高密度电法在岩溶勘查中的应用

2020-04-20高士银李林升

世界有色金属 2020年2期

高士银，李林升，洪兵，张风

（江苏省地质勘查技术院，江苏南京 210049）

1 工区地质概况

本次高密度电法测量工作测线位于震旦系板桥山组二段灰岩地层以及寒武系大陈岭组、荷塘组灰岩地层，两处地层均有利于岩溶发育。

工区处于扬子陆块区下扬子陆块东南大陆边缘，夹持于学川～湖州断裂和萧山～球川断裂之间，南东侧区域上以江山～绍兴断裂带与华夏地块相邻，具陆块边缘过渡带特征，北东向马金～乌镇断裂带斜贯调查区，近东西向昌化～普陀断裂带横穿调查区北部，共同组成调查区的主要构造格架。

2 地球物理前提

钻孔测井资料显示地层35m以浅电阻变化趋势为：粉质黏土＜全风化泥质粉砂岩＜强风化泥质粉砂岩＜中等风化泥质粉砂岩[1]。上述粘土、粉砂、露头电阻率特征表明：地表第四系电阻率较低，第四系以下完整灰岩一般电阻率较高，当灰岩破碎含水或岩溶发育时电阻率一般较低，因此根据不同地层、岩性的电阻率差异，可以通过开展高密度电阻率法测出视电阻率，并根据反演电阻率异常的分布特征来划分地层、岩性、构造及圈定岩溶等。

3 工作方法与技术

（1）高密度电法概述。通过供电电极向地下供电流I，然后再测得测量电极间电位差ΔV，从而求得该测量点的视电阻率值ρs=KΔV/I。

（2）装置选择。本次高密度电阻率法工作开展装置选择试验，采用温施装置（图1中上两幅图为温施装置测量结果）、偶极装置（图1中下两幅图为偶极装置测量结果）测量同一剖面，并对结果进行比较。

由图可以看出：原始等值线中剖面左段：温施装置、偶极装置都呈中阻异常。反演电阻率等值线中温施剖面以420m为中心的低阻异常深度加大，中心位置变为390m；偶极剖面以340m为中心的低阻异常中部变为相对高阻层，中心位置变为325m，与视电阻率等值线特征相比变化较大。综合考虑抗干扰能力，异常复杂程度，本次工作选择温施装置测量。在电极距5m，隔离系数为30时，供电极距AB最大为305m，最大测深（AB/4）为70m左右，工作参数满足测量深度要求。

图1 高密度电法装置选择对比

4 成果解释

L1测线，方位角90°，点距5m，测线长490m，如图2所示。由图可以看出该剖面实测视电阻率等值线图曲线平滑，层状分布明显，从浅层到深层视电阻率值逐渐增大。

由该剖面反演电阻率等值线图可以看出在剖面浅层存在一低阻异常带，推断该异常带为第四系覆盖层引起。覆盖层以下，剖面整体电阻率值表现为中高阻，仅在剖面的270m～330m存在一明显低阻异常区，编号D-1。

综合地质资料分析，推断覆盖层为鄞江桥组地层，下伏基岩为板桥山组地层；推断D-1低阻异常为断层F1形成的破碎带或在破碎带基础上发育的溶洞引起。

图2 L1线成果图

L2测线方位角90°，点距5m，测线长595m，如图3所示。由图可以看出该剖面实测视电阻率等值线图曲线平滑，层状分布明显，从浅层到深层视电阻率值逐渐增大。覆盖层以下，剖面整体表现为中高阻，在剖面的345m～425m存在一明显低阻异常区，编号D-2；在剖面的485m～545m的低阻异常区，编号D-3。D-2低阻异常，长轴状，规模80×55m（水平分布×垂直分布），与两侧地层存在明显横向电阻率梯度带，推断存在断层F1，异常为断层破碎带充水引起。D-3低阻异常，等轴状，规模60×35m（水平分布×垂直分布），与两侧地层电阻率差异明显，推断可能为溶洞引起[2]。综合地质资料分析，推断覆盖层为鄞江桥组地层，下伏基岩为板桥山组地层；推断D-2低阻异常为断层F1形成的破碎带或在破碎带基础上发育的溶洞引起；推断D-3异常可能为溶洞引起。