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        江蘇丹陽(yáng)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
        關(guān)鍵詞:高密度電法丹陽(yáng)第四系

        王康東 王賓 郭苗苗

        摘要:江蘇省丹陽(yáng)市位于長(zhǎng)江中下游地區(qū),區(qū)內(nèi)大部分被第四系覆蓋.通過(guò)在調(diào)查區(qū)采集19塊巖土標(biāo)本,測(cè)試了標(biāo)本的電阻率、極化率、密度、磁化率等物性參數(shù),統(tǒng)計(jì)分析得出丹陽(yáng)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(qiáng)風(fēng)化砂巖電阻率范圍為784.86-899.04Ω·m.結(jié)合具有代表性的實(shí)測(cè)高密度電法剖面,分析認(rèn)為丹陽(yáng)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(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化灰?guī)r極化率較高,是較好的含水層.

        關(guān)鍵詞:丹陽(yáng);第四系;電阻率;物性特征;高密度電法

        中圖分類號(hào):P319? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? 文章編號(hào):1673-260X(2019)09-0111-03

        江蘇丹陽(yáng)地區(qū)自二十世紀(jì)五十年代始至今先后開(kāi)展過(guò)重力、航磁、電法等區(qū)域物探工作,部分地區(qū)開(kāi)展過(guò)大比例尺綜合物探工作[1-4].對(duì)該地區(qū)的地球物理特征有了一定的研究基礎(chǔ),對(duì)丹陽(yáng)地區(qū)第四系工程地質(zhì)研究較少.為了進(jìn)一步推進(jìn)丹陽(yáng)地區(qū)第四系的工程地質(zhì)水文地質(zhì)調(diào)查研究,對(duì)丹陽(yáng)地區(qū)第四系的物性特征進(jìn)行了分析.在此基礎(chǔ)上,結(jié)合物探資料和鉆孔資料對(duì)丹陽(yáng)地區(qū)第四系進(jìn)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(cè)區(qū)位于下?lián)P子地塊之天長(zhǎng)—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(jì)地層:測(cè)區(qū)的地層屬揚(yáng)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(jì)地層:測(cè)區(qū)自第四紀(jì)以來(lái),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(biāo)本采集情況

        本次在16個(gè)鉆孔中采集巖心標(biāo)本19個(gè),深度在20-104米,巖性主要為粘土、粉土、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、中風(fēng)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(biāo)本采集盡量做到均勻分布于調(diào)查區(qū)域,分布丹陽(yáng)市全州鎮(zhèn)、麥溪鎮(zhèn)、延陵鎮(zhèn)、珥陵鎮(zhèn)、導(dǎo)墅鎮(zhèn)、陵口鎮(zhèn)、訪仙鎮(zhèn)等地(圖1).現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每個(gè)標(biāo)本進(jìn)行了編號(hào),記錄了標(biāo)本所在鉆孔編號(hào)、采樣的深度、巖性等數(shù)據(jù)(表1).

        3 標(biāo)本物性特征

        巖土標(biāo)本送到實(shí)驗(yàn)室后,依據(jù)野外地質(zhì)人員物性樣品送樣單的編號(hào)、件數(shù)進(jìn)行逐一清點(diǎn)核對(duì)無(wú)誤后,按照樣品編號(hào)的順序進(jìn)行加工.本次物性測(cè)量主要參數(shù)有電阻率、極化率、磁化率、密度,并對(duì)測(cè)試資料整理和統(tǒng)計(jì)分析(表2、表3).

        通過(guò)對(duì)丹陽(yáng)地區(qū)第四系巖土標(biāo)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(lái)看,巖土標(biāo)本密度均值最小的是粉土1.86g/cm3,均值最大的是中風(fēng)化灰?guī)r2.31g/cm3,而泥質(zhì)粉砂巖和強(qiáng)風(fēng)化砂巖由于風(fēng)化嚴(yán)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(yáng)地區(qū)第四系巖土的磁性比較低,第四系粘土相對(duì)較高一些.標(biāo)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(fēng)化灰?guī)r157.79Ω·m,而中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和強(qiáng)風(fēng)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(rèn)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(shí)際電阻率要低于該測(cè)試值.極化率均值最高的是鹽城組的強(qiáng)風(fēng)化砂巖19.91%和中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖13.8%,說(shuō)明鹽城組的上部風(fēng)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(shí)測(cè)高密度電法剖面

        在取得丹陽(yáng)地區(qū)第四系物性資料后,利用該資料開(kāi)展調(diào)查區(qū)高密度電法實(shí)測(cè)電阻率剖面解釋工作,同時(shí)也可以對(duì)丹陽(yáng)地區(qū)第四系電性特征有進(jìn)一步的了解.選取了A-A’剖面和B-B’剖面作為研究對(duì)象,其中A-A’剖面長(zhǎng)1.4km,B-B’剖面長(zhǎng)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(gè)編號(hào)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(qiáng)風(fēng)化角礫巖,角礫為灰?guī)r.根據(jù)該鉆孔資料和實(shí)測(cè)物性資料以及上述四層電性層特征,推測(cè)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(lái)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(shí)測(cè)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(shí)測(cè)剖面揭示的地層電性特征是一致,驗(yàn)證了高密度電法的資料和物性測(cè)試資料的準(zhǔn)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(méi)有驗(yàn)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(dá)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(cè)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(wú)鉆探驗(yàn)證情況下,也可以通過(guò)已有的地質(zhì)資料結(jié)合實(shí)測(cè)的物性資料數(shù)據(jù)對(duì)物探剖面推斷解釋,取得較好的解釋效果.

        5 結(jié)論

        通過(guò)對(duì)丹陽(yáng)地區(qū)第四系巖土樣品標(biāo)本的物性測(cè)試,得到丹陽(yáng)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(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖電阻率均值在516.52Ω·m,強(qiáng)風(fēng)化的砂巖和中風(fēng)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(guò)實(shí)測(cè)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(diǎn),為典型的H型斷面.結(jié)合已有的鉆探和實(shí)測(cè)的物性資料對(duì)電阻率剖面解釋,可得到對(duì)應(yīng)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(cè)出較準(zhǔn)確的地質(zhì)剖面,補(bǔ)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(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、中風(fēng)化灰?guī)r有較高的極化率,說(shuō)明該地區(qū)下伏基巖含水性較好,對(duì)該地區(qū)找地下水具有重要的指導(dǎo)意義.

        ————————————

        參考文獻(xiàn):

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