高密度电阻率成像法与微动谱比法探测岩溶区塌陷的地质背景——以广东省高要市蛟塘镇塱下村塌陷区为例

塌陷已成为岩溶区最主要的地质灾害。本文以广东省高要市蛟塘镇塱下村岩溶塌陷区为例,结合钻探资料,应用高密度电阻率成像法与微动谱比法联合探测塌陷区背景地质结构和构造。通过区内外14个已知钻孔旁的微动测量,建立了微动特征频率与覆盖层厚度的数学关系,并应用于塌陷区覆盖层厚度的估算。高密度电阻率成像反映出岩土电阻率在水平方向和垂直方向上的变化,揭示了地下地质结构;微动谱比法揭示了探测场地的基岩起伏形态,结合地层岩性推断了古河道的存在并确定了其边界及延伸方向,与高密度电阻率成像法联合进行地质解译,推断了基岩内断层发育的空间位置、走向等特征。综合该两类物探技术探测成果和钻探资料表明,塌陷位于古河道内,并沿古河道方向发育,其方向与区域北东向构造走向方位一致。     

综合物探方法在句容某水厂岩溶勘察中的应用

江苏省句容市某水厂位于三叠系灰岩地区,地下岩溶较为发育。为保证自来水厂顶管施工安全,需查明顶管沿线地下岩溶发育情况。物探勘察工作在缺乏相关地质资料的情况下,采用综合物探方法 （高密度电阻率法、主动源面波勘探及高精度微重力法）,查明顶管沿线地层分布,发现了3处低阻异常,4处低速、重力低异常,经验证其中2处由无充填溶洞引起,为顶管施工提供了可靠的地球物理勘察资料。     

综合物探方法在天津地区地热勘查中的应用

在常用物探方法分析天津地热勘查的基础上, 建立了适宜天津地区地热勘查的物探方法组合: 对砂岩孔隙型热储层, 宜采用重力勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合; 对基岩岩溶裂隙型热储层, 宜采用重力勘探、磁法勘探、人工地震勘探和大地电磁测深的物探方法组合, 建立的物探方法组合在天津周良庄地区的实际应用中取得了良好效果, 同时探讨了深部地热勘查的有效物探方法, 大地面波(微动) 测深在深层基岩地层勘探中具有较好的效果。     

电磁法在川南大坝地区岩溶勘查中的应用

四川宜宾长宁地区页岩气资源丰富,尤其是大坝区块,但该区块地表主要出露地层为嘉陵江组等碳酸盐地层,岩溶管道特别发育,区块内有大鱼洞、小鱼洞、鱼井等若干处暗河排泄点,是大坝乡(含周边村)及兴文县的饮用水源,因此在页岩气开发之前对岩溶及岩溶管道进行勘查工作,在施工过程中规避这些不良地质体,具有有重要意义。为了查明大坝地区地下岩溶、暗河(管道)特征,根据各物探方法勘探深度的不同,联合高密度电法和音频大地电磁法进行岩溶管道勘查。首先,对大坝地区区域地质特征和水文地质特征进行了简要介绍,根据勘探深度有针对性的选取高密度电法和音频大地电磁法进行联合勘探;将两种物探方法进行综合解释,推断出工区内岩溶管道发育情况;最后,采用连通试验对岩溶管道发育情况进行验证评价,为页岩气钻井平台选址提供技术支撑。     

电磁法在川南大坝地区岩溶勘查中的应用

四川宜宾长宁地区页岩气资源丰富,尤其是大坝区块,但该区块地表主要出露地层为嘉陵江组等碳酸盐地层,岩溶管道特别发育,区块内有大鱼洞、小鱼洞、鱼井等若干处暗河排泄点,是大坝乡(含周边村)及兴文县的饮用水源,因此在页岩气开发之前对岩溶及岩溶管道进行勘查工作,在施工过程中规避这些不良地质体,具有有重要意义。为了查明大坝地区地下岩溶、暗河(管道)特征,根据各物探方法勘探深度的不同,联合高密度电法和音频大地电磁法进行岩溶管道勘查。首先,对大坝地区区域地质特征和水文地质特征进行了简要介绍,根据勘探深度有针对性的选取高密度电法和音频大地电磁法进行联合勘探;将两种物探方法进行综合解释,推断出工区内岩溶管道发育情况;最后,采用连通试验对岩溶管道发育情况进行验证评价,为页岩气钻井平台选址提供技术支撑。     

