徐錦宏/湖北省地質(zhì)環(huán)境總站

淺析綜合電法在地層界線劃分中的應(yīng)用

徐錦宏/湖北省地質(zhì)環(huán)境總站

采用“電測深法追蹤,高密度電法控制”的組合形式,在豹子懈幅巖溶塌陷調(diào)查中劃分地層界限,探明灰?guī)r條帶的走向，為地質(zhì)鉆探布孔提供依據(jù)。綜合電法克服了單一物探方法的局限性和多解性,初步確定了區(qū)內(nèi)灰?guī)r條帶與圍巖的界限,在物探解釋的基礎(chǔ)上,結(jié)合地質(zhì)成果進行了鉆探驗證,取得了較好的勘查效果。

地層界限；綜合電法；灰?guī)r條帶

一、前言

電法作為"變種"最多的一種常規(guī)物探方法,在水工環(huán)、礦產(chǎn)勘查、考古等領(lǐng)域都有著諸多成功的應(yīng)用實例，目前應(yīng)用較多的有電測深法、高密度電法、激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁法和瞬變電磁法等。在實際生產(chǎn)工作中，為有效、準確地解決各類地質(zhì)問題，往往需要進行方法優(yōu)化組合。在豹子懈幅巖溶塌陷調(diào)查項目中，為快速有效、精確地劃分地層界限，查明巖溶分布區(qū)灰?guī)r條帶的具體走向，采用了電測深法和高密度電法結(jié)合的方法開展物探工作，取得了較好的勘查效果。

二、工區(qū)概況

（一）工區(qū)地質(zhì)概況

場區(qū)內(nèi)地層簡單，表層為第四系蓋層，地層主要為第四系全新統(tǒng)殘坡積層、沖積層、湖積層和洪沖積層，巖性為粘土、紅土，厚度一般在15m左右；下部基巖有古近-白堊系紅砂巖、二疊系灰?guī)r、二疊系泥巖、石炭系白云質(zhì)灰?guī)r和志留系泥巖、泥質(zhì)粉細砂巖。地形起伏不大。

（二）工區(qū)內(nèi)地球物理概況

根據(jù)本次工作以及區(qū)域資料，工區(qū)地層的主要電性參數(shù)見表1所示，各種地層之間存在較大的電性差異，具備采用電法進行勘探的地球物理前提。

表1　區(qū)內(nèi)主要巖性物性參數(shù)表

三、施工方案

物探應(yīng)用了電阻率測深法、高密度電法相結(jié)合的方法。電阻率測深法采用對稱四極裝置，點距為500m，具體做法是：對于某一個測點，每改變一次供電極距就可測出一個值，從近而遠，使電流向地下穿透加深，以此可測得視電阻率隨電流穿透深度的關(guān)系曲線。在雙對數(shù)坐標紙上，以AB/2為橫坐標，以ps值為縱坐標，繪制成該測點的電測深曲線，再用sufer軟件繪制視電阻率等值線斷面圖，通過處理分析進而界定灰?guī)r條帶與圍巖分界的大致位置。高密度電法是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場作用下地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況。根據(jù)實測的視電阻率剖面，進行計算、分析，便可獲得地下地層中的電阻率分布情況,從而可以判定地層界限的確切位置。電測深剖面線布置與構(gòu)造線走向基本垂直，在大致查明灰?guī)r條帶的界限和走向后，再在重點區(qū)布置高密度電法剖面，高密度電法采用溫納裝置，點距為5m，從而可以達到精確劃定地層界限的目的。

四、成果分析

1.圖一、圖二為垂直于接觸構(gòu)造線布置的兩條電測深測線解譯的剖面圖，測線近南北向布置，線距1km，線長2.5km。1線與2線所控制的地層基本一致，從地電斷面來看，也可將剖面劃分為兩層，表層為第四系覆蓋，視電阻率值約為20～40Ω·m之間，厚度在20m之內(nèi)；覆蓋層下部為基巖?；鶐r電阻率呈現(xiàn)也呈現(xiàn)北部高南部低，電性差異較大，北部基巖視電阻率值在95～291Ω·m之間，推測為灰?guī)r；剖面兩端基巖視電阻率值均在70Ω·m以下，推測為泥質(zhì)砂巖。1線以里程樁號1500m為界，2線以里程樁號1900m為界，灰?guī)r條帶與砂巖分界線較為清晰，界限走向約為105°。

2.通過電阻率測深法大致界定了地層界限的位置，再合理布置高密度剖面較為精確的對地層界限的準確位置進行了定性解釋。以電測深2號剖面上布置的高密度電法1線為例，根據(jù)地電斷面圖可以看出（如圖三所示），該剖面電阻率值大致呈上低下高分布，根據(jù)已有地質(zhì)資料，大致可將剖面分為二層:表層電阻率值在10～30Ω·m，推測為第四系粘土覆蓋層，厚度為15m左右；以剖面里程樁號300m處為界限,北部基巖電阻率大于100Ω·m，推測為灰?guī)r;南部電阻率值在18～30Ω·m之間,推測為泥質(zhì)砂巖?；?guī)r條帶與泥質(zhì)砂巖界限較為清晰。

剖面里程樁號250m處出現(xiàn)有一處連續(xù)性較好的低阻異常帶，視電阻率值為3～30Ω·m，推測為斷裂構(gòu)造。

五、驗證情況

物探成果解譯之后，在高密度電法1線處推薦了兩個鉆孔，一是為了驗證地層界限的位置，二是為了驗證該線處推斷的斷裂構(gòu)造。鉆孔ZK105巖芯情況為：0～16m為粉質(zhì)粘土；16m以下為灰?guī)r，其中68m處見角礫灰?guī)r，破碎。鉆孔ZK106巖芯情況為0～14m為粉質(zhì)粘土；14m以下為泥質(zhì)粉砂巖。由此可見，本次進行綜合電法勘查，有效的解決了地層劃分的問題。

六、結(jié)論

1.本次物探工作對重點區(qū)進行了高密度電法和電阻率測深法勘探，通過對兩種物探手段采集的剖面資料進行對比分析，取得了較好的目的效果，能夠有效的劃分地層界限；

2.每種電法都有各自的特點和適宜地區(qū)，因地制宜的選擇并在地質(zhì)勘查中綜合利用,以提高電法勘探的準確性。特別是在兩套巖層的電性存在較大的阻值差異時，通過優(yōu)化電法組合，不僅使得地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率都得到了大幅度提高，而且減少了盲目鉆探的成本浪費。

[1]王興泰.工程與環(huán)境物探新方法新技術(shù)[M].地質(zhì)出版社,1996:108-131.

[2]王懷洪.發(fā)揮物探作用提高勘探效果[J].地球物理學進展,2005,20（1）:93-96.

[3]郭君科,田紹義,呂紹龍.高密度電阻率法技術(shù)與應(yīng)用[J].黑龍江水利科技,2005(01):116.

徐錦宏（1989～）男，湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，助理工程師，研究方向：工程與環(huán)境物探研究與應(yīng)用工作。