综合物探技术在隐伏岩溶探测中的应用
综合物探法在岩溶塌陷调查中的应用
爨 【 研 】 鼹 技 发 ｊ 术
综 合物探 法在岩 溶塌陷调查 中 的应研究总 院 黑龙江 哈尔滨 １０ ４ ） ５ ０ ６
摘 要 ： 岩溶 塌陷是我 国重要地质灾 害之一 。伊春 市是黑龙江 省年降雨量最 多的地区 ，西林铅锌矿 是大理岩发育 区，暴雨在 断裂活动带 的导引下隐伏岩溶 区
查 范 围内的三 分之 二 。是暴雨 塌 陷的重 灾区 ，导致 部分 房屋倒 塌 。 ２ ）南沟 老道 庙沟 区 ：① 花 岗岩 、安 山岩 、辉 绿玢 岩分 布地段 电阻率 高 ， Ｐｓ 于５ ０ 大 ０ 欧姆 ・ ， 为非 岩溶 化稳 定 区；② 大 理岩 分布 区 ｐｓ 小 米 值
Ｑ ・ 。大 理岩 与安 山岩和 大理 岩相 比 电阻率较 低 ，这 一 点反映 了该岩 石含 Ｍ
本 区 ￣－ 西 向 “ ” 型 构造 背 斜 与 向斜 及 一 系 列层 间扭 性 断 裂 构 成 ｔｌ Ｌ ｓ 东 、西 向两个构 造接触 带组 成北 北西 向构造 系统 ，断裂 构造 非 常发育 。 １３水 文地 质概 况 西林矿 区位 于小 兴 安岭 南坡 ，地势 西 高东 低 ，年 降 雨量 ６６ ９ ３ ． 毫米 ，
１矿 区地 质、水 文概况 西 林铅 锌矿 区位 于伊春 市 西林 区 ，大地构 造位 置属 于 吉黑加 里 东华力 西 褶皱 区 ，张广 才 岭褶 皱带 ，伊 春褶 皱束 ，美 溪 至八 公里 复背 斜 西翼 ， 由
３ １ １矿 区岩石 电性特 征 ．．
表 １ 不 同岩性 电阻 率一 览表
大 西林 小西林 呈北北 西 向 “ ”型 构造 的南端 。 ｓ
１ １地层
、＼ 征 数 电 阻率 （ ・ ） Ｑ Ｍ 岩性 ＼ 几 何平 均 值 变 化范 围 安 山岩 ３ ３５ ７６ ６０ — １９ ６ ２９ ２ ７０ 花 岗岩 透 闪石 大理 岩 白云 石 大理 岩 ３ ７０ ２ ５ ２３ ４ ０ ７ ８５ ８１ ６ ３— ２９ ７ ４５ １ ８９ ４４ — ９０ ７８ ７ ９７ ４８ — ３３ ２９ ２９ ６
综合物探技术在岩溶勘察中的应用孟祥明
综合物探技术在岩溶勘察中的应用孟祥明发布时间：2021-09-01T02:38:26.351Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年10期作者：孟祥明[导读] 在岩土工程勘察中，首选的勘探方法为钻探技术。
然而在岩溶发育地区，仅仅通过钻探查明隐伏岩溶发育情况是一大难题，因此，只能寻求于综合勘察手段，有效利用综合物探方法与钻探相结合，对岩溶进行立体勘探，解决一些普通方法无法解决的问题，从而为岩溶发育场地稳定性的科学划分提供基础资料。
孟祥明中铁第六勘察设计院集团有限公司 300308摘要：在岩土工程勘察中，首选的勘探方法为钻探技术。
然而在岩溶发育地区，仅仅通过钻探查明隐伏岩溶发育情况是一大难题，因此，只能寻求于综合勘察手段，有效利用综合物探方法与钻探相结合，对岩溶进行立体勘探，解决一些普通方法无法解决的问题，从而为岩溶发育场地稳定性的科学划分提供基础资料。
关键词：综合物探技术；岩溶勘察；应用我国西南地区广泛分布着岩溶发育带，而贵州地处世界三大卡斯特集中分布去之一的东亚片区中心。
在碳酸盐广泛分布的地质环境和温暖湿润季风气候的背景下，全省17.6万平方公里的土地上，卡斯特地貌出露面积占73%，属我国乃至世界热带锥状卡斯特面积最大，发育最强烈的一个高原地区。
岩溶是水利工程、路基工程、高层建筑地基工程的主要地质问题，由于岩溶构造本身的特殊性，使得工程勘察变得非常复杂。
以往常用的勘察手段主要为工程地质测绘、钻孔测试等。
而这些方法手段具有相当大的局限性、片面性，一些问题难以查清，使工程在建设过程中出现难以预料的问题，增加了工程建设的难度，甚至个别工程建成后不能投人使用，造成了经济的巨大浪费。
一、岩溶构造的地球物理特性岩溶构造的地球物理特性按其形态，主要分为以下两类：1.弱波阻抗－低阻单个异常体。
主要包括溶洞、岩溶塌陷、溶槽等，这些构造的异常体一般充水、电阻率低，异常体比周围介质的密度、速度小，泊松比差异大。
