【關(guān)鍵詞】超高密度電法； 地質(zhì)勘查；  

　　1 高密度電法概述 

　　80年代初，日本地質(zhì)計(jì)測(cè)株式會(huì)社研究成功了高密度電阻率探查法(簡(jiǎn)稱(chēng)高密度電法),并且廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)及水文地質(zhì)中。在日本，高密度電法主要用來(lái)解決局部地質(zhì)構(gòu)造和空洞調(diào)查，斷層構(gòu)造調(diào)查，滑坡及地下水流調(diào)查，隧道落頂預(yù)測(cè)，尋找地下水等一系列問(wèn)題。隨后，我國(guó)從地質(zhì)計(jì)測(cè)株式會(huì)社引進(jìn)了該項(xiàng)方法技術(shù)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)不少單位開(kāi)展了該項(xiàng)方法技術(shù)，并且取得了較好效果。隨著地質(zhì)勘察科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，高密度電法做為一種新的物探方法技術(shù)，在許多相關(guān)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 

　　高密度電法本質(zhì)屬直流電阻率范疇，是以介質(zhì)電性差異為基礎(chǔ)，研究在施加電場(chǎng)的作用下，地下傳導(dǎo)電流的變化分布規(guī)律。它與常規(guī)電法相比設(shè)置了較高的測(cè)點(diǎn)密度，所提供的是二維信息，一定數(shù)量的二維剖面還可以組成一個(gè)擬三維圖像，它是電剖面和電測(cè)深法的結(jié)合。一般情況下，高密度電法的信息量為普通電阻率法的百倍以上。因高密度電法的供電頻率較低，且固定不變，所以將其視為直流電阻率法，遵從直流電阻率法的一般原理。 

　　高密度電法是以地下被探測(cè)目標(biāo)體與周?chē)�介質(zhì)之間的電性差異為基礎(chǔ)，利用人工建立的穩(wěn)定地下直流電場(chǎng)，依據(jù)預(yù)先布置的若干道電極可靈活選定裝置排列方式進(jìn)行掃描觀測(cè)，研究地下大量豐富的空間電性特征，從而查明和研究有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的一組直流電法勘探方法。由于高密度電阻率法可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速采集和微機(jī)處理，從而改變了電法勘探的傳統(tǒng)工作模式，與常規(guī)直流電法相比，高密度電法具有成本低、效率高、信息豐富等優(yōu)點(diǎn)。隨著高密度電法在儀器、軟件、方法上的逐漸完善，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了不斷擴(kuò)展，特別在堤壩隱患探測(cè)、巖溶及采空區(qū)探測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等方面效果比較顯著。 

　　2 高密度電法電極排列的發(fā)展 

　　2.1 高密度電阻率法測(cè)量方式 

　　高密度電法開(kāi)始時(shí)，研究的排列方式主要有三種：α、β、γ。現(xiàn)在排列方式已發(fā)展到十幾種。不過(guò)仔細(xì)研究就可發(fā)現(xiàn)，所有排列都是從對(duì)稱(chēng)四極、偶極-偶極、單極-偶極、單極-單極演變而來(lái)。至于所謂的滾動(dòng)排列裝置，在電極排列方式上基本不變，只不過(guò)是其排列方式有利剖面滾動(dòng)銜接而已。 

　　2.2 深度問(wèn)題 

　　電阻率法的探測(cè)深度隨著供電電極AB 距離的增加而增大，當(dāng)隔離系數(shù)n逐次增大時(shí)，AB 電極距也逐次增大，對(duì)地下深部介質(zhì)的反映能力亦逐步增加。常規(guī)電阻率法在資料處理時(shí)多是以AB / 2 為深度，為此，國(guó)內(nèi)一些單位在處理高密度電法資料時(shí)，用軟件形成視電阻率斷面圖進(jìn)行解釋?zhuān)瑳](méi)有進(jìn)行反演處理。解釋多數(shù)憑人的經(jīng)驗(yàn)。在高密度電法中，由于極距小，地電信息豐富，人工解釋的方法往往會(huì)造成誤解。在二維反演軟件中，層厚的設(shè)置：對(duì)于溫納和施倫貝謝爾排列，第一層子塊的厚度設(shè)置為0.5 倍電極距。 

　　2.3 圖示方法 

　　高密度電阻率剖面一般采用擬斷面等值線圖、彩色圖或灰度圖表示，由于它表征了地電斷面每一測(cè)點(diǎn)視電阻率的相對(duì)變化，因此該圖在反映地電結(jié)構(gòu)特征方面具有更為直觀和形象的特點(diǎn)。 

　　2.4 資料處理 

　　數(shù)據(jù)圓滑是資料處理的常用方法之一，原則上適用于各種電極排列的測(cè)量結(jié)果，但是考慮到偶極排列異常和地電體之間具有較復(fù)雜的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，一般只對(duì)溫納四極排列的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行圓滑處理。圓滑處理一般采用壞點(diǎn)切除和滑動(dòng)平均等。 

　　3 實(shí)例分析 

　　3.1 巖溶、采空區(qū)探測(cè) 