综合物探法在柳州泗角村岩溶塌陷区调查中的应用

岩溶塌陷往往具有不确定性,隐蔽性及突发性。基于岩溶塌陷的上述特点,文章选取高密度电法、主动源面波法、微动法对泗角村岩溶塌陷区进行综合研究,结果表明:高密度电法能较好地的区分岩土层界面及划分岩溶发育带,但分辨率较低;主动源面波法能较好划分岩土层界面且分辨率较高,但探测深度浅;微动法能较精准地确定岩溶塌陷位置,但抗干扰能力较弱;高密度电法、主动源面波法及微动法结合才能有效查明塌陷区内岩土层结构、确定岩溶发育带位置,并预测划分出塌陷危险区、塌陷潜伏区和相对稳定区,为后续灾害治理工作确定具体范围,给治理施工设计提供科学依据;另外,通过对高密度电法、主动源面波法及微动法解译异常特征的分析,查明了塌陷区塌陷的形成和机井的长年抽水有关。     

可溶岩地层的地球物理特征及其地质解译

为查明某水利枢纽工程区域岩溶发育特征,对云南省某水利工程测区开展了以瞬变电磁法和微动探测为主的物探测试工作。测试结果表明:岩溶作用会造成可溶岩地层物性分布的不均匀性;工程区域岩溶发育受岩体结构面和岩性分布影响显著,且在垂向上表现出成层性;强风化带和构造破碎带附近往往会伴随岩溶的发育,出现大范围或者离散状的低电阻率和低波速异常,裂隙性溶蚀可能极大程度改变岩体电性参数特征,但对岩体弹性参数特征影响相对较小;岩体电性和弹性参数的离散系数可用来表征岩体的抗溶蚀风化能力及岩溶的发育程度,结合其物性参数大小和分布特征,可有效分析岩溶发育情况及其充填物性质。      

高密度电法在柳州太阳村镇岩溶塌陷区调查中的应用研究

为了查明柳州太阳村镇岩溶塌陷形成的地质背景,本文采用高密度电法对该塌陷区进行调查研究。研究结果表明:高密度电法对于确定土层的厚度,区分土层和岩石的分界面具有较好的效果,通过电阻率的分布及变化趋势,可以较好的圈定地下岩溶裂隙带的发育位置,结合地质资料,对识别断裂破碎带也有较好的效果。三个塌陷区的致塌地质背景不尽相同:第Ⅰ,Ⅲ塌陷区塌陷的形成与人类活动密切相关,分别由机井抽水及输油管道铺设引发;第Ⅱ塌陷区塌陷的形成与自然因素相关,由断裂破碎带触发。通过高密度电法反演结果断面图,能较准确地查明塌陷的潜伏隐患区:第Ⅰ塌陷区的隐伏区为通过抽水井的近东西向的岩溶裂隙带,第Ⅱ塌陷区地质灾害的潜伏区为断层西侧的岩溶裂隙带,第Ⅲ塌陷区的隐患区为输油管道附近东侧的岩溶裂隙带,均位于人类活动频繁附近地段及构造发育带。     

综合物探方法在岩溶塌陷调查中的应用分析

物探方法因其成本低,对周围环境友好等优点在岩溶塌陷探测中被广泛使用。在分析湖北武汉市江夏区法泗街道地面塌陷勘查区地质和地球物理特征的基础上,选用高密度电法、微动法以及等值反磁通瞬变电磁法三种物探方法,开展了岩溶塌陷区综合地球物理测量与方法试验研究,通过对以上综合地球物理数据的解译,确定了该区岩溶塌陷的大小、深度以及基岩上顶界面的埋深,取得了良好的地质效果。研究结果表明,高密度电法对浅部的低阻异常体识别较好,等值反磁通瞬变电磁法和微动勘探法则在中深部分辨率比较高,三者综合应用,可以在岩溶塌陷区取得良好的探测效果。     

贵阳市某岩溶地区地下汽油污染物运移特征分析

岩溶地区地质环境脆弱,防污能力差,特别是浅埋藏岩溶发育地区,地下水具有易污染性。本文以贵阳市某加油站10年前发生的油灌泄漏污染为例,分析了汽油污染物在岩溶水中的运移特征。调查结果表明(1)汽油污染物运移受包气带的岩性、结构、厚度以及地形坡度、地下水流速等的影响,主要沿岩溶管道、基岩面、裂隙运移;(2)汽油污染物优先在断裂、裂隙、溶缝、溶洞等通道中迁移扩散,以侧向运移为主,垂向次之;(3)有机污染物除了随地下水流动而迁移外,还会发生弥散作用,在基岩隆起部位或地形较高部位,这种现象更为明显;(4)受限于红粘土本身对污染物的拦截吸附作用,污染物向上浸染扩散程度并不高,只有最靠近基岩面的那一部分才会遭受油类污染物的浸染;(5)汽油污染物长期着在岩溶管道壁、岩溶裂隙、土岩接触面上,具有难迁移、难消除的特点。      

