高密度電法在灰?guī)r地區(qū)探測巖溶中的應(yīng)用研究

王詩東 熊壯

摘 ? 要：采用高密度電法對萬源大巴山地質(zhì)博物館擬建場地進(jìn)行勘察，結(jié)合現(xiàn)場的開挖驗證，查明了該場地內(nèi)存在的巖溶（土洞、溶洞）、溶蝕帶等不良地質(zhì)情況，其結(jié)果表明高密度電法對灰?guī)r地區(qū)巖溶的探測是非常有效的一種地球物理方法。

關(guān)鍵詞：高密度電法 ?灰?guī)r ?巖溶

中圖分類號：P631 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0024-02

Abstract： The proposed site of Dabashan Geological Museum in Wanyuan was investigated by high-density resistivity method. Combining with site excavation and verification， the unfavorable geological conditions such as karst （soil cave， karst cave） and karst zone in the site were found out. The results show that the high-density resistivity method is a very effective earth object in detecting karst in limestone area. Rationale.

Key Words： High-density Resistivity Method; ?Limestone; Karst

建筑工程的選址工作是非常重要的一項工作，特別是灰?guī)r地區(qū)地下存在的巖溶將會對建筑物產(chǎn)生沉降不均勻現(xiàn)象，嚴(yán)重時對建筑物的影響將會產(chǎn)生開裂。因此，查明灰?guī)r地區(qū)擬建場地存在的巖溶分布情況、規(guī)模及填充物是一項重要的工作，為后期地基工程處理及施工提供了可靠的依據(jù)。

1 ?高密度電法方法

高密度電法的物理依據(jù)是巖石和礦石之間的電性差異。其中，主要是巖石和礦石的電阻率差異，通過研究相關(guān)的電阻率差異來解決工程地質(zhì)問題的一種地球物理方法。與常規(guī)電法相比，高密度電法電極布設(shè)是一次完成的，野外采集的數(shù)據(jù)是自動化的，具有成本低、效率高等特點(diǎn)。

本次測量儀器選用WGMD-9型超級數(shù)字高密度電法測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)分布式二維、三維高密度電阻率測量，其存貯量大、裝置類型較全、使用方便、靈活、性能穩(wěn)定，測量速度快。

2 ?勘探區(qū)概況及測線布置

萬源大巴山地質(zhì)博物館擬建場地，地段上覆地層主要為中生界三疊系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j）灰色，青灰色，薄至中厚層狀灰?guī)r，夾生物碎屑，層理發(fā)育，呈層清晰，層面平直，常見斑紋狀，偶爾可見層紋狀構(gòu)造，角礫狀構(gòu)造，其強(qiáng)度高，節(jié)理裂隙發(fā)育。下伏地層為古生界二疊系上統(tǒng)吳家坪組（P2w）深灰色中-厚層狀燧石灰?guī)r、灰?guī)r。為查明地下巖溶的位置走向，布置了10條測線，（W-1）-（W-6）測線長100m，（W-7）-（W-10）測線長80m。本次選取其中的兩條測線W-6測線、W-2測線進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 ?資料分析與解釋

3.1 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用吉林大學(xué)研制的Geogiga RTomo高密度電法處理軟件，錄入原始數(shù)椐→格式轉(zhuǎn)換→數(shù)椐編輯→反演處理→電阻率成圖。經(jīng)過對擬建場地的視電阻率剖面綜合分析，視電阻率變化較大，變化范圍一般多在10Ω·m～3000Ω·m之間，局部大于3000Ω·m。根據(jù)現(xiàn)場勘察結(jié)合相關(guān)的地質(zhì)資料，該擬建場地未發(fā)現(xiàn)大型溶洞，推測溶洞主要與溶蝕溝、溶蝕槽、溶穴內(nèi)充填有低液限粘土有關(guān)，視電阻率表現(xiàn)為低阻。

3.2 成果解釋

W-6測線采用2m電極距，測線總長100m，共50個測點(diǎn)。測線上（見圖1），測線在25～30m處0～5m深度范圍內(nèi)存在明顯的低阻異常（視電阻率在8～33Ω·m），推斷該段為巖溶構(gòu)造接觸面，由溶蝕溝、溶蝕槽內(nèi)充填有粘土引起的視電阻率低阻異常。經(jīng)現(xiàn)場開挖證實（見圖2），測線在該處有一寬約3m，深約5m的溶蝕溝，驗證了低阻異常與溶蝕溝內(nèi)充填有粘土有關(guān)。

W-2測線采用2m電極距，測線總長100m，共50個測點(diǎn)。測線上（見圖3），測線在55～60m處0～6m深度范圍內(nèi)存在明顯的低阻異常（視電阻率在0～50Ω·m），推斷該段為巖溶構(gòu)造接觸面，由巖溶破碎帶引起的視電阻率低阻異常。經(jīng)現(xiàn)場開挖證實該處有一寬約4m，深約6m的溶蝕溝（見圖4），驗證了低阻異常與溶蝕溝內(nèi)充填粘土有關(guān)。

4 ?結(jié)語

本次采用高密度電法查明了萬源大巴山地質(zhì)博物館擬建場地地下所存在的溶洞等不良地質(zhì)情況，為該場地后續(xù)的地基工程處理及施工提供了可靠的依據(jù)。通過現(xiàn)場的開挖驗證，進(jìn)一步證明高密度電法對于灰?guī)r地區(qū)的巖溶探測是一種有效的物探方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 覃政教.地面物探在巖溶地基工程勘察中的應(yīng)用[J].中國巖溶，2005，24（4）：338-343.

[2] 劉天佑.地球物理勘探概論[M].北京：地質(zhì)出版社，2007.

[3] 宋希利.高密度電法在地下空洞探測中的應(yīng)用研究[J].工程地球物理學(xué)報，2010，7（5）：599-602.

[4] 王詩東，庹先國.氡氣測量法-高密度電法在斷層定位中的應(yīng)用[J].地學(xué)前緣，2011，18（2）：315-320.

[5] 王喜遷，孫明國，張皓.高密度電法在巖溶探測中的應(yīng)用[J].煤田地質(zhì)與勘探，2011，39（5）：72-75.

[6] 蔡晶晶，閻長虹.高密度電法在地鐵巖溶勘察中的應(yīng)用[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2011，19（6）：935-940.