综合物探方法在广西岩溶地区找地下水的应用研究

综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用随着矿产资源的不断开发和利用，矿山水文地质勘探已成为矿山开发的重要环节。

传统的勘探方法虽然在一定程度上可以满足勘探的需求，但在效率和精度上存在着一定的不足。

而综合物探技术的应用，则成为了提高勘探效率和精度的重要手段。

本文将从综合物探技术的概念、原理以及在矿山水文地质勘探中的应用等方面进行探讨。

一、综合物探技术的概念和原理综合物探技术是指通过多种物理方法，如地震、电磁、地磁、重力、电阻率等，对地下岩层、矿体、构造等进行综合探测和解释的技术。

其原理是利用地球物理理论和方法，在地下进行探测，通过不同的物理现象来揭示地下的构造、岩性、矿体等信息。

综合物探技术的主要优点在于：可以综合利用不同的物理方法，从而获得更加全面和准确的地下信息；可以有效克服单一物理方法的局限性，提高勘探精度和可靠性；可以减少勘探成本和投入，提高勘探效率。

在矿山水文地质勘探中的应用具有重要的意义。

1.地震勘探地震勘探是通过地震波在地下介质中的传播特性，来研究地下构造、岩性、矿体等信息的一种物探方法。

在矿山水文地质勘探中，地震勘探可以应用于矿床勘探、岩溶水文地质勘探等方面。

通过地震勘探，可以了解地下构造、岩性的分布情况，从而为矿山的开发和利用提供重要的信息。

综合物探技术的应用，可以充分挖掘地下信息，为矿山的水文地质勘探提供全面和准确的地下信息。

通过综合物探技术的应用，可以提高勘探的效率和精度，减少勘探的成本和时间。

在矿山的水文地质勘探中，综合物探技术可以提供更加准确的地下水文地质信息，为矿山的水资源管理和开发利用提供了重要的依据。

综合物探方法在岩溶塌陷调查中的应用分析摘要：随着科技的发展，物探技术不断进步。

地下塌陷情况十分复杂，对地面塌陷的检测方法最直观有效的是钻孔取心法，通过对心样进行相关试验分析，可以准确地判断出不同地层的厚度和完整性等，但是这种方式有一定缺陷，取心点位的随机性较大，易发生漏检，以及取心点位的密度不足，结果代表性不够。

同时钻孔取心对环境也有一定的破坏作用。

近年来，国内外的许多案例表明物探检测技术对地面塌陷检测是有效的，采取合适的物探技术手段可以预先查明地面下方隐伏的塌陷隐患，及时采取措施除险，防患于未然，实现提前预防和监测灾害的发生。

关键词：综合物探方法；岩溶塌陷调查；应用分析引言岩溶塌陷是指地表岩土体受岩溶作用影响向下陷落并在地面上形成塌陷坑（洞）的地质现象。

岩溶塌陷的形成必须具备以下3个条件：岩溶化地层，发育溶洞（溶缝或溶隙）或土洞为地下水补-径-排和塌陷物质提供储存场所或通道；基岩上覆有一定厚度的红黏土层（或完整性差的岩层）；产生岩溶塌陷的主导因素——致塌作用力（潜蚀作用、真空吸蚀、振动论及盖层失托增荷效应等）。

若能利用地球物理方法实现岩溶塌陷隐患（溶洞或土洞发育）的早期识别，为制定科学合理的避让和治理技术措施提供技术支撑，对于岩溶地面塌陷的防治具有重要意义。

1综合物探技术的内容依据综合物探技术的工作原理，可将物探技术划分为：以电性差异为基础的电法勘探；以磁性差异为基础的磁法勘探；以密度差异为基础的重力勘探技术等。

除此之外，还有地震勘探、放射性勘探技术等，综合物探技术的内容涉及较广泛，且在各个领域发挥着积极的作用。

从综合物探技术的实际应用来看，该技术更多地应用在地质矿产资源勘查方面，次之则会在水文地质勘查以及考古业勘查等方面有着一定的应用。

从综合物探技术在地质矿产勘查中的实际应用情况来看，重点是通过电磁学与现代科技设备组合在一起，以此达到高精度、高效率、低误差的勘查目标，保障地质勘查结果的准确性。

综合物探方法在岩溶勘查中的应用岩溶是一种形成于石灰岩、石膏岩等岩层内的地质现象，常见于地下水侵蚀的作用下。

岩溶地貌的发育对于水文地质、土地资源、环境保护等具有重要的影响。

岩溶地区由于地表沉积薄、水文地质条件复杂，传统的地质勘查方法难以发挥作用，因此综合物探方法成为了岩溶勘查的重要手段之一、本文将就综合物探方法在岩溶勘查中的应用进行探讨。