泰安市城区旧县水源地岩溶塌陷演化过程分析

通过综合分析项目前期开展的塌陷群现场调查、物探、钻探、地下水动态长期监测等多项工作所获取的珍贵资料,将泰安市区划分为三个岩溶塌陷集中区,分别讨论了岩溶塌陷的发育条件、分布特征及成因演化过程,最后有针对性地提出了岩溶塌陷防治对策。研究结果表明,区内岩溶塌陷多发生于以下区域:(1)埋藏型岩溶区,地层岩性主要为奥陶纪-寒武纪灰岩、白云岩;(2)断裂及其影响带;(3)上覆土层厚度小于20 m,多层结构,即上部黏性土、中部砂类、下部黏性土区域;(4)岩溶地下水降落漏斗及其影响范围内。研究区岩溶塌陷是各种不良因素共同作用的产物,其中最重要的诱发动力条件为水动力条件,结合各类水文、地质、灾害资料,绘制岩溶塌陷与地层、降水、开采及岩溶水位关系图,可清晰地反映出在岩溶发育地区随着岩溶水开采量增大,岩溶水位随之降低,当岩溶水位低于基岩面后,岩溶塌陷开始发生,并且随着水位的降低及波动幅度的增大,塌陷次数明显增多的演化过程。      

广东佛山市高明区李家村岩溶塌陷群成因机理分析

以自然诱发的李家村岩溶塌陷群为研究对象,在系统收集区域地质、构造、工程、水文、环境、气象、历史灾害等资料的基础上,结合钻探揭露结果,查明了李家村岩溶塌陷群所在区域地质环境条件和岩溶发育特征,分析了形成过程,并探讨了成因机理。结果表明:（1）李家村岩溶塌陷群所在区域覆盖层为带“天窗”的“隔?透”交替型地质结构、基岩可溶岩砾状灰岩中方解石含量高易溶蚀,为土洞和溶洞形成和发展起到决定性作用;北东向和北西向断裂交叉叠加作用、紧靠西江和存在古河道,为地下水潜蚀强径流和频繁交换提供通道,对岩溶发育起到主导作用;地表水和地下水连通性好有助于降雨诱发岩溶塌陷;（2）李家村岩溶塌陷群的发生过程经过三个阶段:前期水渗气压阶段→中期软化塌陷阶段→后期振动群塌阶段,致塌模式属渗压?重力?软化型。（3）李家村岩溶塌陷群是在特殊的“岩?土?水?气”组合地质环境条件下,由强降雨作用诱发并导致土洞垮塌而引起一连串自然塌陷所形成的。     

武汉汤逊湖污水处理厂岩溶地质灾害的危险性评估

汤逊湖污水处理厂的建设用地从南至北可分为四带:1.裂隙岩溶含水层带;2.隔水层带;3.裂隙岩溶含水层带;4.隔水层带,其中裂隙岩溶含水层带常发育有溶洞,以南部为甚,其地质灾害危险性主要是岩溶和地面塌陷,具有武汉地区的典型特征。钻探和物探相结合是评估这类地质灾害的主要方法。     

北京西郊玉泉山地区岩溶水强径流路径地球物理分析

为研究北京西郊玉泉山地区岩溶水径流路径,需查明区内地层结构和断裂构造发育情况,故在玉泉山周边地区开展了综合地球物理勘查工作。完成1∶25000面积性重力测量3670点,在重力数据解释推断成果基础上,有针对性地布设可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面测量5.1 km及微动测深点4个。综合研究了基岩起伏形态和构造展布特征,新解释推断了10条可能存在的断裂构造。结合区域水文地质资料,对主要断裂的水文地质意义进行了分析,形成了玉泉山地区岩溶水强径流路径新的认识,部分成果与最新的同位素水化学研究成果一致。本研究为玉泉山泉恢复确定合理的回灌方案提供了地球物理依据。     

安徽省淮南市大通区梨园岩溶发育特征分析及稳定性评价

本文以安徽省淮南市大通区梨园为例,简要描述其区域地质概况,根据历史发生岩溶塌陷现状特征进行统计并简要分析,结合高密度电法及地质钻探成果对该区岩溶发育特征进行分析,并根据塌陷现状对岩溶塌陷的稳定性进行评价。岩溶发育程度主要受灰岩裂隙岩性特征及其推覆体构造控制。该地区偶有小型塌陷发生,稳定性属基本稳定。     