各种地震波在此发生变化，在地震剖面上，有一个很强的反射波同相轴，其形态多表现为抛物线或漏斗状，而面波的能量增加，其频率和速度低，同时在异常体下方往往有多次波。
综合物探技术在岩溶塌陷区中的应用——以淮南八公山区岩溶塌陷为例
综合物探技术在岩溶塌陷区中的应用㊀㊀㊀ 以淮南八公山区岩溶塌陷为例基金项目：中国地质调查局 湘西鄂东皖北地区岩溶塌陷１ʒ５万环境地质调查 工作项目（ＤＤ２０１６０２５４－０４）作者简介：王㊀夺（１９９０－），男，山西朔州人，本科，助理工程师，主要从事水文工程环境地球物理工作㊂王㊀夺，高㊀攀，陈㊀晨（安徽省地质环境监测总站，安徽合肥２３００００）摘㊀要：为了验证物探技术在岩溶塌陷区调查中的应用效果，本文于淮南八公山区土坝孜岩溶塌陷区开展了高密度电法和地质雷达综合探测研究㊂结果表明：高密度电测深法能直观地反映第四系覆盖层的厚度和低阻异常的深度，地质雷达法能定性地判定岩溶破碎带在地表的平面投影，将两种方法相结合能更加准确地圈定溶洞塌陷㊁断层破碎带的平面分布位置，为该区域岩溶塌陷探测提供了有效依据㊂关键词：岩溶塌陷区；高密度电法；地质雷达法中图分类号：Ｐ６３１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０３－００８４－０２㊀㊀淮南市八公山区人口密集，多年来该区土坝孜岩溶塌陷频繁复发，属于岩溶塌陷高易发区㊂为加强区域基础地质调查工作，满足日益频繁的地质灾害防治工作需求，为城市经济建设发展提供基础地质数据，在１ʒ５万岩溶塌陷环境地质调查（寿县幅）的基础上，进一步采用高密度电法和地质雷达法对土坝孜地区岩溶低阻异常进行了综合探测，查明了重点区八公山土坝孜岩溶塌陷隐患点空间分布位置，为该区域后期分析岩溶形成机理㊁风险性分区㊁隐患区监测防治提供科学依据㊂１㊀研究区概况八公山土坝孜塌陷区位于淮南市西边的八公山区，属于淮南煤田西翼，八公山东麓，勘查区面积０．２ｋｍ２㊂勘查区地处华北板块的东南缘，位于淮南复向斜南翼的阜凤逆冲断层和舜耕山逆掩断层之间的八公山扭动单斜构造区㊂总体形态为：走向北西㊁倾向北东㊁倾角１２ʎ５４ʎ，且以断层为主㊁局部有小型褶曲的单斜构造㊂勘查区地处安徽省中部，在江淮波状平原区最北部，靠近淮河，为淮北平原区㊂按照地貌形态和成因特征主要分为二级阶地和山前斜地，总体地势西高东低，区内地势整体较平坦，地表自然标高２１．８ ３８．７ｍ㊂地层区划属华北地层区淮河地层分区，地层由老到新有寒武系上统㊁奥陶系中下统㊁石炭系上统和第四系㊂第四系分布于测区中南部，为棕黄色㊁灰黄色亚黏土㊁黏土和粉细砂㊂石炭系上统分布于测区铁路一带，为生物碎屑灰岩㊁粉砂岩㊁铝质泥岩互层夹煤线㊂奥陶系中下统分布于铁路以西，为中厚层细晶白云岩㊁灰质白云岩夹薄层含泥质条带白云质灰岩㊂寒武系上统分布于八公山镇以西地区，主要岩性为厚 巨厚层含孔隙微晶细晶白云岩㊂勘查区内地下水按其赋存条件和水动力特征主要可分为松散岩类孔隙水㊁碳酸盐岩类裂隙岩溶水㊁碎屑岩类孔隙裂隙水三大类㊂２㊀物探方法技术由于勘查区所在的区域处于淮河流域冲积地层，表层为第四系覆盖松散层，主要岩性为亚黏土㊁黏土㊁粉细砂，电阻率一般不大于４０Ω㊃ｍ，厚度５ １５ｍ；下伏基岩为灰岩㊁白云岩，电阻率较高，一般在１ˑ１０２ ２ˑ１０４Ω㊃ｍ㊂下伏基岩地层中的溶腔和断裂带以及祼露地表的已知溶蚀区及其周边，在充满或渗入水流时，其电阻率将大大降低，相当于良导体，电阻率约为几个欧姆米，与围岩电阻率形成较大差异，呈现周边高阻包围低阻圈闭的电性特征，从而为利用高密度电法探测隐伏岩溶塌陷提供了物性基础㊂然而电法勘探具有体积效应，对浅表部异常反映不够灵敏，而高频地质雷达对浅覆盖层具有较高的分辨率，对高密度电法恰好可以起到良好的补充效果㊂地质雷达通过脉冲电磁波在地下的辐射㊁散射和反射携带地下电磁参数来判断地层岩性孔隙度㊁岩石颗粒大小㊁排列密实性等特征㊂因此，本文采用高密度电法和地质雷达法对岩溶塌陷勘查区进行综合探测，测线重合布设且垂直于断层走向㊁地层界限㊂本次高密度电法探测采用温纳（α）装置，测点距３ｍ，１２０道，采集层数为３３层，最大供电极距为３５７ｍ，仪器使用赛盈地脉ＧＤ－１０分布式系统㊂地质雷达探测采用点测模式，点距０．