首先，综合物探方法的优势在于可以对大面积进行勘查，且不受地形、植被覆盖等因素的干扰。

通过综合合成电磁法、地震勘探、地热勘探等方法，可以对岩溶地区的地下构造、含水层、水文地质条件进行详细研究，为勘查评价提供可靠的数据。

其次，综合物探方法的应用可以帮助确定岩溶地区的含水层特征。

通过电磁法可以探测到地下电导率变化，从而判断地下水的分布状况和含水层的厚度。

地震勘探可以通过测量地震波传播速度和反射波形等参数，来研究地下水的渗透性、孔隙度和裂缝情况，进而判断含水层的水文地质条件。

此外，综合物探方法还可以用于岩溶地区的地下空洞探测。

地下空洞对于岩溶地区的工程建设和土地利用具有重要影响。

通过综合地质雷达、重力勘探等方法可以获取地下空洞的分布情况、规模和形态等信息，为工程设计和土地规划提供依据。

同时，综合物探方法还可以评估地下空洞的稳定性，对于防治地下空洞引发的地质灾害具有重要意义。

最后，综合物探方法还可以辅助岩溶地区的环境保护与资源开发。

通过综合电地化勘探、放射性核素探测等方法可以对岩溶地区的地下水污染和放射性核素分布进行监测和评估。

这些数据可以为环境保护提供依据，并指导岩溶地区的矿产资源开发。

综上所述，综合物探方法在岩溶勘查中的应用十分广泛，为岩溶地区的勘查评价、含水层特征确定、地下空洞探测以及环境保护与资源开发提供了重要的技术手段。

随着综合物探技术的不断发展，相信在未来岩溶勘查中，综合物探方法还会得到更广泛的应用。

利用综合物探方法探测地下水流通道甘伏平;喻立平;黎华清;卢呈杰;韦吉益【摘要】尽管充电法需要充电点,但对已知进口或出口的浅埋藏地下水流通道,追踪其走向,该法具有简单、直观、快速的优点.自然电位法对隐伏的地下流体表现突出,但干扰异常多,不易分辨.充电法和自然电位法均可对异常进行定性判断,但不能很好确定地下水流通道的空间分布特征.高密度电法可获得近地表较为精细的空间电性分布.对断层控制下形成的地下水流通道,宜采用浅层地震反射法.当场地受限,探测深度大,需要精细探测时,可采用跨孔电磁波透视.但高密度电法、浅层地震反射法、跨孔电磁波透视法不能对异常进行定性判断.结合探测实例,考虑不同的地质条件和探测成本,对如何选择最佳的组合方法来探测地下水流通道,确定异常性质及其空间分布特征进行了探讨.【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2010(019)003【总页数】5页(P262-266)【关键词】自然电位法;充电法;浅层地震反射;跨孔电磁波透视;地下水流通道【作者】甘伏平;喻立平;黎华清;卢呈杰;韦吉益【作者单位】岩溶地质研究所,广西桂林541004;岩溶地质研究所,广西桂林541004;中国地质大学地球物理与信息技术学院,北京100083;岩溶地质研究所,广西桂林541004;岩溶地质研究所,广西桂林541004;岩溶地质研究所,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】P613水库持续渗漏会产生严重的后果，不仅使设计库容减少，影响水库的正常蓄水，而且坝体渗漏可能危及大坝的安全.矿山尾矿坝的尾水，其有毒物质会沿地下管道或岩石破碎区下渗，污染地下水源.在岩溶地区，丰富的地下水常赋存于地下暗河或岩溶管道中，水量分布极不均一，因此追索地下水流通道，在有利地段开发地下水源，对地表缺水地区显得格外重要［1］.解决上述工程地质问题，关键在于查明地下水流通道.地球物理探测方法虽然具有经济、快速定位的特点，但各方法都有其局限性或多解性.如何结合场地地质条件，在众多的方法中寻找有效、快速、廉价的组合，是本文论述的重点.就探测地下水流通道而言，可被利用的地球物理探测方法多种多样，方法的选择应综合考虑有效性、探测成本及场地条件.当地下水流通道有明流出口或入口时，初勘首选简便、快速、直接的充电法（梯度观测）进行探测，同时开展自然电位（梯度观测）的测量.分析充电、自电资料可缩小探测靶区，为进一步的详勘方法设计提供依据［2-5］.在地下水流“露头”上进行充电，带电的水流可近似等位体或似等位体，充电电流流入围岩形成电流场，这种电流场的特征可用来解决地下水流速、流向、渗漏通道等地质问题，而无需向地下供电，地下水流也会形成天然的电流场，这是利用自然电位法探测地下水流管道的理论基础.由于充电法、自然电位法受环境电场变动、地形起伏的影响，很难准确测定异常的宽度、深度和产状等要素，这就需要结合其他物探方法来进行探测.下面举例说明详勘时可采用的3种常规的物探方法.场地条件：地下水流通道埋深小于50 m，有一定的规模，覆盖层小于30 m，场地开阔，较为平坦.高密度电法装置种类繁多，但各种装置对异常的分辨率各有不同.比如维纳装置，信号强，探测深度大，纵向分辨率高；偶极装置，横向分辨率较高，但大极距时信噪比低.采用何种装置可结合实际地质情况决定.高密度电法视电阻率剖面资料，可清楚显示具有良导特性的地下水流通道地质特征.场地条件：地下水流通道埋深大于50 m，有一定的规模，场地较为开阔.浅层地震反射法特别适宜探测由构造控制发育的地下暗河，对确定诸如断层的宽度、倾向等要素，效果较好［6-7］.野外数据采集宜采用多道、多次覆盖技术.但该方法不适合岩溶区基岩裸露的地区.