高密度电法在岩溶勘察中的应用效果

刘旭+应学谦

摘 要：阐述高密度电法勘探的基本原理。目前高密度电法主要用于浅表找水、岩溶勘察、公路铁路勘察。本文通过一应用实例来说明高密度电法在岩溶勘察中的应用效果。

关键词：高密度电法；岩溶勘察；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.222

1 高密度电法工作原理

通过地表往地下通入电流，建立起人工电场，通过测量电场在地表的分布状态，多参数测量计算出岩层的电阻率，所测数据传输到计算机经专业软件处理，反演出视电阻率剖面图，根据反演剖面图确定地下地质情况。分析这些岩层电阻率的变化，间接了解地层岩性及地质构造。本次高密度电法工作选择温纳装置，跑极方式采用每次单根电纜移动的滚动方式。在水平方向采用小极距进行数据采集外，同时采用不同的隔离系数以研究地质体垂向电性变化，兼备电剖面法及电测深法。

2 高密度电法工作应用实例

（1）地质概况。测区出露地层岩性主要为：石炭系中统黄龙组白云质灰岩、白云岩，分布于测区西北部；石炭系上统船山组石灰岩，主要分布于测区中部呈北东向展布；第三系红砂岩，分布于测区东南部，与石炭系上统船山组呈断层接触关系，第四系残、坡积物沿沟谷低洼处分布。测区内发育一北东向断裂构造（F3），该断裂控制东南部第三系断陷盆地的北部边界。

（2）地球物理特征。高密度电法的有效性取决于地下介质的电性差异。第四系松散覆盖层的电阻率一般较低，由于所处环境不一样，电阻率相差较大，一般在几十至200Ω·M，个别上千Ω·M；未风化完整或较完整灰岩岩层的电阻率相对更稳定，一般电阻率较高（上千Ω·M）；半风化灰岩溶蚀发育时，溶蚀空洞区往往为泥质或水充填，这些充填介质均具低阻特征（电阻率为几百Ω·M）；但风化而又松散的地层和第三系的泥质粉砂岩电阻率很小，一般为几十至一百多Ω·M。断裂和岩溶在形成的过程中，随地质特征的改变，导致断裂和溶洞与围岩产生一定的电性差异，异常大小决定于断裂的空间大小及填充物的物理性质；含水的断层与发育的裂隙呈现低阻异常，不含水的则呈现高阻异常。它们都与灰岩有明显的电性差异[1]。

（3）成果资料解释。

1）断面1解释。测线1000-1320桩号段，整体呈相对高阻特征，与灌浆处理地层相对应；测线1320-1590桩号段，整体呈低阻特征，近地表与中上部呈低阻特征，下部呈相对高阻特征，浅部为第四系，下部为基岩。依据电阻率变化规律，结合地质资料推断：测线1310-1330桩号段存在断层，断层倾向西北，倾角约25度；测线1200-1260桩号段存在溶洞，溶洞埋深约为40米；测线1340-1400桩号段呈低阻特征，该段受断层影响，且存在多个塌陷区，推断此段为岩溶溶蚀带，溶蚀发育深度自地表至15米。与钻孔资料基本一致。

2）断面2解释。测线1000-1590桩号段，近地表与中深部呈低阻特征，下部呈相对高阻特征，浅部为第四系，下部为基岩。依据电阻率变化规律，结合地质资料推断：测线1040-1280桩号段存多个低阻特征体，且地表存在多个塌陷，推断此段为岩溶发育区，溶洞基本相互连通，溶洞发育深度由地表至地下约30米。测线1410-1440桩号段存在低阻异常，且地表存在塌陷，推断此段岩溶发育，存在溶洞，溶洞中心埋深为6米[2]。推断岩溶位置与后期塌陷位置基本一致，如下图2。

3 结论

通过本次工作，基本查明了测线控制区内基岩面埋深、岩溶赋存状态及空间形态特征。推断岩溶与钻孔验证及塌陷位置基本一致，表明高密度电法勘探在岩溶勘察中的应用效果良好。

参考文献：

[1]朱清耀.福建工程学院学报[J].2005.

[2]江玉乐，张楠，周清强，张朝霞.物探化探计算技术[J].2007.