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l排石場地球物理條件

某礦區排石場的巖石松散體是由采礦場剝離的輝長巖、含礦輝長巖、大理巖以及昔格達土、亞粘土、亞砂上等第四紀表土組成。在工區調查了松散堆積體各物性參數值并隨機選定多個具有代表性的巖礦標本和雨水進行了物性測定，其結果如表1。由表1可見，該排石場松散體在波阻抗、電性方面部存在明顯的差異，具備進行高密度電阻率法、工程地震反射法勘探的地球物理條件。

2綜合物探數據采集

2．1高密度電阻率法的數據采集

高密度電法相對于傳統電法而言采集數據量大，數據觀測精度高，在電性不均勻體的探測中具有良好的地質效果。高密度電阻率法的探測深度隨著供電電極距的增大而增大，當隔離系數n逐次增大時電極距也逐次增大，對地F深部介質的反映能力亦逐步增加。由于測線的測點總數是固定的，因此，當極距擴大時，反映不同勘探深度的測點數將依次減少。通常把高密度電阻率法的測量結果記錄在觀測電極的中點、深度為的點位上，整條剖面的測量結果就表示成為一種倒三角梯形的電性分布及工作剖面。當電極排列間距為△x時，測量電極距a：n×△x，依次取n：l，2，……，每個極距依固定的裝置形式逐點由左至右移動來完成該極距的數據采集。對某一極距而言，其結果相當于電阻率剖面法，而對同一記錄點處不同極距的觀測又相當?。骸畟€電測深點。高密度電阻率法實際上就是電阻率剖面法和電阻率測深法的組合。高密度電阻率法有多種電極排列方式，如溫納四極排列、偶極排列、聯合三極排列、微分排列等裝置。存本次工作中，根據現場實驗，采用溫納四極排列(a裝置，圖1)，其參數為：

2．2淺層地震勘探的數據采集

本次工程物探工作采用工程地震縱波反射法，反射波法是根據地震波在彈性介質中的傳播理論，通過人工在地面激發地震波向地下深處傳播，遇彈性分界面，就會產生波的反射；通過檢波器和地震儀接收返回的反射波，進行時頻特征和振幅特征分析，便能了解到地下地質體的特征信息，從而達到勘查的目的。野外數據采集時，需對各種干擾予以識別和壓制。獲得分辨率和信噪比合格的記錄是工程地震反射法成功的關鍵。數據采集質量的好壞將直接關系到勘探成果的精度，而數據采集又取決于野外觀測系統和儀器參數的準確選擇。在工區選擇具有代表性的地段進行了試驗，對干擾波進行了頻率和速度分析后，設計工作參數為：偏移距15m，道間距2．5m，排列長度為115m，以模擬濾波全通方式進行記錄，記錄長度為200ms，此時工區內的干擾波在頻率、速度和分布空間上與有效反射波有比較明顯的差異。同時，為了壓抑干擾波和獲取頻帶寬、高頻成分豐富的反射波，激發方式采用小炸藥量爆炸激發，確保了達到和超過需要的探測深度以及必要的分辨率。正式施工時測線觀測方式按覆蓋觀測系統進行。

3勘探資料分析處理

3．1高密度電阻率法的資料處理

高密度電阻率法的數據處理是把所測得的視電阻率，經數據格式轉換、數據預處理、地形校正、正演和反演計算，最后得到視電阻率成像色譜圖并對其進行地質解釋。把格式轉換好的視電阻率，經數據預處理消除壞點，保留數據較一致的數據點。并根據現場實驗和與其他資料對比分析，選擇正演、反演計算參數。把經預處理后的數據經地形校正，繪成原始測試數據的視電阻率成像色譜圖。反演計算是由所測得的高密度電阻率法原始數據色譜圖，反演計算該剖面下的地電斷面，確定地下巖石的真電阻率分布。反演采用最佳擬合法，給定一個初始地電斷面，在初始斷面上計算視電阻率的理論曲線，將理論曲線與實測曲線作對比(擬合)，通過修改參數獲得最佳擬合效果，即高密度電法反演成像色譜圖。用反演得到地電斷面圖，采用最小二乘法進行正演計算，從而得到高密度電阻率法正演成像色譜圖。當正演結果色譜圖與原始數據色譜圖結果一致性較高時，說明反演地質剖面結果正確。