４ｍ，天线４０ＭＨｚ，仪器使用ＳＩＲ－３０００型地质雷达系统㊂３㊀物探方法解释八公山区土坝孜岩溶塌陷勘查区高密度电法和地质雷达探测成果如图１所示㊂４８图１㊀土坝孜岩溶塌陷区物探成果图㊀㊀从图１地质雷达剖面图可知，高程从１４ｍ到３０ｍ之间存在较明显清晰的波组同相轴，雷达波自上而下可分为强弱两个反射层㊂强反射层位于高程１４ ３０ｍ，该层位能量均匀，同相轴连续性较好，分辨率较高，对地层分层反映明显㊂弱反射层位于高程－２ １４ｍ，能量减低，局部介质不均一处出现强反射和多次绕射波，根据电磁波反射振幅差异可判定该层不同位置岩性完整性，风化程度不同㊂在高程１４ ２２ｍ附近为一分界面，上层为第四系覆盖层；其下雷达波衰减较大，推测为灰岩且岩性存在破碎断裂㊂在４６０ ４７０㊁５１５ ５２０埋深１５ｍ左右，有两处明显绕射波双曲线出现，且波组错段，形态较大反射能量较强，推测其下发育有两处一定规模的岩溶㊂由图１高密度电法反演断面图可见，电阻率等值线较密集带主要以３７Ω㊃ｍ的等值线为界，上部电阻率低而等值线稀疏，下部电阻率高而等值线密集，３７Ω㊃ｍ等值线附近即为基岩顶界面；测线０ ５２０浅中部电阻率变化较小，阻值多集中在０ ３７Ω㊃ｍ，部分测段出现微弱的高低阻圈闭，这说明测线布设处浅表部覆盖层密实性㊁富水性不均㊂推测基岩面埋深在１０ｍ左右，就整个断面而言基岩面略有起伏变化㊂在测线４６０ ４７０㊁５１０ ５２０中部埋深１５ｍ左右出现两处 Ｕ 型凹陷半封闭低阻带，与周围岩层形成较大的电性差异，结合该区域水文地质资料，推测发育有两处宽约１０ｍ左右的岩溶破碎带；测线２００附近中深部高阻部分存在明显的错断㊁下掉现象，结合区域地质资料推测该异常为断层Ｆ９的电性反映㊂由高密度电法和地质雷达探测结果分析可知，两种技术方法均查明了测线第四系覆盖层的厚度㊁基岩面的埋深情况，在４６０ ４７０㊁５１０ ５２０两处都呈现明显的异常反应，经综合分析推测这些异常区为岩溶破碎带㊂为了进一步验证物探推断结果，在４７０附近布置了水文钻孔ＳＫ０１，钻孔打到了地下溶洞㊂钻孔揭露第四系覆盖层厚度１１．１６ｍ，钻孔终孔深度６３．６０ｍ，溶洞规模较大，高达１３．８０ｍ，钻孔内地下水较丰富㊂４㊀结论本文用实例证明：高密度电法和地质雷达相结合可以判定岩溶破碎带的平面分布位置，而且能够查明第四系覆盖层的厚度㊁基岩面的埋深情况㊂本文研究采用两种技术方法相结合，通过两种物探勘查手段互相验证，弥补了单一物探方法的局限性和纵深上的分辨率差异性㊂利用相同的地质现象和地层结构对应不同的物性差异，采取不同的探测方法得到了不同的地球物理场㊂充分利用各种地球物理场所提供的信息，获得了更全面的地质信息，并结合区域地质和钻孔等其他资料，作出了符合客观实际情况的地质推断，证明了高密度电法和地质雷达两种技术方法在淮南八公山区土坝孜岩溶塌陷探测中的有效性㊂参考文献：［１］㊀刘㊀伟，甘伏平，赵㊀伟，等．高密度电法与微动技术组合在岩溶塌陷分区中的应用分析 以广西来宾吉利塌陷为例［Ｊ］．中国岩溶，２０１４（１）：１１８－１２２．［２］㊀许锡昌，陈卫东，刘㊀伟．地质雷达和高密度电法在废弃矿井探测中的应用［Ｊ］．岩土力学，２００２（ｓ１）：１２６－１２８．［３］㊀江玉乐，康万福，张㊀楠，等．高密度电法在岩溶勘察中的应用［Ｊ］．成都理工大学学报（自然科学版），２００７（４）：４５２－４５５．［４］㊀程久龙，潘冬明，李㊀伟，等．强电磁干扰区灾害性采空区探地雷达精细探测研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１０（２）：２２７－２３１．［５］㊀赵忠海．探地雷达在地质灾害调查方面的应用［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，２００２（２）：３．５８。
综合物探方法在岩溶塌陷调查中的应用分析
综合物探方法在岩溶塌陷调查中的应用分析摘要：随着科技的发展，物探技术不断进步。
地下塌陷情况十分复杂，对地面塌陷的检测方法最直观有效的是钻孔取心法，通过对心样进行相关试验分析，可以准确地判断出不同地层的厚度和完整性等，但是这种方式有一定缺陷，取心点位的随机性较大，易发生漏检，以及取心点位的密度不足，结果代表性不够。
同时钻孔取心对环境也有一定的破坏作用。
