jù)在相同時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)求功率譜和互功率譜，然后計(jì)算空間自相關(guān)系數(shù)，最后擬合Bessel 函數(shù)以求取面波相速度。為最大限度消除單一物探方法的多解性，根據(jù)等值反磁通瞬變電磁結(jié)果，選擇了OCTEM-21、OCTEM-23 和OCTEM-25 線推測巖溶最為發(fā)育的區(qū)間段，進(jìn)一步開展了微動(dòng)剖面探測，具體剖面位置如圖1 所示。

3 結(jié)果與討論

3.1 等值反磁通瞬變電磁勘探結(jié)果

選 擇OCTEM-21、OCTEM-23 和OCTEM-25 三條典型剖面的等值反磁通瞬變電磁結(jié)果進(jìn)行分析(圖4)?？v向上，電阻率從上至下明顯表現(xiàn)為低阻?中低阻?高阻的三層電性結(jié)構(gòu)特征，最上層的低阻體電阻率為0～150 Ω·m，厚度為10～16 m；中間層的中低 阻體電阻率為150～350 Ω·m，厚度為28～40 m；底層的高阻體電阻率為350～800 Ω·m。根據(jù)前期對(duì)該區(qū)地層結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，上層低阻體應(yīng)為區(qū)內(nèi)淺表回填的煤礦渣、金屬礦渣、花崗巖、黏土等各類礦渣的綜合反映，中間層的中低阻體則為第四系，底層高阻體則為基巖。

圖4 3 條典型測線的等值反磁通瞬變電磁電阻率反演結(jié)果Fig.4 Resistivity of three typical survey lines inverted using the opposing coils transient electromagnetic method

橫向上，回填物和第四系的電阻率較均勻，變化不大，不存在電性突變的現(xiàn)象；但下層基巖淺部的橫向電阻率變化較大，局部位置出現(xiàn)了電性突變現(xiàn)象，突變位置電阻率突然變小，形狀呈圓形、橢圓形和長條形，在基巖表面則呈凹槽的形狀。很明顯，這是灰?guī)r溶蝕后形成的溶洞、溶溝、裂隙等，內(nèi)部充填淤泥、海水導(dǎo)致其電阻率與圍巖相比較低。所以，可以將基巖中低阻異常圈定出來推斷為溶洞或裂隙發(fā)育區(qū)。

利用工區(qū)內(nèi)全部瞬變電磁勘探剖面反演形成的數(shù)據(jù)集，采用三維可視化軟件，可以在不同深度構(gòu)建3D電阻率體積模型和水平切片。圖5 以6 個(gè)不同埋深的水平切片描繪了8 號(hào)罐區(qū)3D 模型的詳細(xì)成像。重點(diǎn)關(guān)注了埋深在50～80 m 的巖溶發(fā)育區(qū)層位，通過不同埋深切片的低阻異常對(duì)比分析，可以直觀地反映出巖溶的空間變化特征，8 號(hào)罐區(qū)淺部巖溶發(fā)育，在埋深55 m 左右開始出現(xiàn)巖溶異常，在埋深60～65 m 巖溶異常開始變大，主要分布于罐區(qū)中部，埋深70～80 m 處巖溶異常開始慢慢變小，甚至消失。如果以240～360 Ω·m 作為基巖內(nèi)巖溶的電阻率邊界，將基巖區(qū)內(nèi)3D 電阻率體的高阻體剝離，即可得出推測巖溶發(fā)育區(qū)的三維空間展布形態(tài)(圖6)，這對(duì)于驗(yàn)證鉆孔定位及深度設(shè)計(jì)具有良好的指導(dǎo)意義。

圖5 T08 號(hào)罐區(qū)在6 個(gè)水平切片中的地電模型Fig.5 Geoelectric models of the No.8 tank farm in six horizontal slices

圖6 T08 號(hào)罐區(qū)巖推斷溶發(fā)育區(qū)的三維空間展布Fig.6 3D spatial distribution of the karst developmental areas in the No.8 tank farm

3.2 微動(dòng)勘探結(jié)果

在OCTEM-23、OCTEM-25、OCTEM-21 線推斷巖溶最為發(fā)育區(qū)間段的相同位置，同時(shí)布置微動(dòng)剖面測線WD1、WD2 和WD3。計(jì)算得到如圖7 所示的視S 波速度剖面。從結(jié)果看，縱向上，視S 波速度從上至下明顯表現(xiàn)為低速?中高速的兩層速度結(jié)構(gòu)特征，上層低速層的視S 波速度為100～600 m/s，厚度在45～60 m，根據(jù)地質(zhì)認(rèn)識(shí)，推斷該層為上部覆蓋層；下層中高速層的視S 波速度在700～1 600 m/s，推斷為基巖層。橫向上，基巖層多處出現(xiàn)了視S 波速度突然變小的現(xiàn)象，存在多處漏斗狀或條帶狀的低速異常區(qū)，推斷其為基巖存在的溶洞、溶溝或裂隙所致。據(jù)此，WD1線巖溶最為發(fā)育，可推斷出6 處巖溶發(fā)育區(qū)(圖7a)，WD2、WD3 線分布存在3 處和2 處巖溶發(fā)育區(qū)(圖7b、圖7c)。巖溶或裂隙發(fā)育區(qū)的S 波速度為100～300 m/s，與基巖層的視S 波速度存在顯著差異。

圖7 微動(dòng)視S 波速度剖面Fig.7 Apparent S-wave velocity profiles with interpretations of the microtremor survey method

