舜耕山断裂带电性响应特征及测试研究

摘要

断裂带是一种具有潜在危险性的地质构造，存在很强的活动性和不稳定性，因此对于断裂带特征的研究和探讨是一个持久的课题。舜耕山断裂带位于淮南地区的南缘，在淮南煤田的南部边界，同时淮南区域也是华北板块和华南板块的交界处。通过对舜耕山断裂带的研究，为淮南煤田的开发利用以及工程建设提供依据，对揭示板块运动演变规律也有着重要的地质意义。
　　本文基于淮南地区地质概况，介绍了高密度电法的相关技术原理和断裂带探测的理论基础;数值模拟了不同装置、电极距、不同倾角、断层宽度、富水性等情况下的断层探测;通过舜耕山现场电法勘探试验成果分析研究了断层电性响应特征，进而探究了舜耕山断裂带构造信息特征。主要得到了如下结论:
　　(1)数值模拟具有一定的效果，依据电阻率反演剖面能有效判别断层基本正逆属性，可对地层进行良好的分层。温施装置模拟装置模拟效果最好，断层及地层电性响应特征明显。小电极距探测分辨较高，但限制了勘探深度。倾角的准确判定存在困难，相对小倾角断层电性响应较好。不同断宽模拟结果显示断层宽度值与所建立模型断层宽度吻合较好。正断层对富水性响应明显，逆断层富水性模拟剖面中富水特征不明显。表层介质相对高低阻差异在层厚分辨和倾角上电性响应特征不同。断层落差值判定具有难度，落差变化的电性响应特征不明显。总之，数值模拟整体上对断层的电性响应特征良好，但个别断层要素的响应不好，需要进一步深入研究。
　　(2)基于现场试验结果分析表明:应用高密度电法探测舜耕山断裂带的总体效果良好，不同装置和不同电极距对断层异常探测分辨有所不同。温施装置对断层探测效果较好，3m和5m电极距断层探测效果相似，小电极距探测对断层及地层分辨效果相对较好，对异常的探查精度较高，但勘探深度没有优势，在实际探测过程中，应结合具体探测要求合理选择电极距进行探测。
　　(3)舜耕山断层原则上为逆冲推覆断层，探测区断层走向为近东西向，结合三个试验区电法勘探成果图，主断层出露地表点连线合成的断层走向曲线图显示断层为近似东西走向。综合所有探测剖面，大致确定舜耕山主断层倾角近似分布在60°-75°之间，倾向向南，随着断层向深部发展，倾角有变缓趋势。断层上下盘落差大于l0m，受限于勘探深度，无法对落差值进行准确判定。舜耕山断层结构特征相对复杂，需结合此探测区相关地质资料和不同的探测技术及方法进行综合评价。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源及背景、研究目的和意义

1．1．1 课题来源及背景

1．1．2 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 断裂带探测研究现状

1．2．2 高密度电法研究现状

1．3 课题研究主要内容

2 地质背景概况

2．1 位置及自然地理

2．1．1 地理位置

2．1．2 自然地理

2．2 区域地层

2．3 区域断层构造

2．4 研究区地质调查

3 断裂带结构特征及探测的理论基础

3．1 断裂带结构特征

3．2 电阻率法理论及工作方法

3．3 高密度电阻率法

3．3．1 高密度电阻率法工作原理

3．3．2 高密度电阻率法采集系统

3．4 并行电法测试技术

3．4．1 并行电法系统及其原理

3．4．2 并行电法数据采集方式

3．4．3 并行电法数据处理基本流程

4 数值模拟

4．1 正反演方法

4．1．1 有限元正演

4．1．2 最小二乘反演

4．2 理论模型与分析

4．2．1 不同装置断层模拟

4．2．2 正、逆断层模拟

4．2．3 不同倾角断层模拟

4．2．4 正、逆断层富水性模拟

4．2．5 不同宽度断层模拟

4．2．6 断层不同落差模拟

4．2．7 表层为低、高阻断层模拟

4．2．8 不同电极距探测断层模拟

4．3 本章小结

5 现场勘探试验

5．1 测线布置与现场数据采集

5．2 数据处理与分析

5．2．2 一号试验区探测数据反演结果及分析

5．2．3 二号试验区探测数据反演结果及分析

5．2．4 三号试验区探测数据反演结果及分析

5．2．5 三个试验场地综合判断断层走向

5．3 本章小结

6 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果