近年来，国内外的许多案例表明物探检测技术对地面塌陷检测是有效的，采取合适的物探技术手段可以预先查明地面下方隐伏的塌陷隐患，及时采取措施除险，防患于未然，实现提前预防和监测灾害的发生。
关键词：综合物探方法；岩溶塌陷调查；应用分析引言岩溶塌陷是指地表岩土体受岩溶作用影响向下陷落并在地面上形成塌陷坑（洞）的地质现象。
岩溶塌陷的形成必须具备以下3个条件：岩溶化地层，发育溶洞（溶缝或溶隙）或土洞为地下水补-径-排和塌陷物质提供储存场所或通道；基岩上覆有一定厚度的红黏土层（或完整性差的岩层）；产生岩溶塌陷的主导因素——致塌作用力（潜蚀作用、真空吸蚀、振动论及盖层失托增荷效应等）。
若能利用地球物理方法实现岩溶塌陷隐患（溶洞或土洞发育）的早期识别，为制定科学合理的避让和治理技术措施提供技术支撑，对于岩溶地面塌陷的防治具有重要意义。
1综合物探技术的内容依据综合物探技术的工作原理，可将物探技术划分为：以电性差异为基础的电法勘探；以磁性差异为基础的磁法勘探；以密度差异为基础的重力勘探技术等。
除此之外，还有地震勘探、放射性勘探技术等，综合物探技术的内容涉及较广泛，且在各个领域发挥着积极的作用。
从综合物探技术的实际应用来看，该技术更多地应用在地质矿产资源勘查方面，次之则会在水文地质勘查以及考古业勘查等方面有着一定的应用。
从综合物探技术在地质矿产勘查中的实际应用情况来看，重点是通过电磁学与现代科技设备组合在一起，以此达到高精度、高效率、低误差的勘查目标，保障地质勘查结果的准确性。
219524979_综合物探在岩溶区桥梁勘察中的应用
科技与创新┃Science and Technology &Innovation·168·2023年第13期文章编号：2095-6835（2023）13-0168-03综合物探在岩溶区桥梁勘察中的应用张超1，王银平2，叶辉1（1.中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430052；2.湖北楚鹏工程勘察设计有限责任公司，湖北孝感432100）摘要：乌当（羊昌）至长顺高速公路猫跳河大桥是一座整体式悬索桥，桥位区为灰岩，为了查明乌当岸锚碇位置处的岩溶发育情况，首先根据高密度电法等值线图中低阻分布特征推断岩溶发育范围，再通过电磁波CT 法的高吸收异常来圈定岩溶发育区的规模，最后采用钻孔电视直观地呈现钻孔内的地质情况。
实践结果表明，采用综合物探方法能够高效、准确探明岩溶区的空间分布及规模特征。
关键词：岩溶；高密度电法；电磁波CT 法；钻孔电视法中图分类号：U442文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2023.13.0511研究背景在碳酸盐岩地区，岩溶作为一种典型的不良地质体，对桥梁桩基工程的影响十分明显。
由于岩溶发育极不规律，地质情况复杂，仅靠传统的钻探和地质调绘手段难以查明岩溶发育程度及规模，因此需合理采用多种物探方法开展勘察工作。
李树琼等[1]将高密度电法应用于岩溶地区的勘查，基本查明了北水厂拟建场地部分地段隐伏构造、构造破碎带、岩溶、土洞等不良地质现象的分布；王战军[2]采用电法追踪水库坝区地下暗河，取得了较为理想的效果；宋先海等[3]基于电磁波CT 技术的复杂地质异常探测，表明电磁波CT 技术在碳酸岩和灰岩地区探测地下地质异常体不仅效果好，而且精度高。
本文在总结前人经验的基础上，首先通过高密度电法初步圈定出异常区域，再结合孔内电磁波CT 法及钻孔电视[4]确定岩溶的分布及规模，以达到快速精准查明地下岩溶发育的目的，为桥梁基础设计提供可靠的勘探资料。
综合物探方法在岩溶勘查中的应用
综合物探方法在岩溶勘查中的应用岩溶是一种形成于石灰岩、石膏岩等岩层内的地质现象，常见于地下水侵蚀的作用下。
岩溶地貌的发育对于水文地质、土地资源、环境保护等具有重要的影响。
岩溶地区由于地表沉积薄、水文地质条件复杂，传统的地质勘查方法难以发挥作用，因此综合物探方法成为了岩溶勘查的重要手段之一、本文将就综合物探方法在岩溶勘查中的应用进行探讨。
首先，综合物探方法的优势在于可以对大面积进行勘查，且不受地形、植被覆盖等因素的干扰。