3.3 聯(lián)合解釋和討論

上述2 種不同的地球物理方法，分別利用溶洞與圍巖存在的視電阻率和視S 波速度的差異特征，推斷了巖溶發(fā)育區(qū)，且2 種方法的推斷結(jié)果對(duì)應(yīng)性良好。以O(shè)CTEM23 線與WD1 線的結(jié)果為例(圖8)，OCTEM23線與WD1 線重疊段長度為350 m，根據(jù)高阻體灰?guī)r中存在的低電阻率特征，可推斷出6 個(gè)巖溶發(fā)育區(qū)，編號(hào)分別為①?⑥(圖8a)；而根據(jù)視S 波速度差異則可推斷出7 個(gè)巖溶發(fā)育區(qū)，編號(hào)分別為①?⑦(圖8b)。從異常的平面位置、大小、形狀及埋深上看，2 種方法推斷的①?⑥巖溶發(fā)育區(qū)具有很好的對(duì)應(yīng)性，這也互相證明了這兩種方法用于巖溶發(fā)育區(qū)調(diào)查是非常有效的。然而，微動(dòng)勘探結(jié)果推斷的⑦號(hào)巖溶發(fā)育區(qū)所在位置，在瞬變電磁剖面上不是表現(xiàn)為低阻體，而是表現(xiàn)為中高阻，推斷是因?yàn)樵撎帋r溶為未填充或半填充溶洞所致。因?yàn)榛規(guī)r本身也是中高阻介質(zhì)，所以如果單從瞬變電磁反演的電阻率結(jié)果上看，很難將該處推斷為巖溶發(fā)育區(qū)。而溶洞無論是充填或是空腔狀態(tài)，在視S波速度上均表現(xiàn)為低速異常，通過微動(dòng)剖面法得出的視S 波速度異常就可以很容易區(qū)分出來。這種特殊巖溶環(huán)境的復(fù)雜性突出了應(yīng)用多種方法和組合解釋的必要性。

圖8 OCTEM-23 與WD1 線聯(lián)合解釋及推斷成果Fig.8 Joint interpretations and inferences of the OCTEM-23 and WD1 sections

結(jié)合2 種方法的勘探成果后，可以得出該剖面的地質(zhì)推斷結(jié)果(圖8c)。后期在該剖面上實(shí)施了ZK5、ZK7、ZK9 三口驗(yàn)證鉆孔，在推斷巖溶發(fā)育區(qū)范圍內(nèi)均成功打到了巖溶。其中ZK5 的溶洞埋深范圍為52.5～54.6 m，溶洞內(nèi)大部分是空洞，只填充了少量的黏土(圖9a)；ZK7 的溶洞埋深范圍為60.1～66.7 m，溶洞內(nèi)部充填物以黏土為主(圖9b)。同時(shí)，也注意到，推斷的巖溶發(fā)育區(qū)范圍比實(shí)際的溶洞范圍要大很多，推斷主要是溶洞周圍節(jié)理、裂隙、斷裂相對(duì)發(fā)育含水所致。

圖9 ZK5 和ZK7 鉆孔巖溶段巖心照片F(xiàn)ig.9 Photos of cores from the karst intervals in boreholes ZK5 and ZK7

通過鉆孔驗(yàn)證可知，等值反磁通瞬變電磁和微動(dòng)勘探聯(lián)合解譯，可有效探測到巖溶的存在。綜合兩者結(jié)果，最終解譯出整個(gè)工區(qū)范圍內(nèi)的基巖面埋深形態(tài)以及巖溶空間分布的情況(圖10)。從推斷結(jié)果看，巖溶的發(fā)育與基巖埋深有一定的相關(guān)性，巖溶發(fā)育區(qū)一般都分布于基巖埋深較大的區(qū)域，其中T08、T09 號(hào)儲(chǔ)罐區(qū)范圍內(nèi)巖溶最為發(fā)育。后期總共實(shí)施了36 口驗(yàn)證鉆孔，其中26 口鉆遇了溶洞，成功率達(dá)到70%。

圖10 研究區(qū)基巖頂面埋深及推斷巖溶平面分布Fig.10 Burial depth of the bedrock top surface and the plane distribution of inferred karsts in the survey area

4 結(jié)論

a.在山東省龍口港儲(chǔ)罐區(qū)復(fù)雜工況條件下，利用等值反磁通瞬變電磁和微動(dòng)勘探法進(jìn)行巖溶勘探效果明顯，后期鉆孔驗(yàn)證鉆遇溶洞的成功率達(dá)到了70%，說明了在復(fù)雜環(huán)境條件下，聯(lián)合采用等值反磁通瞬變電磁和微動(dòng)勘探法進(jìn)行淺部巖溶探測是行之有效的。

b.等值反磁通瞬變電磁法在巖溶探測過程中，建立地電模型后，可以根據(jù)基巖層中的低阻異常識(shí)別出全充填的溶洞，但如果在基巖層中產(chǎn)生了孤立的中高電阻目標(biāo)則可能是充氣溶洞，也可能是灰?guī)r本身所致，僅根據(jù)電阻率參數(shù)很難分辨是否為溶洞。

c.充填、半充填或未充填溶洞，微動(dòng)剖面法的響應(yīng)特征均表現(xiàn)為相對(duì)視S 波低速異常體，對(duì)于等值反磁通瞬變電磁存在無法分辨的中高阻是否為充氣溶洞的缺點(diǎn)，可以起到很好的補(bǔ)充作用。

d.本次開展的淺部巖溶探測研究，突出了等值反磁通瞬變電磁法和微動(dòng)勘探法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。很明顯，多種方法的結(jié)合產(chǎn)生了更準(zhǔn)確和可靠的結(jié)論。在巖溶發(fā)育、施工條件相對(duì)復(fù)雜的情況下，聯(lián)合使用以等值反磁通瞬變電磁為主、微動(dòng)勘探法為輔的探測方案既經(jīng)濟(jì)，又相對(duì)可靠，具有推廣價(jià)值。