茶园沟位于绵阳安县境内，区域构造上属龙门山断裂带，构造活动十分强烈.S单位设计在该区选址建立填埋场.为了防止填埋物质泄漏，对环境和人类生产生活造成极大的危害，需要对填埋场进行详细的评估.该区断裂构造发育，曾在5.12地震中就遭受过重创，因此开展填埋场的构造特征及水文地质特征的调查就显得尤为必要而迫切.

早在上世纪八九十年代，电法勘探就在我国得到了广泛的应用(何继善，1997；张赛珍等，1994).新兴的高密度电法基本原理与常规电阻率法相同，不同的是在观测中设置了较高密度的测点.具有电极布设一次性完成，自动化数据采集，能进行多种电极排列方式的测量等多项优点，提高了野外测量的精度.因此，高密度电法被许多学者应用于隐伏断裂位置的确定(王诗东等，2011；程邈等，2011；玄月等，2011；戴盈磊等，2012)，滑坡体形态特征的研究(张光保，2012；程庆等，2012)，金矿的找矿勘查(马德锡，2008)，以及三星堆的考古研究(苏永军等，2007).Jiang等(2013)还将高密度电法应用于地下水和土壤中有机污染物的调查.本文运用高密度电法，旨在查明断裂的展布，破碎带的宽度以及地下水的分布情况，对填埋场的选址起到良好的指导作用.

工作区位于茶园沟和田家沟之间地势较平坦的山包(即四平山)之上(如图 1).四平山大部分地区均被第四系松散沉积物所覆盖，主要为粘土夹碎石.在四平山北部F₂断裂经过部位有基岩出露.岩性主要为寒武系下统邱家河组(∈q)主要为主要为灰-灰黑色含炭硅质变质粉砂岩、炭硅质岩、绢云母板岩与微晶灰岩、白云质灰岩、灰-灰黑色厚层状微晶灰岩、炭硅质板岩、变质粉砂岩、细砂岩等.

图 1

Fig. 1

图 1 工作区地质图 Fig. 1 Geological map of working area

四平山南北两侧均有断裂通过，分别为F₃和F₂，北端茶园沟断层(F₂)由二条相距很近的大致平行的断层组成，分别叫茶园沟北断层和茶园沟南断层，总体走向N70°～75°E，倾角70°～80°.该断层为逆断层，上盘出露地层较老，下盘较新.沿断层有小泉水出露说明为一条不含水且阻水的断层.南端F₃断层呈近东西向展布，为F₂的同震断裂.

对工作区的高密度电法勘探地质条件进行调查表明，测区地层分层较明显，各地层透水性不同，地层间存在电性差异,如表 1.断裂破碎带一般来说岩石较破碎，地表水容易下渗，导致电阻率降低，这为开展高密度电阻率法勘探提供了良好的地球物理条件.

表 1(Table 1)

表 1 工区内各介质的电阻率参数表 Table 1 Resistivity parameter of medium in this area 介质名称 电阻率(Ωm) 淡水 0.1～100 第四系松散层(粘土、砂、砾石) 10～100 砂岩 102~103 含水、含泥的溶洞 ＜50 未填充的溶洞 无穷大

表 1 工区内各介质的电阻率参数表 Table 1 Resistivity parameter of medium in this area

为了查明东西向展布的F₂，F₃断裂带的准确位置，破碎带的宽度，及其同生次生裂隙，在四平山范围内沿南北向布设了四条测线，如图 5.S1剖面穿过了整个四平山，长约340 m；S2剖面是为了查明四平山南端F3断裂破碎带的位置及宽度，长约142 m；S3和S4剖面是辅助主剖面圈定出F2断裂破碎带范围及走向，各120 m.

由于工作区地形切割较大，植被覆盖较厚，GPS信号受到较大影响，采用精确地形图和GPS相结合的方法控制剖面位置，野外数据采集工作采用重庆地质仪器厂生产的DUK-2A 60道高密度电阻率法测量系统.相对于偶极装置、微分装置，温纳装置的抗干扰能力更强，在垂向的分辨率高，受地形起伏及覆盖层厚度的影响较小(马志飞等，2008；肖宏跃等，2007)，故野外数据采集采用温纳装置.测线布置60根电极，改变测线时每次只移11根电极，重复49根电极以便整条测线剖面图拼接，电极距2 m，记录层数为16层.本次选取电极距为2米，其电信号损耗小，信噪比较高，分辨率较高，在浅部异常的反应上更加灵敏.

