摘要:本文通过高密度电法对木登硐村进行岩溶勘探,主要查明勘探范围内第四系覆盖层厚度、基岩面起伏形态、测区范围内岩溶发育的埋深及其规模和深部采空区等不良地质体。勘探结果表明在高密度电法勘探深度范围内,上部浅表覆盖层为第四系残坡积层红黏土,部分山体灰岩出露,下伏基岩面起伏变化不大,局部溶蚀裂隙发育,岩体破碎,出现充填红黏土的溶蚀带、溶洞、溶槽等。
关键词:高密度电法;岩溶地质勘察;地球物理;红黏土充填
0 引言
岩溶作为工程建设的一种典型不良地质现象[1-3],对工程建设存在很严重的安全隐患。在工程地质勘察过程中不仅要探明基岩面的起伏形态,还必须查明区内岩溶发育的埋深及其规模、溶(土)洞和溶蚀带的分布情况等等[4-5]。由于在较小的范围内,岩溶发育存在位置的不确定性、随机性和隐蔽性,给岩溶的分布及其发育情况的详查带来很大的困扰。高密度电法作为物探手段之一,凭借着采集数据量大、探测精度和分辨率高、抗干扰能力强等特点,在岩溶地区地质调查中得到广泛应用,其勘探成果对工程建设具有重大的参考价值和指导意义。
1 工程概况
个旧市木登硐村岩溶塌陷发生时间长,分布范围广、规模大小不一。据现场调查,在勘探区域内共发现17个岩溶塌陷点和2个岩溶洼地。目前在勘探区发生的岩溶塌陷平均密度高达17.2个/km2,密度之大,已对当地村民房屋构成严重威胁。
勘探范围内主要出露地层有第四系残坡积层(Qel+dl)、三叠系中统个旧组(T2g)。现由新到老分述如下:(1)第四系残坡积层(Qel+dl)为棕红色、褐黄色红粘土,结构松散。(2)三叠系中统个旧组(T2g)个旧组第三段(T2gc):灰岩、白云质灰岩、白云岩互层,灰色,厚层状,岩溶强烈发育,岩石表面较光滑或溶蚀呈平行、放射状“U”型纹沟,地面岩溶形态主要为岩溶洼地、溶沟、小溶洞、溶蚀裂隙,地下岩溶形态主要有溶蚀裂隙和溶洞;个旧组第二段(T2gb):白云岩,灰色,厚层状,岩溶强烈发育,岩石表面呈刀砍状或溶蚀呈平行、放射状“U”型纹沟,地面岩溶形态主要为岩溶洼地、溶沟、落水洞、小溶洞、溶蚀裂隙,地下岩溶形态主要有溶蚀裂隙和溶洞,本次物探测区范围内主要地层为个旧组第二段(T2gb)灰岩、白云岩。
2 高密度电法基本原理
高密度电法是利用不同地层之间的电性差异,借观测天然产生或人工建立的电场或电磁场在地面的分布情况,来查明地形构造和解决地质问题的一种方法。一般情况下高密度电法适用于解决基底岩层的起伏形态以及圈定古床位置、溶洞和土洞分布范围等等。
高密度电法野外数据采集是确定装置形式与采集参数后,通过高密度主机控制多路电极转换器经完成断面数据自动采集。数据采集完成后,通过通讯程序将原始数据传入计算机进行数据处理、二维反演后输出二维地电断面。
3 高密度电法的工程应用
根据电法勘探成果,选取较有代表性的断面进行分析。本次电法勘探选取Ⅱ-Ⅱ’断面,通过剖面资料,结合地质资料和异常解释依据,对典型断面进行解释,推断如下。Ⅱ-Ⅱ’断面(图1):上部浅表覆盖层为第四系残坡积层(Qel+dl)红黏土,厚度约为2~12m左右,测线多数山体斜坡,整体土层较薄,灰岩出露较多。下伏基岩面起伏变化不大,局部岩体溶蚀裂隙发育,数据经过反演后显示,约在310m处、530m处、850m各有一竖向低阻带,比周围岩体视电阻率值低,推测为岩溶裂隙发育,充填红黏土的溶蚀带。土层范围内,并未发现土洞等不良地质体。
为了验证高密度电法的正确性以及查明在深度200m范围内是否有采空区存在。在高密度电法Ⅱ-Ⅱ’测线(340m-840m段)上布置电阻率测深法测线2条1000米/52个测点。通过分析视电阻率等值线图(图2),得到相应的地质解释。
Ⅱ-Ⅱ’线340m-840m段:该剖面最大勘探深度为200m,中上部分基本与高密度电法成果吻合,深部视电阻率呈现逐渐降低,结合Ⅲ号测线340m-840m段的电测深数据分析,二者呈现相似的逐渐降低规律,520m-540m、655m-680m段推测为深部采空区,后来顶部岩层崩塌引起的低阻异常,为2条原采空区通道,顶板埋深约130m左右。
图2 Ⅱ-Ⅱ’340m-840m段电阻率测深法视电阻率等值线图
4 结论
(1)在高密度电法勘探深度范围内,上部浅表覆盖层为第四系残坡积层(Qel+dl)红黏土,厚度约为2-12m左右,下伏基岩面起伏变化不大,局部溶蚀裂隙发育,岩体破碎。在测线区域内均存在不同程度的岩溶裂隙发育,局部出现充填红黏土的溶蚀带、溶洞。
(2)在高密度剖面Ⅱ-Ⅱ’线340m-840m段中的520m-540m段、655m-680m段,电阻率相对较低。通过高密度电法的浅层勘探和电阻率测深法的深层勘探,详细的查明了该地区浅层岩溶和深部采空区的发育情况。电阻率测深法断面中上部分低阻异常和高密度电法勘探结果的高度吻合,较好的验证了高密度电法在木登硐村浅层岩溶勘探的适用性。
参 考 文 献(References):
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