從化市鰲頭鎮~棋桿鎮一帶灰巖分布廣泛。早期在月光埔村露天開采石材，開采面積達數萬平方米，深度超過百米，導致附近地質災害嚴重，溶洞、土洞發育，不少地面發生凹陷，導致房子墻體開裂、傾斜，嚴重威脅著人民群眾的生命和財產安全。本次利用淺層地震勘探和微重力測量查明該地區隱伏巖溶發育的情況，為地質災害防治提供服務。

　　1地質—地球物理特征

　　工作區位于從化鰲頭鎮和棋桿鎮，地勢平坦，區內蓋層主要第四系，部分為回填土覆蓋，土質疏松。根據現場踏勘結合測區內地質資料，月光埔測區主要為覆蓋土層，覆蓋土層下部為石磴子組，主要巖性為灰、深灰色灰巖，石磴子組下部與白云質灰巖互層，夾生物灰巖，上部夾頁巖。底部及頂部常含泥質，并夾砂巖、頁巖薄層，局部夾炭質頁巖，底以泥灰巖整合于大賽壩組之上，由白云質灰巖與灰巖構成基本層序，局部地段灰巖中含生物碎屑、泥質或炭質。在覆蓋土層中，可能發育有土洞，一般無固態充填物，即使有固態充填物，充填物一般為流塑狀軟土，故土洞內外介質存在一定的波阻抗差異，這種波阻抗差異的存在，為采用淺層地震探測土洞提供了物性前提條件。灰巖中的溶洞充填物包括非固態充填物和固態充填物，非固態充填物即為水。固態充填物，一般包括流塑狀軟土、粘土等。溶洞內外介質之間存在明顯的波阻抗差異。這種波阻抗差異的存在，為采用淺層地震探測溶洞提供了物性前提條件。巖溶的灰巖密度高而穩定，一般都能達2.7×103kg/m3，因而無論其中是否充填了沉積物都會有相當大的負剩余密度;巖溶是地下水溶蝕作用的結果，形成較大的巖溶要有充沛順暢的流水，因而埋藏不會太深。重力異常出現在巖溶正上方，呈疊加在重力背景上的局部重力低，為采用微重力測量探測巖溶提供了物性前提條件。

　　2微重力測量和淺層地震原理、野外工作技術方法和儀器設備

　　2.1淺層地震勘探和微重力測量原理

　　淺層地震是利用介質的波阻抗差異來探測地下地質構造的地球物理勘探方法[1]，沿測線不同位置用地震檢波器接收激發的彈性波，將這種攜帶了地層信息的震動進行加工處理和解釋，可以推斷地下介質結構、巖性，從而達到勘查的目的。微重力測量，一是指重力測量精度達到微伽級，二是指在微小重力差的測點之間進行的重力測量或測量規模微小[2]。微重力測量是以地下介質的密度值差異作為物性基礎，通過研究局部密度不均勻體引起的重力加速度變化的數值、范圍及規律來解決地質問題。微重力測量不受電磁場等人文干擾的影響及工作場地大小等因素的限制。對埋深淺、探測目標微小的具有較好的分辨能力，此外，微重力測量野外工作方法簡單、成本低、效率高、干擾小，能夠彌補其他物探方法的不足。

　　2.2淺層地震勘探和微重力測量工作方法

　　2.2.1淺層地震工作方法(1)工作布置：在巖溶發育地區布置了8條測線，總長度為3km，點距2m。(2)地形測量：采用GPS三臺進行測量，測量采用北京54坐標系和85國家高程基準。(3)淺層地震勘探數據采集。經過試驗確定淺層地震勘探采用橫波反射方法，六次覆蓋觀測系統，采集參數為：偏移距4m，道間距2m，采樣間隔0.25ms，記錄長度1024ms。使用人工激發震源。2.2.2微重力測量工作方法(1)工作布置：布設在淺層地震剖面推斷巖溶測段，點距1m。(2)地形測量：采用GPS三臺進行測量，測量采用北京54坐標系和85國家高程基準。(3)微重力測量：采用兩臺CG-5高精度重力儀，測量前對儀器進行了調校和檢查。為有效控制重力儀零點位移，采用相對重力測量，設置重力基點，每個工作日均對基點進行基-輔-基觀測，數據采集基點3次，輔點2次，誤差小于0.005mGal。重力觀測采用單次逐點觀測法起止于基點，測點數據采集2次，2次讀數誤差不大于0.005mGal，每個單元閉合時間不大于3個小時。

　　3數據處理

　　3.1淺層地震數據處理

　　數據處理是淺層地震勘探中的一項重要內容。為確保資料處理的高質量，本次資料處理嚴格采用一系列的高保真、高分辨率的處理方法，精選處理參數，力求得到最優的地震資料。處理過程中，進行細致的預處理工作，刪除不正常的道記錄、炮記錄，校正反極性的記錄道。具體資料處理流程如下：本次淺層地震資料數據處理流程為：解編→預處理→疊前濾波→初至切除→道間平衡→抽CDP道集→速度分析→動校疊加→疊后濾波→疊后偏移→修飾處理→剖面打印→初步解釋→時間剖面圖輸出[3]。