平原区深层隐伏岩溶塌陷主控因子地球物理调查方法适用性分析

岩溶塌陷研究目前主要关注100 m以浅的浅部岩溶,埋深大于100 m的深层隐伏岩溶塌陷的研究较少,也未形成成熟的调查方法和标准。深埋岩溶区存在岩溶塌陷的风险,以往资料表明,断裂构造、覆盖层结构等对深埋岩溶塌陷具有重要控制作用。要评价深层隐伏岩溶塌陷的危险性,查明各主控因子的发育特征是前提条件。文章以北京平原区东部深层隐伏岩溶塌陷为例,分析对比了重力测量、电阻率测深、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)、高密度电法及微动测量等5种方法在调查断裂构造、碳酸盐岩地层顶板破碎程度、覆盖层厚度以及覆盖层底部土层结构等4个主控因子的适用性。结果表明:在平原区调查深层隐伏岩溶塌陷主控因子,断裂构造特征建议选择重力测量法和CSAMT;碳酸盐岩地层顶板破碎程度以电阻率测深和CSAMT为好;适用于覆盖层厚度探测的方法为CSAMT、微动测量法和电阻率测深法;覆盖层底部土层结构的探测可优先选择微动测量法和电阻率测深法。     

西宁盆地北西缘南门峡—台子地区断裂构造地球物理探测

为开展青海省东部城市重点地区水文地质、环境地质和工程地质综合调查评价,查明重点地区地层结构和地质构造,进行地球物理特征参数研究,采用EH-4音频大地电磁法和二维地震勘探两种技术方法探测西宁盆地北西缘南门峡—台子地区断裂构造空间展布特征。探测结果查明了南门峡—台子地区发育倾向NW,倾角约65°的硖门逆冲推覆断裂;河谷内远离山前发育规模较小的两条裂隙,推断与南门峡走滑断裂相关。与此同时,总结了南门峡—台子地区地层岩性、视电阻率和地震反射波波速之间的响应特征。硖门逆冲推覆断裂经钻孔取芯验证,与物探勘查成果吻合,钻孔内发育多处断层破碎带,穿透新元古界花石山群克素尔组结晶灰岩。     

重庆市中梁山地区隐伏塌陷特征及物探勘测的思路

为查明隐伏塌陷区域,分析重庆市中梁山地区岩溶塌陷的特征,发现塌陷主要发生在以岩溶裂隙发育为主的松散粉质黏土区域;地震映像法能方便、快速地查清土层的松散状态,而高密度电阻率法通过正演模拟发现只能探测出2～3倍电极距的异常范围,但能反映出岩溶裂隙发育的漏斗形态,即只要能找出岩溶裂隙的大致位置和浅表松散土层的范围就能圈定隐伏塌陷的区域。对中梁山地区某居民点进行野外勘测,综合以上两种方法圈定隐伏塌陷区域,其推断结果与钻探资料十分吻合,说明这种隐伏岩溶探测思路是可行的。      

徐州岩溶地质调查及发育特征分析

基于徐州城市地质调查与徐州地区岩溶塌陷调查的平台,紧扣徐州岩溶地质特征和徐州城市建设对岩溶地质调查的需求,以查明城市规划区岩溶发育特征为目标,在充分利用前人资料的基础上,分别针对裸露型岩溶区和覆盖型岩溶区展开地质调查,并辅以物探及钻探等进行勘察验证,有力地提高了区内岩溶地质调查成果的精度。同时,对徐州城市规划区岩溶层组、岩溶出露条件以及发育程度等进行了分析,区内岩溶发育主要为新生代以来的浅表性岩溶,岩溶发育程度总体受构造控制呈北东向“强-弱”相间展布,废黄河断裂带沿线,奥陶系马家沟组和寒武系张夏组碳酸盐岩分布区岩溶极为发育。     

岩溶地下水有机污染特征分析——以贵阳市某加油站为例

许多有机化合物对人体和生物有毒害作用,其中一些具有"三致作用"。地下水有机污染研究开始于20世纪60—70年代,经过半个世纪的发展,国际上已把地下水污染研究的重点从无机污染物转向有机污染物。在岩溶发育地区,地质环境脆弱,防污能力差,地下水具有易污染性,有机污染物在岩溶地区的分布有别于其他地区。本文以贵阳市某加油站15年前发生的油灌泄漏污染事件为例,通过地面调查、地质雷达、钻探、样品分析和综合研究等方法查明了地下有机污染物的运移规律、分布范围以及地下有机污染物的组分特征。经分析对比1999年、2007年以及2012年的研究成果,结果表明:(1)受岩溶发育形态的影响,场地内有机污染物在地下具有富集与稀释的双重特性;(2)在岩溶管道发育、地下水水头高度低于基岩面的地带,有机污染物组分含量总体呈减少的趋势;(3)在以溶蚀裂隙为主、地下水水头高度高于基岩面的地带,有机污染物不断富集,年扩散速率仅为12 m。