　　巖溶個(gè)體的發(fā)育是無(wú)規(guī)律的，但其巖溶帶或地下河的發(fā)育一般是有一定走向的，巖溶洞穴一般以無(wú)水或充水或充填泥砂的形式存在，充填水或泥砂等相對(duì)于灰?guī)r來(lái)說(shuō)是明硅的相對(duì)低阻，因此往往表現(xiàn)為明顯的低阻異常，該類(lèi)異常容易識(shí)別；但如果巖溶洞穴為無(wú)水、泥砂充填時(shí)，洞穴反映的是很高的電阻率，而完整灰?guī)r體的電阻率也很高，由于灰?guī)r中裂隙往往較發(fā)育，而局部形成完整灰?guī)r體，也會(huì)形成局部的相對(duì)高阻，因此難以判別，會(huì)形成一些假像。對(duì)于該類(lèi)異常的判別．應(yīng)該要結(jié)合場(chǎng)地的地質(zhì)條件，特別是地下水水位情況，如高阻異常位于水位之上方，根據(jù)高阻異常閉合圈的規(guī)模以及形態(tài)結(jié)合場(chǎng)地巖溶的一般發(fā)育規(guī)律，一般可判定異常的性質(zhì)。如果高阻異常明顯位于水位下方，則不會(huì)是巖溶引起的異常，這時(shí)巖溶應(yīng)表現(xiàn)為低阻異常。對(duì)于廢棄多年的采空區(qū)，有的地段以充盈地下水或已經(jīng)坍塌，往往表現(xiàn)為低阻特征；有些地段保持原有形態(tài)，且沒(méi)有地下水，則表現(xiàn)為高阻特征。利用這些特征可以確定場(chǎng)地的采空范圍及塌陷位置。 

　　3.2 滑坡探測(cè) 

　　滑坡是一種常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害, 是指斜坡上的土體或者巖體, 受河流沖刷、地下水活動(dòng)、地震及人工切坡等因素影響, 在重力作用下, 沿著一定的軟弱面, 整體或者分散地向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。滑坡發(fā)育分布規(guī)律主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、降雨、人類(lèi)工程活動(dòng)的控制�？傮w上看, 地形地貌是滑坡形成的控制條件；地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造是滑坡形成的重要條件；降雨、地震和人類(lèi)工程活動(dòng)是滑坡發(fā)生和加劇的誘發(fā)因素。 

　　現(xiàn)測(cè)定一不穩(wěn)定斜坡位，所處地貌單元為盆中丘陵區(qū), 山丘起伏, 海拔300 -550m, 坡度35 , 坡體整體呈陡坡。該區(qū)表層為亞粘土、碎塊石土為主的土質(zhì)坡體。覆蓋層多為第四系松散物, 主要由殘坡積、崩坡積物組成, 電阻率為12- 35Ω·m。下覆基巖為三疊系中下統(tǒng)砂巖, 為構(gòu)成滑坡山體的主要巖性, 電阻率為100-1000Ω·m�；鶐r與覆蓋層之間存在明顯的電性差異, 滿(mǎn)足電法勘探的物理前提。本次對(duì)不穩(wěn)定斜坡的勘探采用溫納裝置, 該裝置垂向分辨率比橫向分辨率靈敏度高, 抗干擾能力強(qiáng), 勘探深度較大, 對(duì)電性的垂向變化較有利。該裝置最終得到倒梯形斷面。資料處理后，得到以下結(jié)論： 

　　3.2.1 覆蓋層電阻率為12.7-32.5Ω·m, 其厚度較小, 約為0-5m。114m 段, 覆蓋層厚度大約為3-5m, 地形平緩地方覆蓋層厚度較大, 局部地方基巖出露; 114-276m 段, 覆蓋層厚度為0-2m, 其中138-162m 段有泥巖出露, 地形陡峭地方覆蓋層厚度不足1m; 從距離起點(diǎn)276-312m 段為拉陷槽地區(qū), 312m 后, 山體基巖出露。 

　　3.2.2 在拉陷槽處, 高程大約為430-505m 段出現(xiàn)一個(gè)上寬下窄的近乎垂直的相對(duì)低阻帶, 其電阻率為11.8-30.4Ω·m, 該低阻帶與圍巖在顏色對(duì)比上有明顯的差異,該低阻帶為粘土及少量碎塊石土。拉陷槽深度約為65-75m, 最寬處為12-25m, 最窄為1-2.5m。 

　　3.2.3 在高程415-435m 段, 出現(xiàn)了一個(gè)近水平的相對(duì)低阻帶, 其電阻率為8.8- 22.7Ω·m, 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘探及鉆孔資料, 該低阻帶為較厚的泥巖層, 其上下圍巖都為細(xì)砂巖, 細(xì)砂巖的電阻率約為40.7-80.4Ω·m,細(xì)砂巖與泥巖層在顏色上有較大的差異, 結(jié)合拉陷槽深度, 推測(cè)上覆細(xì)砂巖與該泥巖層的交界面可能是該滑坡的滑動(dòng)面�；瑒�(dòng)面位置在高程大約為432-435m 段。 

　　3.2.4 在高程為420-440m 段, 也出現(xiàn)一條近乎水平的相對(duì)低阻層, 該層應(yīng)為較軟的泥巖層。其與上覆細(xì)砂巖的交界面可能為滑動(dòng)面。該處滑動(dòng)面的位置高程約為435-437m 段。本次高密度電法探測(cè), 基本探明了基巖的埋深,砂巖的交界面。由于泥巖較弱, 細(xì)砂巖較硬, 容易構(gòu)成滑動(dòng)面。拉陷槽最淺處高程與泥巖、上覆細(xì)砂巖交界面層高程相近, 表明拉陷槽深度與該交界面存在較大的關(guān)系。由于測(cè)區(qū)地勢(shì)東北高, 西南低, 巖石接觸面上容易向西南方向滑動(dòng)。 

　　4 結(jié)束語(yǔ)： 

　　高密度電法工作效率高，費(fèi)用相對(duì)較低，是一種有效的勘測(cè)手段。在勘測(cè)前，應(yīng)對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行初步了解，選擇合理的方法或合理的工作方式，盡量將干擾因素降到最小。如能結(jié)合其他勘探方法、地質(zhì)資料等, 加以綜合勘探和解釋, 消除多解性, 必能使勘探資料更加有效可靠。 

　　參考文獻(xiàn): 

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