通过综合合成电磁法、地震勘探、地热勘探等方法，可以对岩溶地区的地下构造、含水层、水文地质条件进行详细研究，为勘查评价提供可靠的数据。
其次，综合物探方法的应用可以帮助确定岩溶地区的含水层特征。
通过电磁法可以探测到地下电导率变化，从而判断地下水的分布状况和含水层的厚度。
地震勘探可以通过测量地震波传播速度和反射波形等参数，来研究地下水的渗透性、孔隙度和裂缝情况，进而判断含水层的水文地质条件。
此外，综合物探方法还可以用于岩溶地区的地下空洞探测。
地下空洞对于岩溶地区的工程建设和土地利用具有重要影响。
通过综合地质雷达、重力勘探等方法可以获取地下空洞的分布情况、规模和形态等信息，为工程设计和土地规划提供依据。
同时，综合物探方法还可以评估地下空洞的稳定性，对于防治地下空洞引发的地质灾害具有重要意义。
最后，综合物探方法还可以辅助岩溶地区的环境保护与资源开发。
通过综合电地化勘探、放射性核素探测等方法可以对岩溶地区的地下水污染和放射性核素分布进行监测和评估。
这些数据可以为环境保护提供依据，并指导岩溶地区的矿产资源开发。
综上所述，综合物探方法在岩溶勘查中的应用十分广泛，为岩溶地区的勘查评价、含水层特征确定、地下空洞探测以及环境保护与资源开发提供了重要的技术手段。
随着综合物探技术的不断发展，相信在未来岩溶勘查中，综合物探方法还会得到更广泛的应用。
岩溶地质工程中综合物探方法的应用
甚 低频 电磁法 适用于 圈定断裂 破 碎带 、岩 溶发 育带 ，选 择适 合测
区 工作 频 率 的甚 低频 发 射 台 ，选 用 ＮＷＣ （ 澳 大利 亚 西北 角 ） 。 ｆ ＝ ２ ２ ． ３ ｋ ｈ ｚ 、Ｎ Ｄ Ｔ （ 日本 爱 知 县依 佐 美 ） ｆ ＝ ｌ ７． ４ ｋ ｈ ｚ电 台作 为场 源比 较 合适 ， 因为 这两个 台具有 强大 的辐 射功 率 ，距我 国较 近 ，且场 强持 续平 稳 的
２０
…
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岩溶地质 工程中综合物探方法的应 用
刘道明 ・ 刘 翔。
（ １ ． 贵州省 地矿 局一 。五地质 大队 ，贵州贵 阳 ５ ５ ０ ０ １ ８ ： ２ ． 贵州省 地矿局 地球 物理地 球化 学勘察 院 。贵 州贵 阳 ５ ５ ０ ０１ ８溶地 区地 形、地质情况相对复 杂，各 种物探 方法的应 用都 受到 一定条件 限制 ， 进行 岩溶地质勘 察 时，应进行 综合物探勘察 ，为设 计
综合 物探 应 用思路
和施工提供 可靠 的原始 资料。本文对此介绍 了综合物探方法在岩溶地质工程 中的应用。
关键词 ：岩溶
４ ． 常 规 电测 深法
电 （ 阻 率 ）测 深法 适于 划 分地 层 ，探 测 隐伏 构 造 、地 下 埋设 物 、 岩 溶 、空洞 （ 区 ）和地 下水 源 ；常 规 电测深 法是 区别 于 以高密 度 电阻 率 法 中施 贝 ２ 装 置提 取 的 电测深 曲线 法 ，常规 电测 深法 是指 野外 逐
我 国 西南 地 区广泛 分 布着 岩溶 发 育带 ，而 贵州 地处 世 界三 大卡 斯 特 集 中分 布去之 一 的东 亚 片区 中心 。在 碳酸 盐 广泛 分 布的 地质 环境 和 温 暖湿 润季风 气候 的背 景 下 ，全 省 １ ７ ． ６万平 方公 里 的土地 上 ，卡斯特 地 貌 出露面 积 占 ７ ３ ％，属 我 国乃至 世 界热带 锥状 卡 斯特 面 积最 大 ，发 育 最强 烈 的一个 高原 地 区 。岩 溶 是水 利工 程 、路基工 程 、高 层建 筑 地 基 工程 的主要 地质 问题 ，由于岩 溶构 造本 身 的特 殊性 ，使 得 工程 勘察 变 得非常 复 杂 。以往 常用 的勘 察 手段 主要 为 工程 地质 测绘 、钻孔 测 试 等 。而这 些方 法 手段 具有 相 当大 的局 限性 、片 面 性 ，一些 问题 难 以查 清 ，使工 程在 建 设过 程 中出现 难 以预 料 的问题 ，增加 了工 程建 设 的难 度 ，甚至个 别工 程建 成后不 能投 人使用 ，造成 了经 济的 巨大浪 费。 地 球 物理 探测 方 法（ 物探 方 法） 是一 种 高效 、无 损 的勘察 方 法 ，在 地质 调查 、资 源勘 探 中 已经取 得 了丰 硕的 成果 。随 着 仪器 精度 的 提高 和理 论 的成熟 ，物 探方 法 逐步 在工 程 勘察 中得 到 应用 ，取 得了 满 意的
