物探方法在多要素城市地质调查中的运用

陈 彧

（安徽省地质矿产勘查局326 地质队，安徽 安庆 246003）

勘查区跨北淮阳构造带、扬子地块、大别地块三个大地构造单元，位于桐柏-大别造山带东段，以北西向的挂镇-陶冲断裂（桐城-太湖断裂北东段）为界，北西部出露前寒武纪变质岩、花岗岩类岩石，南东侧出露侏罗纪、白垩纪、古近纪等前第四纪地层。

1 勘查区地质简介

勘查区被郯庐断裂带分为两个区域，北西侧为秦岭-大别地块，南东侧为扬子地块。其中，秦岭-大别地层区又被北西向的晓天-磨子潭断裂带分为两个单元，即北淮阳构造带和大别地块。其主要发育三期褶皱和北东向及北西向两组断裂。勘查区岩浆岩发育，其广泛分布于勘查区西北部，主要包括两类：一类为前寒武纪变质侵入岩组合，另一类为中生代侵入体。变质岩类型复杂，成因各不相同，主要包括三类：变质侵入岩组合、变质（超）铁镁质岩组合和变质表壳岩组合。

勘查区西北部位于大别山区，以山地丘陵为主，东南部以平原为主，勘查区地下水可分为河谷平原松散层地下水和山地丘陵基岩地下水两种类型。河谷平原中，地下水赋存较为有利，地下水与河水关系密切，补给条件较好，富水性中等。山地丘陵区地下水的形成与分布取决于岩石裂隙发育程度及裂隙的张开性、充填物等因素，不同的构造作用下，地下水的赋存、排泄条件亦不同。

2 勘查区地球物理特征

2.1 岩石密度特征

从表1 可以看出，岩石密度特征为：燕山期中酸性侵入岩（花岗岩、二长花岗岩、正长岩）和前中生代变质岩（石英岩、片岩、角闪片麻岩等）密度最小（2.51 ～2.62 g/cm），含暗色矿物较高的中基性侵入岩（闪长岩、辉长岩、辉石岩）和前震旦系变质岩（斜长角闪岩、大理岩、变粒岩）密度最大（2.69 ～ 3.06 g/cm），花岗闪长岩和前震旦系变质岩（片麻岩、混合花岗岩、混合岩）密度中等（2.62 ～2.69 g/cm）。

表1 勘查区岩石密度参数

2.2 岩石电性特征

区域主要岩石地层电性存在较大差异，如表2 所示。岩石电性特征为：含石英成分较高的侵入岩（花岗岩、花岗闪长岩和正长岩等）以及变质岩（石英岩、混合岩、大理岩和长英岩等）具有高阻低极化特性（视电阻率大于3 000 Ω·m，极化率小于4%），变质岩的极化率一般高于侵入岩，含暗色矿物较高的角闪岩、斜长角闪岩、片岩、片麻状花岗岩和辉石岩等具有较高的极化率（5%～8%），辉杆岩和金属硫化物矿具有低阻高极化特性。

表2 勘查区岩石电性参数

3 物探成果解译

本次调查选用的物探方法为高密度电法、电测深法及浅层地震法等，由于篇幅有限，现挑3 个有代表性的剖面进行解译。

3.1 A-A 剖面0 ～2 330 m 段解译

该段位于桐城市区，居民点较多，测线走向为45°，该段线长为233 m，叠加时间剖面上，在15 ～150 号点、190 ～530 号点之间，10 ～15 ms 时间区间有一组信号较强、连续性较好的波组，该波组作为标准波组T，说明该反射界面上下地层波阻抗差十分显著，该波组绝大部分地段为两个强相位，说明反射界面基本上是一个岩性突变面，根据已知钻孔DSX16、DZK32 资料，推断该波组是卵石层和红层粗砂岩的分界面。但是，标准波组T以下的红层波组无反射波现象，结合区域地质资料分析，该红层厚度较大，层内不存在明显的波阻抗界面。

由高密度电法成果可以看出，该段地层电性存在明显差异，在垂向上可以分为两层。结合钻孔和浅层地震法成果分析，剖面0 ～1 120 m 以上为卵石层，视电阻率大于502 Ω·m，10 m 以下为红层粗砂岩，视电阻率为25 ～50 Ω·m，该层较为连续完整。剖面1 440 m 处，视电阻率在水平方向有明显变化，说明该处为岩性界面，结合钻孔资料分析，该层为红层泥质粉砂岩，视电阻率小于25 Ω·m。剖面1 920 m 处，视电阻率在水平方向有明显错动，推测其由断层所致。

