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        江蘇丹陽地區(qū)第四系物性特征研究

        2019-09-10 07:22:44王康東王賓郭苗苗
        赤峰學院學報·自然科學版 2019年9期
        關鍵詞:高密度電法丹陽第四系

        王康東 王賓 郭苗苗

        摘要:江蘇省丹陽市位于長江中下游地區(qū),區(qū)內(nèi)大部分被第四系覆蓋.通過在調(diào)查區(qū)采集19塊巖土標本,測試了標本的電阻率、極化率、密度、磁化率等物性參數(shù),統(tǒng)計分析得出丹陽地區(qū)第四系粉土電阻率范圍為45.88-66.48Ω·m,粘土電阻率范圍為21.46-52.02Ω·m,下伏強風化砂巖電阻率范圍為784.86-899.04Ω·m.結(jié)合具有代表性的實測高密度電法剖面,分析認為丹陽地區(qū)第四系的電阻率呈現(xiàn)由高到低,再由低再到高的特征,為典型的H型斷面.此外,調(diào)查區(qū)中風化泥質(zhì)粉砂巖、強風化砂巖、中風化灰?guī)r極化率較高,是較好的含水層.

        關鍵詞:丹陽;第四系;電阻率;物性特征;高密度電法

        中圖分類號:P319? 文獻標識碼:A? 文章編號:1673-260X(2019)09-0111-03

        江蘇丹陽地區(qū)自二十世紀五十年代始至今先后開展過重力、航磁、電法等區(qū)域物探工作,部分地區(qū)開展過大比例尺綜合物探工作[1-4].對該地區(qū)的地球物理特征有了一定的研究基礎,對丹陽地區(qū)第四系工程地質(zhì)研究較少.為了進一步推進丹陽地區(qū)第四系的工程地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)查研究,對丹陽地區(qū)第四系的物性特征進行了分析.在此基礎上,結(jié)合物探資料和鉆孔資料對丹陽地區(qū)第四系進行劃分,指明該地區(qū)的找水方向[5-7].

        1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征

        測區(qū)位于下?lián)P子地塊之天長—南京—鎮(zhèn)江隆起區(qū)的寧鎮(zhèn)隆起帶東端[8].調(diào)查區(qū)內(nèi)地層出露比較單一,主要為第四系上更新統(tǒng)滆湖組全新統(tǒng)如東組[9](圖1).

        (1)前第四紀地層:測區(qū)的地層屬揚子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū),常州—宣城地層小區(qū),基巖地層主要有二疊系棲霞組、三疊系青龍組灰?guī)r、新近系鹽城組泥質(zhì)粉砂巖、砂巖,均為第四系所覆蓋.

        (2)第四紀地層:測區(qū)自第四紀以來,一直處緩慢的持續(xù)下沉階段,接受沉積,區(qū)內(nèi)平原區(qū)第四系缺失早更新統(tǒng)海門組,而晚更新統(tǒng)下蜀組、滆湖組、昆山組、啟東組和全新統(tǒng)如東組廣泛分布.成因類型主要有沖湖積、湖積、湖沼積和海積等,巖性主要為粘土、粉土、粉質(zhì)粘土(圖1).

        2 標本采集情況

        本次在16個鉆孔中采集巖心標本19個,深度在20-104米,巖性主要為粘土、粉土、中風化泥質(zhì)粉砂巖、強風化砂巖、中風化灰?guī)r.采集層位于新近系鹽城組和第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)中.標本采集盡量做到均勻分布于調(diào)查區(qū)域,分布丹陽市全州鎮(zhèn)、麥溪鎮(zhèn)、延陵鎮(zhèn)、珥陵鎮(zhèn)、導墅鎮(zhèn)、陵口鎮(zhèn)、訪仙鎮(zhèn)等地(圖1).現(xiàn)場對每個標本進行了編號,記錄了標本所在鉆孔編號、采樣的深度、巖性等數(shù)據(jù)(表1).

        3 標本物性特征

        巖土標本送到實驗室后,依據(jù)野外地質(zhì)人員物性樣品送樣單的編號、件數(shù)進行逐一清點核對無誤后,按照樣品編號的順序進行加工.本次物性測量主要參數(shù)有電阻率、極化率、磁化率、密度,并對測試資料整理和統(tǒng)計分析(表2、表3).

