淺析綜合電法在地層界線劃分中的應用

【摘 要】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查中劃分地層界限，探明灰巖條帶的走向，為地質鉆探布孔提供依據。綜合電法克服了單一物探方法的局限性和多解性，初步確定了區內灰巖條帶與圍巖的界限，在物探解釋的基礎上，結合地質成果進行了鉆探驗證，取得了較好的勘查效果。

【關鍵詞】地層界限；綜合電法；灰巖條帶

一、前言

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

二、工區概況

（一）工區地質概況

場區內地層簡單，表層為第四系蓋層，地層主要為第四系全新統殘坡積層、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、二疊系灰巖、二疊系泥巖、石炭系白云質灰巖和志留系泥巖、泥質粉細砂巖。地形起伏不大。

（二）工區內地球物理概況

根據本次工作以及區域資料，工區地層的主要電性參數見表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。

三、施工方案

物探應用了電阻率測深法、高密度電法相結合的方法。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系曲線。在雙對數坐標紙上，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巖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的一種電探方法，根據在施加電場作用下地中傳導電流的分布規律，推斷地下具有不同電阻率的地質體的賦存情況。根據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造線走向基本垂直，在大致查明灰巖條帶的界限和走向后，再在重點區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；覆蓋層下部為基巖。基巖電阻率呈現也呈現北部高南部低，電性差異較大，北部基巖視電阻率值在95～291Ω·m之間，推測為灰巖；剖面兩端基巖視電阻率值均在70Ω·m以下，推測為泥質砂巖。1線以里程樁號1500m為界，2線以里程樁號1900m為界，灰巖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，根據已有地質資料，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，推測為灰巖；南部電阻率值在18～30Ω·m之間，推測為泥質砂巖。灰巖條帶與泥質砂巖界限較為清晰。

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

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造。鉆孔ZK105巖芯情況為：0～16m為粉質粘土；16m以下為灰巖，其中68m處見角礫灰巖，破碎。鉆孔ZK106巖芯情況為0～14m為粉質粘土；14m以下為泥質粉砂巖。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、結論

1.本次物探工作對重點區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，因地制宜的選擇并在地質勘查中綜合利用，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，通過優化電法組合，不僅使得地質勘查質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。

參考文獻

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作者簡介：徐錦宏（1989～）男，湖北省地質環境總站，助理工程師，研究方向：工程與環境物探研究與應用工作。