本次工作总共布置了四条测线，野外测量完成后，采用加拿大骄佳技术公司的Geogiga RTomo高密度电阻率数据处理系统进行数据处理.经过数据处理，地形校正、反演等步骤形成了物探地质综合剖面图.

S1剖面近似南北走向，沿四平山山脊进行布设，植被茂盛，地表含水性好.本条测线大部分被第四系沉积物所覆盖，随着测线向北移动，第四系沉积物变薄，偶尔可见基岩出露.下伏地层主要为寒武系下统邱家河组三段.

综合剖面图(图 2)以高阻为背景值，低阻值为异常区域.在测线60~200 m，埋深深度在0~16 m左右，出现一条连续的低阻带，没有向下延伸，推测主要是因为该地区雨水充足，且四平山植被茂盛，土质以粘土为主，导致地表含水性好而形成的一条横向的低阻带，形成了一条约16 m厚的天然隔水层，使地表水往深部渗透十分困难.测线经过一条含水探槽，深度在2 m左右，在剖面图上也有明显的反应，由于长期积水，水往深处渗透的能力也增强，可以看出水已经渗透到深度约20 m的位置.在测线200~240 m，出现一条低阻带向深部延伸至地表 30 m以下，推测该处为F₂断层的破碎带引起的，破碎带宽度在30~40 m左右，其下伏岩石主要为灰岩和炭质板岩，受构造活动影响，岩石都十分破碎，部分炭质板岩已经糜棱岩化，因此为水的渗透提供了通道，在电阻率剖面上呈现出低阻带的特征.在测线240~340 m，出现了一条很宽的低阻带向深部延伸至30 m以下，推测为F₂断裂破碎带，断裂破碎带宽度在100 m以上，其中在测线300~340 m，测量出现了一些波动，主要是因为测量区域是一面陡坡，受地形影响较大.由于常年雨水充足，断裂带岩石破碎，从而形成含水充足的低阻异常.两条低阻带中间夹着一片高阻区域，推测是由于岩石未发生强烈的破碎.

图 2

Fig. 2

图 2 S1线物探地质综合剖面图 Fig. 2 Geophysical and geological Cross-section of exploration line S1

为了查实在S1物探地质综合剖面图中所反映出的F₂断裂破碎带的具体位置，在S1测线东侧布设一条剖面进行验证，如图 3.测线都被残坡积物所覆盖，由钻孔资料查明下伏地层岩性主要有灰岩和炭质板岩，岩石易破碎形成裂隙.测线40~70 m的位置，出现了一片低阻区域向深部延伸至30 m以下，推测为F₂断裂破碎带经过的位置，破碎带宽度约30~40 m.测线80~120 m处，也出现了大片低阻区域，推测为F₂断裂经过的位置，破碎带宽度在40 m以上.

同时，在S1测线西侧也布设了一条剖面进行验证，如图 3.测线位于山脚下水沟边，被第四系沉积物所覆盖.由图 4可以看出，整条测线电阻率都较低，是因为该条剖面位于山脚，第四系沉积物较厚，含水性较好所导致.低阻区域由深部 向上逐渐分为了两支，分布在测线30~50 m和60~80 m，同为F₂断裂破碎带.中间出现了一片电阻率较高的区域，推测是因为构造活动过程中岩石破碎程度较低，渗透性较差导致.

图 3

Fig. 3

图 3 S3线物探地质综合剖面图 Fig. 3 Geophysical and geological Cross-section of exploration line S2

图 4

Fig. 4

图 4 S4线物探地质综合剖面图 Fig. 4 Geophysical and geological Crossvbsection of exploration line S4

F₃断裂在经过四平山时被第四系沉积物所覆盖，为了查明F₃的位置，在四平山的南端布设了S2测线，测线被第四系沉积物所覆盖.通过查证钻孔资料，下伏地层岩性为炭质板岩，岩石受构造运动易破碎.物探地质综合剖面图(图 5)以高阻为背景值，低阻值为异常区域.在测线30~60 m位置处，出现了一片低阻区域向深部延伸至30 m以下，推测为F₃断层所引起.断裂破碎带约30~40 m.

图 5

Fig. 5

图 5 S2线物探地质综合剖面图 Fig. 5 Geophysical and geological Cross-section of exploration line S2