高密度电法在岩溶塌陷区水文地质调查中的应用

王如喜

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250000）

水文地质调查工作是矿山建设、工程建设的基础，尤其是岩熔塌陷区的水文地质调查更为重要。高密度电法是以地质体之间的电性差异为基础的地球物理勘测方法，广泛的应用于水文地质调查领域，并取得了显著的成效[1]。本文以高密度电法为研究对象，分析该方法在岩溶塌陷区水文地质调查中的应用效果。

1 研究区基本概况

研究区出露地层岩性主要有古生界奥陶系中统、石炭系、二叠系、中生界侏罗系上统、新生界古近系和第四系，岩浆岩为燕山期闪长岩与闪长玢岩。根据岩石组合及岩溶发育状况、构造分布规律等，研究区不同地质体之间存在明显的电性差异，具备开展高密度电阻率测量较好的物理前提[2，3]。根据对比试验研究，认为该区域低阻异常区主要为岩溶发育区域或者断层破碎带部位，高阻异常区为较为完整的基岩出露区。

2 高密度电法测量成果推断解译

2.1 张公清调查区

Z1剖面位于张公清、孟公清村东侧，沿嘶马河西岸近北东方向布设，剖面长度1960m，方位角41°。受村庄、河道等实地地形地物影响，测线上个别电极接地条件较差，对测量结果有一定影响。

由图1可以看出，Z1剖面由南至北古近系厚度逐渐减小，至北端深度增加。在剖面910m处存在一个自浅至深的连续低阻区域，两侧地层有明显错动，推断解译为断层；在剖面1490m处存在一个自浅至深的连续低阻区域，两侧地层明显断开，推断解译为断层。在剖面560m～625m、980m～1120m、1260m～1340m、1385m～1565m和1640m～1780m处电阻率出现低缓凹陷，分析认为是岩溶发育区。

图1 Z1剖面综合地电断面图

2.2 孟家庄调查区

M1剖面位于孟家庄村北，近南北方向布设，剖面长度530m，方位角9°。由图2可以看出，M1剖面古近系厚度由南向北呈现厚—薄—厚的变化趋势，在剖面200m～390m处古近系厚度较薄，不足30m。剖面228m～252m和309m～330m处电阻率出现低缓凹陷，分析认为是岩溶发育区。局部出现大范围高阻体反应，推断为基岩电阻率反应。

图2 M1剖面综合地电断面图

2.3 西泉河调查区

Q1剖面位于西泉河村东南，近北东方向布设，剖面长度590m，方位角208°。Q1剖面（图略）由北至南古近系砂岩几近缺失，第四系覆盖层与下覆基岩直接接触，部分地段基岩出露。剖面56m～81m、120m～152m、167m～183m、190m～215m、258m～275m、301m～319m和352m～415m处电阻率出现低缓凹陷，分析认为是岩溶发育区。

3 解译推断成果

根据3个调查区开展高密度电阻率剖面测量所得资料，本文主要解译推断出四个方面的成果。

3.1 断点、断层发育情况

区内解译推断出了13个断层点，物探推断断层4条，编号分别为F1、F2、F3和F4。其中，张公清调查区推断出了F1和F2两条南西至北东向的断层；孟家庄调查区推断出了F3，为一条南西至北东向的断层；西泉河调查区推断出了F4，为一条近南北向的断层和西泉村北Q4剖面线的1个断点。

3.2 岩溶发育区情况

区内共解译推断了87处岩溶发育区，据区内解译推断的断层和岩溶发育区资料，划分出了4个岩溶易发区，编号分别为YF1、YF2、YF3和YF4，其中张公清调查区划分出了YF1和YF2两个岩溶易发区，孟家庄调查区划分出了YF3一个岩溶易发区，西泉河调查区划分出了YF4一个岩溶易发区。

3.3 古近系顶板埋深变化情况

根据高密度电阻率剖面成果资料，推断了区内古近系顶板埋深的平面变化情况。

表1 岩溶易发区平面分布特征一览表

整体呈南西到北东向展布，平面形态呈条带状，长约1000m，宽约230m，区内分布有众多已知岩溶塌陷坑 张公清调查区YF2 YF1整体呈近东西向展布，平面形态呈鸭梨状，长约990m，窄端宽约115m，宽端宽约280m YF3整体呈近东西向展布，平面形态呈椭圆状，长轴长约770m，短轴宽约200m，分布有几处已知岩溶塌陷坑，坑口已被填埋孟家庄调查区YF4整体呈近南北向展布，平面形态近似呈圆柱状，长约930m，宽约500m，区内分布有多处已知岩溶塌陷坑西泉河调查区

4 结语

综上所述，将高密度电法应用于岩溶塌陷区水文地质调查中具有明显的成效，能够有效的查明调查区一定范围深度内的异常分布特征，本文对3个调查区进行研究，共推断解译出岩溶发育区87处，断点13个，断层4条，划分出了岩溶易发区4处。建议布置钻孔对本次物探推断解译出的异常区进行工程验证，为下一步工作提供更详实的依据。