　　3.2微重力測量數據處理

　　(1)正常重力值：正常重力值采用國際大地測量協會1980年公式計算(2)地形改正值：測區比較平坦，0~200m利用實測的地形數據使用RGIS2014軟件對地形改正值進行計算。(3)布格改正值：布格改正值按如下公式計算：其中(4)測量重力值：混合零點位移利用閉合單元零點位移隨時間線性變化規律進行改正。(5)采用gB=Δg+δgB+ΔgT-g0計算布格重力異常值，式中，gB為布格重力異常值;Δg為測點絕對重力值;δgB為布格改正值;ΔgT為地形改正值;g0為正常重力值。

　　4剖面解釋推斷

　　4.11線解釋推斷圖1為1線淺層地震反射時間剖面解釋推斷，反射波組同相軸錯斷、缺失等現象，T1波組于1860~1870處錯斷，1830~1860段缺失，T2波組1840~1860段錯斷，T3波組1820~1840段錯斷，推斷為一斷裂，為一正斷層，斷層距約20m。該斷裂西北-東南走向，傾向西南，經計算，視傾角為57°;1810~1860測段基巖面之下出現反射凌亂、弧形波組等現象，推測該處為巖溶發育區。圖2為1線微重力測量2.5D反演解釋推斷，從實測重力異常曲線1780~1870段出現負異常，推斷該段地下是巖溶發育區;大號測段背景值比小號段背景值有0.2×10-5m/s2的抬升，形成臺階狀異常，推測在1860處存在一斷層。淺層地震和微重力測量在1線1800~1870段推測結果一致。在該測線1824處布設驗證孔，孔深61.6m，鉆孔揭露4.1~36.5m為強~全風化碎裂化泥巖、粉砂巖、細砂巖等互層，36.5m以下為中風化碎裂化灰巖，多層溶洞發育，至61.6m仍是溶洞，溶洞洞高最大可達3m。淺層地震和微重力測量解釋推斷斷裂構造、巖溶情況與鉆孔資料吻合。4.28線解釋推斷圖3為8線淺層地震反射時間剖面解釋圖，1080~1110測段基巖面之下出現反射凌亂、弧形波組等現象，推測該處為巖溶發育區，其規模較大，為多層巖溶，多個巖溶組成，中心埋深約37m。8線微重力測量實測重力異常曲線，950~1150段重力異常變化平緩，1150~1190段重力異常變化急劇，形成臺階狀異常，梯度大，推測該重力異常變化由小斷裂引起。使用趨勢分析法求取8線局部重力異常，使用局部重力異常進行2.5D反演，反演結果見圖4，在1080~1170段出現一個明顯的局部重力負異常，推斷該重力負異常由巖溶和斷裂綜合作用引起的，推測巖溶中心埋深約40m;在1010~1040段、1050~1070段存在弱小的重力負異常，推測由淺部的土洞、巖溶引起。在該測線1096處布設驗證孔，孔深56.4m，表層土層為填土、粉質粘土，于18.2m深度見微風化灰巖，19.55~20.25m、20.7~22.0m、22.3~24.7m、26.4~26.6m、27.8~29.8m、33.8~34.2m、35.2~43.3m、44.0~45.1m、45.6~47.2m、47.6~49.9m、50.1~52.3m、52.4~53.5m段均為溶洞，溶洞最大洞高可達8.1m。淺層地震和微重力法解釋推斷與鉆孔資料基本吻合。4.34線解釋推斷圖5是4線淺層地震反射時間剖面解釋推斷，在1920~1960段反射波組能量變化大、反射同相軸突變，推測該處為巖溶。圖6是4線微重力測量實測重力異常曲線圖，該曲線變化平緩，淺層地震推斷巖溶(1920~1960段)處，重力異常曲線沒有出現負異常。在該測線1940處布設驗證孔，孔深50m，0~6.7m為第四系土層，6.7~50m為較完整的灰巖，沒有巖溶存在。微重力法推斷解釋與鉆孔資料吻合。

　　5結論

　　本次淺層地震和微重力測量在環境地質調查中探測巖溶、斷裂效果顯著。在探測大的巖溶和斷裂，淺層地震和微重力測量的探測結果具有較好的一致性，而且微重力測量對淺而小的土洞引起的弱小異常比較敏感，能夠將其識別出來。微重力測量和淺層地震結合使用，可以排除淺層地震解釋中的“假異常”，使解釋推斷成果更加可靠。

　　參考文獻

　　[1]張勝業，潘玉玲.應用地球物理學原理[M].中國地質大學出版社，2004.

　　[2]劉元龍.微重力學[J].地球科學進展，1993，8(1)：1.

　　[3]劉天佑.應用地球物理數據采集與處理[M].中國地質大學出版社，2004.

　　《淺層地震在巖溶勘查的應用》來源：《廣東化工》，作者：盧進延