綜合推斷地下地質(zhì)構(gòu)造方法研究

中圖分類號：P624 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）20-0157-04

Abstract：Researchonunderground geological structureshasalwaysbeenadificultproblem.Relyingsolelyontraditional geologicaldrilingmethodsistoolimitedandtime-consumingandlabor-intensive.Takingaprojectexampleasanexamplethis papercomprehensivelydeducesundergroundgeologicalstructuresthroughgeologicalsurvey，magnetoteluricmethod，soilradon concentrationmeasurementandmetertemperaturemeasurement，providingcertainideasfortheresearchofundergroundgeological structures.

Keywords：geologicalstructure;geologicalsurvey；geophysicalexploration；magnetoteluricmethod；soilradonconcentration measurement;meter temperature measurement

對地下地質(zhì)構(gòu)造的研究在工程中一直是一個具有深遠(yuǎn)意義的研究，其研究意義有以下幾點。

揭示地殼運(yùn)動歷史：通過對地質(zhì)構(gòu)造特征的觀察和分析，可以了解到地殼在不同時期的運(yùn)動情況，進(jìn)而揭示出地球的演化過程和地質(zhì)歷史，為工程勘察提供時間背景。

預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害：地質(zhì)構(gòu)造分析可以幫助判斷地質(zhì)災(zāi)害的潛在風(fēng)險和發(fā)生可能性。通過分析斷裂帶、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造特征，可以判斷地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)模，為地質(zhì)災(zāi)害防治提供科學(xué)依據(jù)。

尋找資源礦產(chǎn)：地質(zhì)構(gòu)造分析可以揭示地質(zhì)構(gòu)造特征與礦產(chǎn)資源之間的關(guān)系。例如，斷裂帶往往是礦床形成和地下水流通的重要通道，通過對地質(zhì)構(gòu)造的分析，可以尋找到潛在的礦產(chǎn)和地下水資源。

1通過地質(zhì)調(diào)查法查明區(qū)內(nèi)構(gòu)造特征研究

地質(zhì)調(diào)查法即在全面收集和分析區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告的基礎(chǔ)上，分析判斷調(diào)查區(qū)可能存在的地質(zhì)和斷裂構(gòu)造，通過野外的實地踏勘和簡單的測量，確定在調(diào)查區(qū)內(nèi)的地層、巖性和構(gòu)造，并尋找在地表出露的能代表該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的主要方向，并標(biāo)示在圖上2。本次主要研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造，通過1：50000水文地質(zhì)調(diào)查，并收集相關(guān)資料，綜合得到相關(guān)斷裂構(gòu)造信息如下。

論證區(qū)斷裂以北西向走向逆斷層和近東西向斷裂為主，主要發(fā)育3個區(qū)域斷層：鴨子灘一秦峪斷裂層、花兒灘一通北口斷裂層、岷縣一宕昌斷裂，以及受區(qū)域斷層影響發(fā)育的次級斷層F1穿過調(diào)查區(qū)（圖1），斷裂具體情況見表1。

2物探方法探查地下構(gòu)造分析

2.1AMT音頻大地電磁、MT大地電磁測量

方法原理：大地電磁法是以視電阻率的差異來劃分地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造，并根據(jù)視電阻率值的大小及展布形態(tài)來判釋地下地質(zhì)體空間分布的一種物探方法。影響視電阻率的主要因素有礦物成分、巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及含水情況等。根據(jù)現(xiàn)場物性測深和工區(qū)地球物理反演結(jié)果分析，工作區(qū)內(nèi)第四系地層一般小于100Ω?m ；三疊系地層電阻率變化較大，其規(guī)律是隨巖性的完整破碎程度變化而變化，又與含水程度密切相關(guān)。例如，三疊系地層電阻率一般為 100～5000Ω?m， 而完整不含水時電阻率可達(dá)上萬歐姆·米。工作區(qū)第四系地層與下伏地層存在有明顯的電性差異，下伏地層的電阻率值受構(gòu)造影響，與其富水性密切相關(guān)。

在易于地?zé)嵯蛏蟼鬟f的不同巖性接觸帶及斷裂兩側(cè)裂隙發(fā)育地段，由于其巖石破碎、導(dǎo)水性較好，視電阻率與完整圍巖差異較大，視電阻率等值線則表現(xiàn)為密集梯度帶、垂向低阻帶或同向扭曲帶等特征

