王宇航

(安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司，合肥 230022)

0 引 言

高密度电法是常见的一种地球物理方法，该方法利用了不同岩、土导电性的差异和断面破碎带两侧岩性不同和物性差异,通过人工施加稳定电流场，研究电流在探测的岩土层中的分布规律，达到识别、探明地下断层、岩土层等分布情况的目的。高密度电法具有观测精度高，得到的数据量大等优点，在结合地质钻孔资料的基础上，可以快速且准确地识别出断层的分布情况为继续开展工程地质勘查指明方向。因此高密度电法广泛应用于断层破碎带的调查中，为继续开展工程地质勘查指明方向。文章就是以大别山某水库工程实例为例，简述了高密度电法在水库选址断层破碎带勘探中的应用[1-2]。

1 工程概况

大别山区某水库选址地质勘探中，上坝址河床右侧钻孔ZK7揭露出断层破碎带，但垂直与河道两侧钻孔均为揭露到断层破碎带，疑似为陡倾角断层破碎带，需进一步通过工程物探手段查明断层走向及大小，为继续开展工程地质勘查提供方向。

水库坝址选址区域，河道两侧为中低山，两岸山坡陡峻，一般山坡坡度在30°-50°，山坡表面覆盖较浅，植被茂盛[3]。

2 高密度电法工作原理及工作布置

2.1 工作原理

高密度电法具有数据采集量大、装置类型多、分辨率高等特点，是断层破碎带探测中最常用的方法。它是一种阵列探测方法，测点密度高，只需一次性将全部电极布置在一定间隔的测点上，自动转换电极装置形式、极距及测点等，即可实现野外数据的高效快速和自动采集。高密度电法采用成像色谱图表示视电阻率等级剖面图，直观形象地刻画地电断面的结构与分布形态。

高密度电阻率法属于直流电阻率探测法的一种特殊形式，其基本原理是通过给AB极供电，测量MN电位差，计算视电阻率ρs的变化来判定断层破碎带走向及大小。

(1)

式中：△U为M,N间电位差，I为供电回路电流，K为装置系数。根据观测方式的不同可分为偶极装置、温纳装置、施龙贝格装置、三极装置等。

2.2 工作布置

本次共布置6条高密度电法测线，其中顺河流方向2条左侧沿路边1条，右侧沿河滩地两条，垂直与河道方向3条，高密度电法测线布置平面图，见图1。

图1 高密度电法测线布置平面图

其中测线1和测线2布置在河右岸沙滩地上，电极距为3m，共布设60个电极；测线3、4、5垂直与河道布置，其中测线3和测线4正交河道，电极距为1.5m，分别布设42个电极；测线5斜向垂直与河道，电极距为1.5m，共布设50个电极；测线6沿着左岸公路内侧布置，电极距为2m，共布设60个电极；均采用温纳装置形式，隔离系数均取12[4]。

3 成果分析

采用GPS测量系统，对测线上所有电极测量其坐标信息，加入到高密度电法采集的原始数据中，通过瑞典Res2dinv软件对原始数据先剔除奇异点，再进行二维数据反演，最后展开地形信息。通过视电阻率剖面图数据可以看出：

1)测线1：在横坐标15-26m，高程约148-160m，范围内存在低阻异常区域，疑似破碎充水导致。36-66m，高程152-157m，范围内存在相对低阻异常区域，疑似有少量破碎充水。测线一视电阻率剖面图，见图2。

图2 测线1视电阻率剖面图

2)测线2：在高程150-158m存在低阻带，疑似破碎充水导致，其中横坐标21-51m，电阻率值较低，疑似破碎严重。测线二视电阻率剖面图，见图3。

图3 测线2视电阻率剖面图

3)测线3：在横坐标24-30m处，高程约155-163m，存在低阻异常区域，疑似破碎充水；在横坐标37.5-45m，高程157m附近存在低阻异常区域，疑似破碎充水，此处与测线2交汇，均存在低阻异常。测线三视电阻率剖面图，见图4。

图4 测线3视电阻率剖面图

4)测线四：在横坐标21-25.5m处，高程约156-165m，存在低阻异常区域，疑似破碎充水；在横坐标39-46.5m，高程157m附近存在低阻异常区域，疑似破碎充水，此处与测线1交汇，均存在低阻异常。测线四视电阻率剖面图，见图5。

图5 测线4视电阻率剖面图

5)测线五：在横坐标31.5-51m处，高程约151-160m，存在低阻异常区域，疑似破碎充水；且此处与测线2交汇，均存在低阻异常。测线五视电阻率剖面图，见图6。

图6 测线5视电阻率剖面图

从垂直与河道三条断面图可以看出，均在河谷与河滩地之间的斜坡段出现低阻异常区域，疑似断层位置，且在断面图横坐标大号端与测线1和测线2低阻异常区域吻合，需进一步验证。

6)测线六，在横坐标64-72m附件，存在高阻异常，疑似火成岩侵入。测线六视电阻率剖面图，见图7。

图7 测线6视电阻率剖面图

综合以上批判，可以推断出此处可能存在一个顺水流方向，左倾斜断层破碎带，倾角约75°，建议在断层破碎带位置左右各布置钻孔，进一步确定断层的走向及大小。后经过钻孔揭露，此处存在顺水流方向断层，产状N65-75°E，NW∠75-80°，带宽6.0-7.0m，带内为挤压破碎岩石，片理化，硅化，岩石强风化，有石英脉充填，夹断层泥，断层带两侧岩石蚀变，影响带较宽[5]。

4 结 语

高密度电法在地质勘探中使用较为广泛，通过高密度电法等物探手段，为钻探提供方向和信息，可以有效减少钻探的工作量，更加准确的查明地质构造。同时在开展物探工作前，应充分收集相关资料，了解地质构造背景，熟悉工区实际地形地质条件，确认具备的工程物探前提，正确选择测线方向，长度以及使用适当的电极距和参数。本次高密度电法工作，根据工区实际地质环境，共设置6条测线，呈十字交叉，物探探测效果良好，为进一步勘察提供了依据。