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综合物探方法在地质灾害调查中的应用

2015-02-23曾杰东

地球 2015年10期
关键词:电性电法测区

■曾杰东

(广西水文地质工程地质队 广西柳州 545006)

综合物探方法在地质灾害调查中的应用

■曾杰东

(广西水文地质工程地质队 广西柳州 545006)

介绍了在地质灾害调查中常用的几种物探方法的适用条件和应用范围,并通过实例展示了各种方法的应用效果。结果表明浅层物探方法应用效果显著,在地质灾害调查中具有较好的应用前景。

地质灾害调查综合物探方法层析成像地震映象

1 工程地质概况及地球物理特征

(1)工程地质概况。地形地貌:工作区位于柳州市区及其北部一带,柳江河从工作区通过,地貌形态类型主要有:侵蚀堆积河流阶地、溶蚀堆积孤峰平原及岩溶盆地、侵蚀溶蚀峰丛洼地及峰林谷地、及构造溶蚀剥蚀低丘山地等,无岩溶大泉和地下河出露和分布。

(2)地球物理特征。物性差异是有效开展物探工作的理论前提,场地地形则是顺利开展物探工作的条件,不同的物探方法对地形地质条件有不同的要求。测区下伏基岩电阻率、电导率、相对介电常数、纵波速度等物性参数存在不同程度差异,随岩石风化程度、岩溶、裂隙发育程度等不同,地下介质电性存在较大差异,形成了不同的电性和介电界面,为此次物探勘查提供了地球物理前提。

2 工作方法技术及仪器设备

(1)高密度电法。高密度电法的原理与普通电法相同,采用多功能直流电法仪为主控机,配以多路电极转换器以及大线电缆、电极等构成的高密度电法测量系统进行数据采集,根据场地条件和地质条件选取一种或多种装置进行数据采集,由专用软件进行地形校正、数据滤波、反演计算等一系列处理后,绘制物探剖面视电阻率等值线及反演断面图,根据图中视电阻率分布形态,了解地下一定深度范围内横向电性变化情况和垂向电性的变化特征,再综合分析判断覆盖层厚度及异常体的位置及规模。

探测仪器采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WDJD-3型多功能数字直流激电仪和WGMD-3高密度测量系统。

(2)地震映像法。地震映像法,是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的一种常用浅地层勘探方法,在地震映像数据采集中,最重要的是确定有效波及其最佳偏移距,为此需要做试验剖面,进行干扰波调查,分析各种波的传播规律,确定能够最好地反映探测目标的有效波,以及该有效波在时间域和空间域的最佳时空段。探测仪器采用重庆地质仪器厂生产的DZQ48型高分辨率地震仪。

3 资料处理与成果分析

本次物探工作按 《水利水电工程物探规程》(SL 326-2005)和《铁路工程不良地质勘察规程》(Tb10027-2012)执行。

(1)高密度电法。通过数据处理计算后绘制各测线视电阻率等值线图及反演图,图中用颜色区分视电阻率值,同一颜色等视电阻率条带的深度位置及形状,反映同一电性层的埋深和起伏形态,资料解释时可在色谱图上直接读取基岩面的深度、位置。根据视电阻率等值线图分析测区不同地层的电性特征,结合地质调查和钻探资料圈定地层分界线;在较纯碳酸岩地层低阻异常带,延深大,判断为断层,低阻异常且等值线稀疏,有低阻闭合区段判断为岩溶发育区。

(2)地震映像法。通过数据处理计算后绘制时间剖面图。根据时间剖面图中波的旅行时间、幅度、频率与波形变化等特征,可以推断目的物的内部结构以及深度、形状等。当断层或岩性接触带存在时,在断层的棱角点或岩性突变点产生绕射波,形成双曲线型同相轴。当岩溶存在时,反射波的同相轴成弧型,其顶点对应与溶洞定点对应,或波的同相轴紊乱,连续性差,有时与旁边的同相轴完全错断,以及反射波信号微弱,甚至缺失,局部形成空白区域。

(3)成果分析。①地面物探:根据区域地质资料及地面物探探测结果综合分析,本次地面物探工作共探明工作区内几个断层破碎带与测线相交的位置;探明了几处与测线相交的地层界线的位置;查明了几处岩溶裂隙发育段。②地层岩性:探明了10处与测线相交的地层界线的准确位置,测区内主要地层岩性为第四系覆盖层,层厚约0~25m之间;测区大部分布的C2d地层的浅灰色厚层、块状白云岩;在测区西部欧阳岭一带和北部分布的C1d2地层的以砂岩、砾状砂岩、粉砂质泥岩、页岩夹灰岩透镜体为主的碎屑岩;测区东部牛姆坪一带,分布的二叠系地层的以硅质岩、泥岩、泥质灰岩为主的碎屑岩。③岩溶发育情况:震中区柳北区香兰村岩溶发育情况为WT1线点号175-180,220-230段以溶蚀裂隙发育为主,伴有溶洞发育,详见下图。WT2-1线异常主要为裂隙发育的反映,仅点号840-850段以溶蚀裂隙发育为主,伴有溶洞发育;WT2-2、WT2-3线全段基岩较为完整,少见裂隙发育;WT2-4线为碎屑岩地层。WT3-1、WT3-2线全段基岩较为完整,少见裂隙发育;WT3-3线异常以裂隙发育为主,点号145-190、370-390、580-600段岩溶裂隙发育,伴有溶洞。WT4-1线点号55-70、120-180段,WT4-3线80-100段,WT4-4线点号60-80、145-155段,WT4-5线70-80、180-190段以岩溶裂隙发育为主,伴有溶洞。WT5-1线点号215-225段,WT5-2线点号120-150,330-370,435-500,590-645段以岩溶裂隙发育为主,伴有溶洞。该区域主要岩溶发育深度多见于25m-60m之间。

WT1线视电阻率等值线图、反演图

4 结论

本次勘查采用高密度电法和地震映像法进行探测,测线布置合理,规范作业,保证野外采集数据真实可靠。探明了基岩起伏界面、风化层界面、地层界线、岩溶发育范围及其分布规律。地面物探中布设的地震映像法对经过断层和岩溶发育段。裂隙发育段的推断成果与高密度电法的推断成果有良好的一致性,互相验证,证明了物探方法的有效性。

P5[文献码]B

1000-405X(2015)-10-322-1

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