現(xiàn)場采集情況如圖2、圖3所示。

2.2土壤氫濃度測量

土壤氫濃度測量儀器及其原理：

本次測量采用的是HS04測氫儀。它基于常溫常壓空氣脈沖電離室，實現(xiàn)氫及其子體的探測。針對土壤測氫，采用 ∝ 杯吸附土壤中氫子體進(jìn)行取樣，采用電離室方法實現(xiàn)對吸附到 ∝ 杯體上的氫子體進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)土壤氫濃度測量目。HS04測氫儀還能同步實現(xiàn)環(huán)境溫度、濕度、氣壓的測量，用于評價氫濃度。

本儀器的使用方法，土壤測氫步驟如下： ① 一般選擇沒有水或者濕度不大區(qū)域進(jìn)行土壤氫的測量；② 確定儀器沒被污染，能正常工作在低本底，針對土壤氫測量，一般要求本底值小于 300Bq/m³ ③ 在土壤中用專用土壤打孔機(jī)挖一個約 0.5m 深的坑洞，放置∝ 杯，用一個塑料口袋裝上泥土，密封洞口，記錄埋杯時間，需保證埋置時間大于 ^4h （圖4）； ④ 取杯測量前需先開啟儀器，首次開啟儀器需要預(yù)熱約 1min ，使工作高壓達(dá)到穩(wěn)定； ⑤ 埋 ∝ 杯 ^4h 后，取出 ∝ 杯，快速用抹布清除杯表面泥土，然后快速裝入儀器，并啟動測量。盡量保證取杯、裝杯到測量這個過程中時間的一致性； ⑥ 開始測量，測量時間為 3min ，測量完畢后，記錄相應(yīng)數(shù)值，再換下一個測點的 ∝ 杯測量（圖5）。

2.3 米地溫測量

在土壤中用土壤打孔機(jī)打孔約 1m 深，再將土壤溫度速測儀探頭插入孔中土壤，進(jìn)行土壤溫度測量，當(dāng)溫度值穩(wěn)定下來后，記錄數(shù)值（圖6）。

2.4物探測量結(jié)果綜合分析

本次主要通過物探測線W1—W1，W3—W3進(jìn)行分析（圖7）;物探測線W1—W1，總長 5100m ，運(yùn)用了AMT音頻大地電磁、MT大地電磁測量、土壤氫濃度測量及米地溫測量4種方法，物探測線W3一W3‘總長 3000m ，則運(yùn)用了MT大地電磁測量。

其中土壤氫濃度測量及米地溫測量結(jié)果中，數(shù)值偏高的即為異常值（圖8），測量所在位置則可以認(rèn)定為有構(gòu)造通過5。由于AMT采集到的低頻信號有限，MT采集到的高頻信號有限，且地球物理場特別電磁場存在明顯的擴(kuò)散效應(yīng)，客觀上，AMT和MT2種資料的反演結(jié)果在淺部是難以吻合的。因此，在成果資料的分析解釋中，我們將兩者結(jié)合起來綜合分析，即約 800m 深度以淺主要依據(jù)AMT反演結(jié)果，約 800m 深度以下主要依據(jù)MT反演結(jié)果。最終推斷出地下斷裂的發(fā)展情況如圖9所示。

3結(jié)束語

對于地下構(gòu)造的研究，因使用某單一方法時均有其局限性，比如地質(zhì)調(diào)查法只能體現(xiàn)出露點的構(gòu)造位置及產(chǎn)狀，土壤氫濃度測量及米地溫測量僅能測定構(gòu)造在地面的出露位置，AMT音頻大地電磁測深較淺，MT大地電磁測量在地下較淺區(qū)域有一定盲區(qū)等。本文以某工程實例為例，通過地質(zhì)調(diào)查法、AMT音頻大地電磁、MT大地電磁測量、土壤氫濃度測量及米地溫測量等物探方法，多方法相輔相成，綜合推斷了區(qū)域內(nèi)各斷裂的地下延展情況。為地下構(gòu)造研究提供一定的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐輝明.工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2023：365.

[2]陸宇，姜星.地?zé)豳Y源勘查中水文地質(zhì)調(diào)查的運(yùn)用[J].中國資源綜合利用，2024，42（5）：74-77.

[3]張慧利，沈陽，陳云峰，等.綜合物探方法在內(nèi)蒙古某地區(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查中的應(yīng)用研究[J].能源與環(huán)保，2024，46（4）：152-156，164.

[4]于建華，夏方華，張志強(qiáng)，等.基于大地電磁測深的平原區(qū)隱伏斷裂構(gòu)造研究—以天津蔡公莊鄉(xiāng)等四幅區(qū)調(diào)為例[J].礦產(chǎn)勘查，2023，14（7）：1161-1173.

[5]李彬，馮連軍，沈偉新.音頻大地電磁法和氫氣測試在某地?zé)峥辈熘械膽?yīng)用[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2024（4）：59-64.