王治中

摘 要：研究区域有机质含量丰富、类型好、演化程度高，通常已达到成熟阶段，构造运动形成了大量裂隙、整合面和褶皱等，多期次的构造运动未对海相沉积造成明显破坏，各项研究均显示研究区域具有良好勘探及开发前景。

关键词：物探方法；钻前探测；地质勘查；应用

研究区受大规模地质运动，形成大量构造，断层、岩溶、破碎带等广泛发育。受大规模海侵影响，区内大量分布碳酸盐岩沉积地层，遭受雨水琳滤，加之受到构造等影响，地下暗河、岩溶以及地层破碎带广泛发育。施工过程中，地下暗河、岩溶以及地层破碎带往往是保障工程顺利施工最大障碍，为此，有必要尽最大可能规避不良地质体而带来的损失。

1 地概况

通过研究区域某地多种物探方法在页岩气钻前探测方面应用及效果的阐述，探讨综合物探方法在岩溶、暗河以及破碎带等有害地质体勘查方面的应用效果。结果表明：若目的层以浅发育较厚碳酸盐岩地层，采用高密度电法、瞬变电磁法、音频大地电磁法、广域电磁法等物探方法，探测由浅到深的地质体空间展布情况，结合地表地质调查，可对岩溶、暗河以及破碎带等不良地质体发育情况进行较好的控制，能有效规避钻探过程中可能存在的风险。

2综合物探原则与方法

根据上述分析，目的为探测碳酸盐岩地层范围内的岩溶、暗河、破碎带以及构造破碎带的分布情况。因此根据不同地区的含气地层深度，对勘探深度进行分析，有针对性的采取高密度电法、瞬变电磁法、音频大地电磁法、可控源音频大地电磁法以及广域电磁法等物探方法，结合地面水文地质调查，进行综合解译。

物探工作的原则及思路为：以寻找不良地质异常体为目的，遵循综合研究、由已知到未知、由浅入深、循序渐进的原则，有序的开展施工、处理及解释工作。1）做好地表已知不良地质体的调查记录，以便给物探解释推断提供参考。2）根据由浅至深的探测思路，分别采取高密度电法、瞬变电磁法及音频大地电磁法等物探方法，探测不同深度的不良地質体发育情况。3）地下岩溶及暗河往往充水，反映在物探工作成果中即为视电阻率比相对完整的围岩低，若暗河或岩溶横穿探测剖面，则形成封闭低阻异常区。4）若地下岩溶在探测时间段内未充水，其视电阻率比围岩高，在解释成果中不便识别，则应结合已知地质资料及调查成果进行综合分析。5）地下暗河河道是导水通道，其地下轨迹及路径往往将各个岩溶连接起来，因此可通过对岩溶的发育的识别，大致将暗河河道进行连接并推断解释。

2.1 高密度电法

高密度电法勘探原理是以岩矿石介质的电性差异为基础，研究在人工施加电场的作用下，地下传导电流的分布规律。由于其勘探过程属于二维勘探，因此可以通过二维成像软件对数据进行成像处理，进而直观的显示地电断面中视电阻率分布情况，通过反演成果分析，可达到探测浅部地层不良地质体的任务（图 1）。

2.2 瞬变电磁法（简称 TEM）是利用不接地回线向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用另一回线或探头接收由地下地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应二次场（按指数规律衰减），二次场的大小与地下地质体的电性有关：低阻地质体感应二次场衰减速度较慢，二次场电压较大；高阻地质体感应二次场衰减速度较快，二次场电压较小。根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断地下地质体的电性、性质、规模和产状等，从而可以解决地层中深部如断层、地下暗河、溶洞等地质体的探测问题（图 2）。

2.3 （可控源）音频大地电磁法及广域电磁法（可控源）音频大地电磁法及广域电磁法（CSAMT、AMT、WFEM）。它是利用（人工）天然的大地电磁场作为场源，来测定地下岩石的电性参数，并通过研究地电断面的变化来达到解决地质问题的一种地球物理勘探方法。音频大地电磁法（AMT）所利用的场源主要是由远处的雷电活动所引起的频率约为几至几千赫兹的音频大地电磁场；可控源音频大地电磁法及广域电磁法（CSAMT、WFEM）主要是利用人工的电磁场作为场源，在工业电流等干扰较强的区域开展工作，它们的勘探深度相对较深，一般用于探测一千米及以浅的地质构造、岩溶及暗河等地质体（图 3、图 4）。

3应用效果

3.1水文地质调查

水文地质调查与正常生产施工同时进行。探测区已有地质资料，初步认识如下：整体地形东西两侧高、中部低，北西高、南东低，为一明显的槽谷地形，通过实地调查走访得知，虽然探测区常年雨水充沛，但并无地表径流，因此地表汇水必然通过地下管道排泄，暗河发育的可能性极大。根据已有地质资料，该槽谷为一向斜构造，向斜核部即位于槽谷底部位置，地表向下发育地层均为碳酸盐岩地层。

3.2 物探成果综合解释

3.2.1 瞬变电磁法

以中浅部地层为主要探测目的，选取 50m、75m、100m、125m、150m 深度对瞬变电磁探测区域进行了水平切片，并合成三维切片图，可以看出，钻孔位置在其地表以下至 150m 深度，岩体相对完整，钻孔周围岩体相对周围较为完整，岩层含水性弱-中等。地面调查发现 2 处较大规模溶蚀塌陷负地形及若干小规模塌陷，2 处负地形主要位于工区南西方向，负地形 1 直径约为 200m，负地形 2 直径约 100m，其连线为北东-南西走向，与本区整体地势较为吻合，其余一系列小型塌陷均位于该走向上，推测地下暗河主河道从两处已知负地形下方流过的可能性较大。

3.2.2 音频大地电磁法

音频大地电磁法工程布置以纵向及垂向地层布置测线对拟设钻孔地表以下地层进行探测，垂向布设为主测线，主要探测构造、地层的空间展布特征，垂向布设测线为联络测线，主要探测沿地形方向水流的展布特征。以标高 400m 为中心发育一处封闭低阻异常区 H2，而此段地层发育岩性主要为长兴组灰岩，因此该异常为岩溶发育的可能性较大。

参考文献：

[1]李庆阳.深部铀矿直接勘查技术研究及其在若尔盖矿田的应用[D]，成都理工大学博士学位论文，2015.

[2]王爱国，马巍，王大燕.浅层直流电法探测隐伏断层可行性分析[J].高原地震，2016，17（3）.