岩溶勘察中综合物探方法的应用
岩溶勘察中综合物探方法的应用作者：李攀来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2017年第4期李攀（中国建筑材料工业地质勘查中心云南总队，昆明650118）LI Pan(YunnanBranch，ChinaNationalGeologicalExplorationCenterofBuildingMaterial Industry，Kunming650118，China)揖摘要铱由于岩溶发育的隐蔽性和不规则性，致使岩溶勘察工作难度大、效果差，成为地质工作中的一大难题。
论文结合笔者实际工作中累积的勘察经验，先是对喀斯特地貌区的基本情况做了简单介绍，然后介绍了在该地区的相关地质工作，在地质工作开展过方法和手段，以及综合物探方法的应用。
揖Abstract铱Due to the hidden and irregular nature of karst development, the karst investigationwork is difficult and its effect is biningwith the experiences in the practical work, firstly the paper introduces the basic situation of karst landform briefly,then introduces the related geological work in the region, investigation methods and means in the process of geological work,and theapplication of comprehensivegeophysical prospectingmethod.揖关键词铱喀斯特地貌；岩溶勘察；地质工作；勘察手段；综合物探方法揖Keywords铱karst landform; karst exploration; geologicalwork; prospectingmeans; comprehensivegeophysical prospectingmethod【中图分类号】P548 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0125-021 云南喀斯特地貌情况介绍喀斯特地貌是可溶性岩石在水的外力作用下，发生以化学溶蚀为主及其他作用而形成的一种特殊的地貌类型，也叫溶岩地貌。
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１ Ｏ ２ Ｏ
３ ０ ４０
一
一
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图 ４ 测 线 Ｂ Ｂ 视 电 阻 率等 值 线 剖 面 图 —
４ ２ 瞬变 电磁 法探 测结 果 ．
５ｎ处存在物探高阻异常 ， ｌ 推测为岩溶空洞， 埋深约 ７— ５Ｉ， ３ ｌ ｌ 洞径约 ２５ｍ， ． 见图所标示的 Ｒ １ 大致 Ｄ一 ；
处理 、 示 。 显
溶大厅 ， 其顶板埋深约为 ｌ ２ 洞室最大高度 ８～ ０ｍ， 约为 ２ 宽 １ １ ５ｍ， ０— ６ｍ不等 ， 向大里程方 向纵向长 约 ｌ — ５ｍ不等 ， 内石笋 、 ５ ２ 洞 钟乳石发育 ， 洞中多有 石柱残留 ， 洞底充填泥质 ， 板上见有塌 陷坑形迹 ， 底
Ⅳ ＝６
图 ２ 高 密度 电法数据 采集 布置 示意图
Ｐ， 沿测线绘得的 Ｐ 断面图是测线下面一定范围内
地 电断 面 的综 合 反映 。
从 而绘 制 出该工 区的物性 地质 断面 图 。 如 图 ３所 示 ， 线 Ａ Ａ 范 围内 电阻 率 分层 较 测 — 为 明显 ， 本上 表现 为上 部呈低 阻状 态 ， 部 呈高 阻 基 下 状 态 ， 下部高 低 阻接触 面起 伏 较 大 。其 中测 线 ６ 上 ４