场地条件：需要符合探测要求的钻孔，围岩与水流管道存在电性差异.跨孔电磁波透视，应用于一般常见的工程地质问题，较少受探测深度的限制，不受地形起伏的影响，吸收系数图像较直观、精细地反映地下水流管道的空间分布特征［8-9］.某大泉从灰岩石缝中流出，地表局部基岩裸露，部分被第四系冲洪积黏土夹卵石覆盖，厚度约5 m，场地平坦、开阔，无工业游散电流、金属管道等干扰，特别适宜充电、自然电位和高密度电法组合探测.图1为2线充电法、自然电位法剖面曲线，点距10 m.充电点为大泉出口，充电曲线在117点有过零点，在95点、120点自然电位曲线有极大值.在120点附近，两者异常特征点有偏移，这是由于两者依据不同的物理原理造成的，充电法将地下水流看成似等位体，而地下水的流动形成过滤电场.这种异常多解性需要其他方法进一步甄别.图2为2线高密度电法偶极装置视电阻率反演剖面，电极距为3 m，20层数据.图中清楚地显示，126点往大号方向，地下为低电阻反映；126点往小号方向，地下为高电阻反映.部分地段如51点、111点和126点基岩裸露，与地表露头吻合.图3为2线综合地质推断解释剖面，126点可解释为岩性接触带或有断层通过（产状向小号点方向倾斜），处于岩性接触带或断层附近的岩石破碎，是地下水良好的主要赋存空间.某地下暗河的入口和出口为明流地表河，中间地段为伏流.暗河距地面大约65 m，地面起伏较为平缓，基岩为泥质灰岩，第四系覆盖层厚度小于5 m.初步设计选择暗河上部的有利地段，封堵地下暗河使上游河谷形成水库，用于灌溉和发电.要求需探测暗河的发育宽度、下延深度及延伸方向，为后续施工处理提供资料.利用充电法过零点联线大致确定了暗河的走向，随后采用电测深和浅层地震反射法确定其性质、宽度、产状等要素.图4为1线对称四极电测深视电阻率拟断面图，点距10 m，最大AB/2=220 m，图中颜色由浅到深反映电性的从高到低的变化.较为明显的电性异常为460点高程265 m的低阻异常、480点高程275 m的高阻异常和500～520点从浅至深的低阻异常.由于500～520点刚好位于水稻田内，为了鉴别异常性质，特增加了浅层地震反射法.采用24道地震仪，15 Hz检波器，道距5 m，爆炸震源，6次覆盖技术.图5为1线叠加反射时间剖面.图6为1线综合地质推断解释剖面，460点高程265 m的低阻封闭圈异常为充填泥的溶洞反映.470～480点高程275 m的高阻圈闭，反射时间剖面多次绕射特征明显为半充填或空洞的反映.500～520点的深部低阻异常不是近地表的电性不均匀引起，反射时间剖面显示存在一向小号点倾斜的断层破碎带.破碎带宽度约20 m，下延深度不小于75 m，此断层控制了地下暗河的发育深度和延伸方向.某水电站主体基坑由上、下游围堰和纵向混凝土坝组成.下游围堰堰顶高程设计为558.5 m，高程540.0 m以下围堰采用1.4～2.2 m厚的高压旋喷防渗墙防渗，防渗墙轴线长180.5 m，冲积覆盖层由细沙、砂砾石、卵石和部分孤石组成.下伏基岩为燕山早期侵入闪长岩，基岩面起伏较为平缓，防渗墙深入基岩0.5 m.防渗墙完工后，基坑排水时发现下游围堰在524.0 m存在渗水点，渗水量大于设计控制量.物探工作目的为查明渗漏通道的位置及规模，为防渗处理提供依据.通过多条自然电位法和充电法测线资料，从已知渗漏位置向防渗墙围堰追踪，当测线离充电点较近时，充电法过零点、自然电位极大点特征明显；当测线远离充电点后（水平距离大于90 m），由于场地施工，工业游散电流干扰严重，观测信噪比低，两种方法的特征点泛指地下低电阻异常的存在，如渗漏通道、断层、地下排水管等，异常需要进一步甄别.考虑场地范围及条件，在异常圈出的可能渗漏通道两侧布置钻孔，采用跨孔电磁波透视方法来进一步查证.由自然电位法和充电法资料确定的ZK33钻孔打到了渗漏通道.图7为ZK3-ZK2跨孔电磁波透视吸收系数图像和地质推断解释剖面，通过定发射、定接收、水平同步等观测方式获取尽可能多的数据，经成像获得吸收系数剖面.纵坐标为孔深20～60 m，横坐标为孔距10.6 m，剖面中吸收系数越大，说明导电性越好.ZK3孔深50 m处为一渗漏位置，与验证钻探资料吻合，此渗漏区向ZK2孔水平延伸约6 m.两钻孔旁的30～45 m区间的条带状高吸收异常为灌浆水泥渗入软弱带所致.通过综合方法探测，查明了防渗墙主要的渗漏位置及空间分布.（1）当地下水流通道有明流出口或入口时，采用梯度观测的自然电位法和充电法是确定地下水流管道最直接、最经济的方法.由于受外部电流场的干扰及测线离充点由近到远，信号由强变弱等影响，其追踪距离变短.另外在确定异常的深度、发育宽度、产状等要素方面存在局限，因此需要辅助其他物探方法进一步查证. （2）当地下水流通道埋深小于50 m，有一定的规模，覆盖层小于30 m，场地开阔、平坦时，优选高密度电法进一步探测管道的地质特征.探测成本中等.（3）当地下水流通道埋深大于50 m，有一定的规模，场地较为开阔时，采用浅层地震反射法，效果较好.该方法特别适合探测由构造控制发育的地下暗河，诸如确定断层宽度、倾向等特征.野外数据采集宜采用多道、多次覆盖技术.但该方法不适合基岩裸露的地区，探测成本较高.（4）当场地狭窄，地形起伏剧烈，近地表电性、波速横向变化大，需查明的地下水流通道埋藏又较深时，宜采用高分辨率的透视方法来探测.