3．2淺層地震資料的數據處理

工區地震原始記錄質量良好，其主要干擾波為面波和聲波。對全道記錄作頻譜分析后，客觀地反映了記錄的頻譜。對各記錄頻譜進行分析的過程中，分別選取低通、高通和寬帶通進行了數字濾波，經多次試驗和對比后，對記錄進行一維濾波和FK二維扇形濾波。濾波后消除了面波，并用相干加強的方式，對其他干擾波進行了消除。在疊后的時間剖面上做了濾波和中值濾波，以提高最終輸出的反射水平疊加時間剖面的信噪比。

4勘查效果評價

4．1高密度電阻率法的勘查效果

工區旱季雨季較為分明，一股38月份為雨季，9月份至次年2月份為旱季。雨季降雨量占全年降雨量的90％。利用該區的這一特點，高密度電阻率法野外數據采集分兩次進行，雨季前后各一次。旱季時氣候干燥，氣溫很高，蒸發量很大，引起地表淺部異常干燥；而下部深處含有水分以及潛水作用造成地表淺部呈高阻，深部呈低阻。雨季時，孔隙含水量劇增，礦物質大量溶解，整個排土場的電阻率將會比旱季時降低。但在裂隙、洞穴等不良地質體的地方，水的含量相對較高，電阻率變化較大。通過對比雨季前后資料，分析視電阻率的變化規律，能有效地查明地下洞穴、滲漏通道和隱伏裂縫的位置、埋深及空間形態。圖2為在排石場同一位置雨季前后得到的高密度電阻率法剖面。由圖2可見，整條剖面視電阻率雨季后比雨季前均有所降低，在異常處視電阻率變化較大，比旱季電阻率值約低1000～3o00n•m左右。雨季前在測線約108152m處，埋深約為10～26m處，為雨季前異常區，電阻率值約為300～315On•m；而雨季后在測線約104～152m，埋深約為6～26m處，變為一低阻異常區，電阻率約為10030Of／•m，較雨季前電阻率值有明顯下降。分析認為，電阻率下降是該區域雨季時充水所致，因此推斷該區域為相對獨立的空洞或裂縫，是潛在含水區域，為不能儲存雨水的裂縫或者空洞。

4．2淺層地震反射波法的勘查效果

為了與高密度電阻率法勘探結果進行綜合對比，采用偏移距15m，道I''''nq~E2．5m的工程地震反射波法對同一E測線進行勘查，并將時間剖面轉換為深度剖面。如圖3所示，在剖面約102～152m處，深度約10～28m，出現反射波不連續的區域。反射波在該區域時而出現時而消失，頂部反射波能量微弱，而左右兩邊反射波同相軸連續完好。同時在該剖面所測得工程地震反射波的速度圖譜上出現低速異常區(見圖4)，所以推測該區域內有被雨季水充填的空洞、裂縫。而該空洞、裂縫可能是由于堆放時未壓實而引起，與高密度電法推測結果一致，為潛在含水區域。利用兩種地球物理方法所獲取的豐富資料，運用不同方法的異常特征對比分析，相互驗證，減少單一方法的多解性；結合地質資料，提高解釋精度。綜合對比分析可知，在視電阻率剖面上雨季前呈現高阻異常(圖2)，而在雨后表現為低阻異常區；在地震速度譜圖上存在低速異常區(圖4)，為潛在含水區域。該區域不能長期儲存雨水的裂縫或者空洞，由于水的作用，將是產生地質災害的危險地段，應引起足夠的重視。經鉆孔驗證，此區域為由第四紀的粘土包圍的較大塊未壓實的輝長巖。

5結論

(1)在某排石場采用了高密度電法、工程地震法的工程物探技術，并對比了雨季前后高密度電法資料，查明了排石場內部存在的空洞或裂縫，以及它們的產狀、大小、空間位置。

(2)高密度電阻率法依據電阻率的差異進行解釋，所以當圈定空洞異常時能區分高阻與低阻異常，是否充水；而工程地震是利用地震波在勘探對象中傳播的速度差異對其進行解釋，空洞或裂縫的反射波不連續，含水層在速度譜圖上形成低速異常區。所以這兩種物探方法相結合，相互補充，消除了單一方法的多解性，得到的勘探結果更加準確可靠。

(3)采用地球物理研究排石場地質災害監控是一種創新和嘗試。用物探方法進行工區的掃面，先查明該區空洞、裂隙等不良地質體的縱、橫向發育及分布規律，再進行有目的布鉆，以精確地控制空洞、裂隙的深度、走向及規模，并對物探資料進行驗證。物探與鉆探相結合，能使排石場工程勘察取得事半功倍效果。

(4)建立排石場監控預警機制，重點地段重點監控，在雨季時加強監控力度，暴雨過后危險地段應減慢或停止作業，避免地質災害的發生。