动等外因诱发下易引起不均匀沉降 ， 乃至地面塌陷， 给人 民的生命 、 财产造成重大损失。在岩溶灾害多 发 区进行 灾害 地质 调查 为灾 害治 理 提供必 要 的基础 地质资料 ， 是减灾 防灾工作 的前提。综合物探方法 是岩溶调查中的重要手段 ， 瞬变 电磁法和高密度电 法则是综合物探的有效方法 ， 特别是在含水的岩溶 洞穴探测方面， 有非常突出的效果。
本次采用温纳（ 对称 四极） 电阻率剖面法 ， 其特 点是各电极间保持一定距离 ， 同时沿着测线移动 ， 逐
图 １ 仪器 工 作 原 理 图
测点３
点 观测 电位差 Ａ 供 电 电流， 并 算 出视 电阻 率 Ｕ， ，
隔离 系数
Ｎ ＝ｌ
Ｎ ＝２ Ｎ ＝３ Ｎ ＝４
Ⅳ ＝５
二维勘探过程， 以观测精 度较高 ， 所 数据采集可靠 ，
具备较好的成像功能。见图 ２ 。 高密度电法在 复杂岩溶地区能取得很好 的效 果， 它具有效率高 、 数据量大、 分辨率高 、 显示直观等 特 点 。使 用 高密 度 电法 来进行 复 杂岩溶 地 区路基 勘
测 工作 ， 不仅 省 时省力 ， 而且 效果很 好 。
与岩溶大厅位置吻合 ， 范围稍大 ， 应为岩溶管道 、 溶
蚀裂 隙 为 辅 的 岩溶 发 育 区 ， 钻 探 孔 ＷＺ ７ ＷＺ ９ 经 Ｋ 、 Ｋ 揭露 岩 溶空 洞得 到验证 。
高密度 电法野外采集的数据需要先进行处理， 然后再带地形进行反演 ， 这些工作都可以在二维电
阻率反演软件下实现。数据处理工作主要是剔除一 些由接地不好电极影响的坏数据和采集系统 自 的 带 随机高斯干扰数据 ， 然后把分段数据拼接起来 ， 带上 高程文件 ， 形成反演数据 。反演结束后 ， 选择合适 的 迭代结果在 Ｓｒ ｒ ｕ ｅ 下作 出电阻率等值线 图， ｆ 然后依 据 电阻率 等值线图对该测试地 区作物性地质分析 ，
从 底侧 开挖 揭露 的 岩溶 洞 穴进 人地 下 溶 洞 ， 见一 岩
。
仪器 野外 工作 方法 及原 理 见 图 １ 。主 机 通过 发 射线 圈 向地下 发 射 烟 圈状 磁 脉 冲 ， 当磁 脉 冲 遇 到不 均匀 导 电介 质 时形成 涡流 场 ， 器断 电后 ， 流场衰 仪 涡
减过程中形成的二次场以烟圈状辐射， 接收线圈接 收到返 回地面的二次场信号并将其传输给主机进行
瞬变 电磁法的特点表现为可 以采用 同点组合进 行观测 ， 使与探测 目的物耦合最紧， 取得的异常响应
强， 形态简单 ， 分层 能力强 ； 在高阻围岩区不会产生 地形起伏影响的假异常， 在低 电阻率围岩区， 由于是
收稿 日期 ： ０ １０ —１ ２ １—４ １ 作者简介 ： 朱 铭 （ ９９ ） 男 ， １７ ・ ， 主要从事高速公路建设管理与试 验检测工作。
用 信息 。
３ 高 密度 电法工 作原理
高密度电法实现 电阻率 的快速采集 ， 并在现场 进行数据处理 ， 从而改变 了电法勘探的传统模式 ， 使 其和地震勘探的野外作业方式类似 ， 减轻 了劳动强 度。其工作原理属 电阻率的范畴， 但与常规 电阻率 法相比布置了较高的测点密度 ， 一次可以完成纵横
一
岩石强度较低 ， 并经受构造影响 ， 岩石节理发育 ， 完 整性较差 ， 在下部岩溶洞室发育到一定规模 ， 失去支 撑， 多形 成顶 板垮 落 ， 造成 场地 岩 溶洞 室断 面规模 庞 大 。顶板岩石的垮落 ， 在局部形成塌陷， 这些塌陷坑 又 为地 表 降水 向洞 内汇 聚形 成通 道 。场地 岩石 构造 节理发育 ， 也为地下水运移提供了 良 好通道 ， 有利于 岩溶的发育 。由黄沙泉 ３ 高架桥 ２ ３ 号 ～ 号桩下井 ，
关 键词 ： 合物探 技 术 ；瞬 变电磁 法 ；高 密度 电阻率 法 ；隐伏 岩 溶 综 中图分类 号 ：Ｕ４２ ２ ４ ． 灰岩 为 可溶性 碳 酸 盐 岩 ， 当灰 岩 溶 蚀 发 育 至 一 定 程 度 时 ， 地下 水 动力 条 件 的改 变 或 工 程 施 工 振 在 文献 标识 码 ： Ｂ 坑 内堆 积垮 塌 石块 、 黏性 土 。 区 内基 岩 与第 四系 松散 层 、 溶 与基 岩之 间存 岩 在明显的电性差， 具备进行 电法勘查 的地球物理前 提 。根 据现 场 已知 点 试验 探测 ， 场地 土 层 显 示 较 低