3.2 B-B 剖面异常特征及地质解释

电测深工作主要用于控制钻孔间的地层变化，分出第四纪地层分层，推测河漫滩及其阶地砂砾岩厚度，识别软土分布位置和厚度。物探地质解释的一般思路是从已知到未知，根据这一思路，对本次电测深测线进行逐条解译。通过对比测区钻孔资料，揭露地层埋深及厚度与电测深反演地层深度。

B-B 剖面位于老梅镇，测线长度为7 580 m，测点距离为20 m，B-B 线视电阻率在水平方向基本呈层状分布。在垂向上，视电阻率呈现由低到高的变化趋势，由上到下可分为三层，局部为两层。最表层为中高阻层，视电阻率为30 ～45Ω·m，深度为0 ～6 m； 中间层为高阻层，视电阻率为45 ～85 Ω·m，深度为6～12 m，最下层为低阻层，视电阻率小于30 Ω·m，深度大于12 m。钻孔SZK06 资料显示，0 ～4 m 主要为填土、粉质黏土，4 ～10 m 主要为细砂、砾砂、卵石层，10 m 以下为红层泥质粉砂岩；钻孔DSX06资料显示，0 ～3 m 主要为填土、粉质黏土，3 ～9 m 为细砂、砾砂、卵石层，9 m 以下为红层泥质粉砂岩；钻孔SZK08 资料显示，0 ～4 m 主要为粉质黏土，3 ～ 10 m 为细砂、砾砂、卵石层，10 m 以下为红层泥质粉砂岩。视电阻率变化趋势一致，反映了基岩面沿测线方向由深变浅的趋势，也说明了电测深在该区对基岩起伏的反映效果明显。结合地质资料，推断表层主要为杂填土、粉质黏土，中间层为细砂、砾砂及卵石层，最下层为红层泥质粉砂岩。

剖面460 m（埋深3 ～4 m）处有一处近似圆形的低阻体，该处有供水管道通过，该低阻异常体由供水管道引起。在剖面300 m、520 m、3 140 m 和 3 560 m 处，视电阻率曲线在水平方向有明显的错动，推断这四处为断层。

3.3 C-C 剖面异常特征及地质解释

C-C 剖面位于孔城镇，测线长度为1 700 m，测线方向为121°，测点距离为50 m。C-C 剖面视电阻率在水平方向基本呈层状分布，在垂向上，视电阻率呈现由低到高的变化趋势，由上到下可分为三层。最表层为中高阻层，视电阻率为30 ～35 Ω·m，深度为0 ～7 m：中间层为低阻层，视电阻率小于30 Ω·m，深度为7 ～16 m；最下层为高阻层，视电阻率大于35 Ω·m，深度大于16 m。结合钻孔DS11、DS17、SW10 资料解译，可以推测剖面表层主要为黏土、粉质黏土等第四系层，中间层主要为泥质粉砂岩、粉砂岩，最下层为砾砂、砂砾岩层。视电阻率变化趋势一致，反映了基岩面沿测线方向由浅变深的趋势，也说明了电测深在该区对基岩起伏的反映效果明显。

剖面500 m（埋深5 m）处有一处近似圆形的低阻体，该处有供水管道通过，该低阻异常体由供水管道所引起。在剖面490 m 处，视电阻率曲线在水平方向有明显的错动，推断该处为断层，该断层倾向西南，倾角为25°。剖面1 550 ～1 650 m（埋深30 ～40 m） 处存在一处椭圆状的低阻体，最小视电阻率为19 Ω·m，该位置靠近孔城河，推测该层为含水层。

4 结论

本文通过A-A 剖面的高密度电法和浅层地震法勘查，了解剖面位置地下介质的地震波场特征和电性特征，结合地质及钻孔资料，根据反射波组划分红层界面，了解桐城市规划区100 m 以浅的地下空间结构状况；通过B-B 剖面的电测深法勘査，了解老梅镇的地下电性结构，结合地质、钻孔资料，划分地层结构，进行第四纪地层分层，推测河漫滩及其阶地砂砾岩厚度，识别软土分布位置和厚度，确定基岩面埋深和起伏形态；通过C-C 剖面的电测深法勘查，了解孔城镇地下电性结构，结合地质、钻孔资料，划分地层结构，探明断裂构造的发育特征，了解砂砾石层导水性和含水性。但是，测区土体松软，可能会过滤高频信号，影响浅震震源激发和信号接收。同时，测区内房屋及公路较多，导致测线出现平移或分段，给物探解译带来一定困难。因此，要结合勘查区的土质条件和地物分布，合理规避不利因素的影响，科学运用物探方法，提高地质调查质量。