        通過對丹陽地區(qū)第四系巖土標本的物性特征的分析研究,可以用于后期地球物探勘探資料解釋工作.從密度參數(shù)來看,巖土標本密度均值最小的是粉土1.86g/cm3,均值最大的是中風化灰?guī)r2.31g/cm3,而泥質(zhì)粉砂巖和強風化砂巖由于風化嚴重和孔隙度較大等原因,密度較低.從磁化率參數(shù)可以看出,丹陽地區(qū)第四系巖土的磁性比較低,第四系粘土相對較高一些.標本電性參數(shù)中,電阻率均值較低的是粘土33.77Ω·m和粉土54.66Ω·m,其次是中風化灰?guī)r157.79Ω·m,而中風化泥質(zhì)粉砂巖和強風砂巖的電阻率較高,分別在516.52Ω·m和841.95Ω·m,樣品電阻率偏高,分析認為由于樣品在鉆孔中取出是露天存放在巖性盒子里,水分有所丟失,實際電阻率要低于該測試值.極化率均值最高的是鹽城組的強風化砂巖19.91%和中風化泥質(zhì)粉砂巖13.8%,說明鹽城組的上部風化層是較好的含水層,是今后在該地區(qū)尋找地下水的有利地層.

        4 實測高密度電法剖面

        在取得丹陽地區(qū)第四系物性資料后,利用該資料開展調(diào)查區(qū)高密度電法實測電阻率剖面解釋工作,同時也可以對丹陽地區(qū)第四系電性特征有進一步的了解.選取了A-A’剖面和B-B’剖面作為研究對象,其中A-A’剖面長1.4km,B-B’剖面長1.1km.

        A-A’剖面位于調(diào)查區(qū)東北部(圖1),處于太湖沖湖積平原.電阻率從上到下有明顯的四層結(jié)構(gòu),第一層電阻率在15~30Ω·m,第二層電阻率在5~15Ω·m,第三層電阻率在30~200Ω·m,第四層電阻率在100~1500Ω·m(圖2a).該剖面附近有一個編號為DYK025鉆孔,鉆孔揭露各地層深度為,0~0.40m素填土,0.40~13.80m粉質(zhì)粘土,13.80~28.40m粘土,28.40~132.00m強風化角礫巖,角礫為灰?guī)r.根據(jù)該鉆孔資料和實測物性資料以及上述四層電性層特征,推測第一層是表層滆湖組的粉土,第二層是昆山組的粘土和粉質(zhì)粘土,第三層是鹽城組的角礫巖,該角礫巖物源來源于附近奧陶系灰?guī)r,第四層是奧陶系灰?guī)r(圖2b)).根據(jù)實測物性資料,該鉆孔地層電性特征為H型斷面類型,與高密度電法實測剖面揭示的地層電性特征是一致,驗證了高密度電法的資料和物性測試資料的準確性.

        B-B’剖面位于調(diào)查區(qū)東部(圖1),處于太湖沖湖積平原.該剖面沒有驗證鉆孔,可結(jié)合已有的物性資料和周邊的鉆孔分析.剖面地層電阻率從上到下有明顯的三層結(jié)構(gòu),第一層電阻率為15~30Ω·m,局部區(qū)域電阻率可達到200Ω·m,第二層電阻率在5~15Ω·m,第三層電阻率在15~100Ω·m,剖面地層電阻率也呈現(xiàn)明顯的H型斷面類型特征(圖3a).根據(jù)物性資料推測第一層為如東組的粉土層,第二層為滆湖和昆山組的粘土層,第三層為啟東組的泥質(zhì)粉砂(圖3b).在無鉆探驗證情況下,也可以通過已有的地質(zhì)資料結(jié)合實測的物性資料數(shù)據(jù)對物探剖面推斷解釋,取得較好的解釋效果.

        5 結(jié)論

        通過對丹陽地區(qū)第四系巖土樣品標本的物性測試,得到丹陽地區(qū)第四系主要為粘土、粉土.粘土的電阻率均值為33.77Ω·m,粉土的電阻率均值為54.56Ω·m.而下伏的中風化泥質(zhì)粉砂巖電阻率均值在516.52Ω·m,強風化的砂巖和中風化灰?guī)r的電阻率均值分別為841.95Ω·m和157.79Ω·m,第四系和下伏基巖有明顯的電性差異.通過實測的高密度電法剖面也反映了第四系電阻率有由高到低,再由低到高的特點,為典型的H型斷面.結(jié)合已有的鉆探和實測的物性資料對電阻率剖面解釋,可得到對應的地質(zhì)剖面.在缺乏鉆探資料的情況下,物探成果剖面可以結(jié)合物性資料推測出較準確的地質(zhì)剖面,補充鉆探在松散層厚度調(diào)查中鉆孔間空白地層信息.值得一提的是,調(diào)查區(qū)中風化泥質(zhì)粉砂巖、強風化砂巖、中風化灰?guī)r有較高的極化率,說明該地區(qū)下伏基巖含水性較好,對該地區(qū)找地下水具有重要的指導意義.

        ————————————

        參考文獻:

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        〔6〕龍凡.赤峰山區(qū)第四系含水層的地電特征及找水規(guī)律[J].物探與化探,1990(02):144-148.

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        〔8〕張景廉,李斌,李相博,張寧.蘇南塊體的深部構(gòu)造及其油氣前景[J].海相油氣地質(zhì),2006(01):40-44.

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