綜合推斷地下地質構造方法研究

中圖分類號：P624 文獻標志碼：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

對地下地質構造的研究在工程中一直是一個具有深遠意義的研究，其研究意義有以下幾點。

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

預測地質災害：地質構造分析可以幫助判斷地質災害的潛在風險和發生可能性。通過分析斷裂帶、褶皺等地質構造特征，可以判斷地質災害的發生規模，為地質災害防治提供科學依據。

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

1通過地質調查法查明區內構造特征研究

地質調查法即在全面收集和分析區域地質調查報告的基礎上，分析判斷調查區可能存在的地質和斷裂構造，通過野外的實地踏勘和簡單的測量，確定在調查區內的地層、巖性和構造，并尋找在地表出露的能代表該地區地質構造的主要方向，并標示在圖上2。本次主要研究區內斷裂構造，通過1：50000水文地質調查，并收集相關資料，綜合得到相關斷裂構造信息如下。

論證區斷裂以北西向走向逆斷層和近東西向斷裂為主，主要發育3個區域斷層：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，以及受區域斷層影響發育的次級斷層F1穿過調查區（圖1），斷裂具體情況見表1。

2物探方法探查地下構造分析

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構造，并根據視電阻率值的大小及展布形態來判釋地下地質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、巖石的結構、構造及含水情況等。根據現場物性測深和工區地球物理反演結果分析，工作區內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。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上萬歐姆·米。工作區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造影響，與其富水性密切相關。

在易于地熱向上傳遞的不同巖性接觸帶及斷裂兩側裂隙發育地段，由于其巖石破碎、導水性較好，視電阻率與完整圍巖差異較大，視電阻率等值線則表現為密集梯度帶、垂向低阻帶或同向扭曲帶等特征

現場采集情況如圖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行取樣，采用電離室方法實現對吸附到 ∝ 杯體上的氫子體進行測量，從而實現土壤氫濃度測量目。HS04測氫儀還能同步實現環境溫度、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域進行土壤氫的測量；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熱約 1min ，使工作高壓達到穩定； 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，記錄相應數值，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打孔約 1m 深，再將土壤溫度速測儀探頭插入孔中土壤，進行土壤溫度測量，當溫度值穩定下來后，記錄數值（圖6）。

2.4物探測量結果綜合分析

本次主要通過物探測線W1—W1，W3—W3進行分析（圖7）;物探測線W1—W1，總長 5100m ，運用了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果中，數值偏高的即為異常值（圖8），測量所在位置則可以認定為有構造通過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散效應，客觀上，AMT和MT2種資料的反演結果在淺部是難以吻合的。因此，在成果資料的分析解釋中，我們將兩者結合起來綜合分析，即約 800m 深度以淺主要依據AMT反演結果，約 800m 深度以下主要依據MT反演結果。最終推斷出地下斷裂的發展情況如圖9所示。

3結束語

對于地下構造的研究，因使用某單一方法時均有其局限性，比如地質調查法只能體現出露點的構造位置及產狀，土壤氫濃度測量及米地溫測量僅能測定構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域有一定盲區等。本文以某工程實例為例，通過地質調查法、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，綜合推斷了區域內各斷裂的地下延展情況。為地下構造研究提供一定的思路。

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