该方法的不足是需要符合要求的钻孔，探测成本高.Key words：self-potential method;mise-a-la-masse method;shallow seismic reflection method;cross-hole electromagnetic wave-penetrating method;groundwater conduit【相关文献】［1］郭建强.地质灾害勘察地球物理技术手册［M］.北京：地质出版社，2003.［2］庄史彬.自然电位法在基坑检测中的应用［J］西部探矿工程，2004（2）:20—21.［3］丁云河，晁代超，等.充电法在确定煤矿区涌水巷道中的应用［J］.河北煤炭，2002（4）:51—52.［4］李黔西.充电法探测充水岩溶裂隙的应用效果［J］.西部探矿工程，2003（3）:9—10.［5］戴光明，罗延钟.二维地电条件下充电法地形改正的一种方法［J］.物探化探计算技术，1997，19（1）:36—40.［6］孙英勋.EH4与地震反射法在高速公路长大深埋隧道勘察中的联合应用研究［J］.公路交通科技，2005，22（6）:143—146.［7］甘伏平，马祖陆，喻立平.岩溶地区复杂条件下的浅层地震方法应用研究［J］.地质与勘探，2005，41（3）:75—78.［8］Kim J H,Cho S J，Yi M J.Borehole radar survey to explore limestone cavities for the construction of a highway bridge［J］.ExplorationGeophysics，2004，35:80—87.［9］Wanstedt S，Carlsten S，Tiren S.Borehole radar measurements aid structure geological interpretations［J］.Journal of Applied Geophysics,2000，43:227—237. Abstract：When an intake or an outfall of a shallow buried groundwater conduit exists,itis a simple,direct and fast way to trace its direction with the mise-a-la-masse method,even though the charging current position is needed.The selfpotential method is good at buried underground flow prospecting,but with too much noise and lowresolution.Although lacking for detecting the spatial distribution of groundwater conduits,both mise-a-la-masse and self-potential methods can estimate anomalous features.High density resistivity method can obtain detailed spatial resistivity distribution near the surface.It is wise to introduce shallow seismic reflection method to the exploration of buried groundwater conduits controlled by faults.In case of limitedsurveying site,great prospecting depth and demanded high resolution,the crosshole electromagnetic wave-penetrating method is suggested in prospecting.However,high density resistivity,shallow seismic reflection and cross-hole electromagnetic wave-penetrating methods cannot give qualitative results to the anomalies.With prospecting examples,this paper shows how the optimum combination of prospecting methods is selected in the detecting of groundwater conduits and defining of the anomalous features and spatial distributions in different geological conditions and prospecting costs.。