第３ ７卷第 ２ 期
２１ 年 ６ ０１ 月
湖
南
交
通
科
技
Ｖ １３ ． ０ ． ７ Ｎｏ ２
ＨＵＮＡ Ｃ Ｎ ＯＭＭＵＮＩ ＡＴ ＯＮ Ｓ Ｉ ＮＣ Ｃ Ｉ Ｃ Ｅ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＨＮＯＬ ＧＹ ＥＣ Ｏ
Ｊｎ ２ １ ｕ ．０ １
文章 编 号 ：１０ －４ Ｘ（０ ）２０ ｌ—３ ０ ８８４ ２ １ ０— ｌ９０ １
充填溶洞 ； 大致在测线 １０— ６ ５ １０ｍ处存在物探高阻 异 常， 测 为 岩 溶 空洞 ， 深 ３ 推 埋 Ｏ一３ 洞 径 约 ５ｍ，
１． 见 图 所 标 示 的 Ｒ ００ｍ， Ｄ一３ 经钻 孔 ＷＺ ２揭 露 ， Ｋ
溶洞。大致在测线 ２０— ０ ０ ２５ｍ处存在物探低阻异 常， 推测为溶洞 （ 含充填物） 溶蚀 、 沟、 或 溶 溶槽 ， 经 ＷＺ ３ Ｌ Ｋ 钻孑验证岩溶不甚发育 ， 属假异常。 测线 ２ ’ －２起点位置为 ｋ １７ ６中， ８＋ ８ ． 终点位
Байду номын сангаас
综 合 物 探 技 术在 隐伏 岩 溶 探 测 中的应 用
朱 铭
４００ ） １０３ （ 湖南 省高速 公路管理局 ， 湖南 长沙
摘
要 ： 述 了瞬 变 电磁 法和 高 密度 电阻 率 法的探 测原 理 ， 叙 通过 在 张花 高速 公路 的应 用
实例分析 ， 证明 了采用这 ２种综合物探方法能够快速、 有效地综合判定岩溶 的发育情 况， 为有 针 对性 地指 导工程 地质 勘 察 、 质 灾 害评 估 治理 等提供 科 学客 观 的依据 。 地
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湖
南 交 通 科
技
３ ７卷
多道观测 ， 早期道 的地形 影响也较 易分辨 ； 圈点 线 位、 方位或接发距要求相对不严格 ， 测地工作 简单 ， 工作效率高 ； 有穿透低 电阻率覆盖层的能力 ， 探测深 度 大 ； 面工作 与测 深工作 同时完 成 ， 供 了更多有 剖 提
如图 ４所示 ， 测线 Ｂ 。 围内电阻率分层较 —Ｂ 范 为明显 ， 基本上表现为上部呈低阻状态， 下部呈高阻 状态 ， 上下部高低阻接触面起伏较大。其中测线 ６ ０ １０ｍ、 ２ 埋深 ２ ４ 测线 １０—２０ｍ、 深 ２ ０～ ０ｍ， ６ ２ 埋 ５
—
４ ０ｍ范围内存在明显高阻异常 ， 推断为以岩溶大 厅为主， 岩溶管道 、 溶蚀 裂 隙为 辅 的 岩溶 发 育 区 ， 经
岩 溶不 甚发 育 ， 构成 场地 岩溶 主要 顶 板岩 石 ， 由于该
２ 瞬 变 电磁 法 工 作 原 理
瞬 变 电磁 法 是 一种 时 间 域 电磁 测 量 方法 ， 在 是
没有一次场背景条件下观测研究二次场 ， 大大地 简 化了对地质对象所产生的异常研究。以其分辨能力 强、 工作效率高等特点 ， 广泛应用于资源勘探与工程 勘查 领 域 ， 为 引 人 注 目 的地 球 物 理 勘 探 手 段 之 成
１ 工 区地质 与地 球 物理条 件
场地位于张花高速公路 ２ 标黄沙泉 ３ 号高架桥 场区 ， 基岩 由奥 陶系瘤状 （ 泥质 ） 岩和灰岩组成。 灰
其 中紫红色瘤状灰岩泥质高 ， 可溶性低 ， 浅灰绿色瘤 状 灰 岩泥质 含 量 略低 ， 弱 可溶 性 ， 岩 纯度 较 好 ， 具 灰 具强可溶性 。瘤状泥质灰岩处在灰岩上方 ， 其本身
位 于 ｋ ４ ５左 ６ ５ｍ。如 图 ５所 示 ， 致 在 测 线 ８＋ ６ ． 大
在测线 ６ — ０ｍ处存在物探高阻异常 ， ５ ８ 推测为岩溶 空洞 ， 埋深 约 ２ ３～３ １洞 径 约 ５ ０ｎ， 图所 标 示 ０Ｉ， Ｉ ． ｌ见
的 Ｒ ２， 孔 ＷＺ １ ２ ．０～ ９ ２ 揭露 少量 Ｄ一 钻 Ｋ 于 ４ ０ ２ ．０ｍ
～
验证 ， Ｋ ＷＺ ２揭 露深 岩溶 ， 洞室较 大 。
２ 期
朱
铭： 综合物探技术在隐伏岩溶探测 中的应用
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