平頂山市是一個內陸、少震、中等發(fā)展城市，也是一個礦產(chǎn)資源豐富的城市，地處河南省西南部，是一個有著80萬人口的中型城市。隨著城市化進程的加快，平頂山市必將進入一個高速發(fā)展期。而且，平頂山市還是一個能源大市，有著豐富的煤炭資源，不可計數(shù)的碘鹽和豐富的金屬與非金屬礦產(chǎn)資源。因此，城市的穩(wěn)定和發(fā)展是很重要的問題。
平頂山市是河南省一個很重要的煤炭基地，地下有著縱橫交錯的采煤巷道，每天都有數(shù)不清的礦山爆破，有時還發(fā)生瓦斯爆炸等，因此，由此產(chǎn)生的礦震也接連不斷。這些都對城市的建設、維護、人民生命財產(chǎn)的安全帶來了一定程度的威脅。因此探測研究城市活斷層的現(xiàn)狀，是新建城區(qū)必不可少的一項工作。
1 探測概況
平頂山市新市區(qū)位于華北地震區(qū)內，而華北地震區(qū)又是我國東部大陸地區(qū)最強烈的一個地震區(qū)，地震空間分布顯示明顯的不均一性、相對穩(wěn)定性及成帶性的特點，地震活動具有明顯的活躍期和平靜期，而且地震活動還具有明顯的遷移和填充特點。因此在該區(qū)運用一些地球物理勘探技術，找出區(qū)域地質構造與地震活動的相互關系以及掌握區(qū)域內第四紀以來斷層活動時代、性質和運動特性，了解活動盆地的發(fā)育情況，為平頂山經(jīng)濟保駕護航具有重要意義。受平頂山地震局的委托，中國地震局地理物理勘探中心于2002年底和20；3年初，在新城區(qū)擬建范圍內進行了電阻率層析成像測量工作，共布置了5條剖面，分述如下。
1．1 Ⅰ剖面
共完成了10條高密度電阻率層析成像測量斷面，斷面的布極方向為NS向，點距10 m，60路電極，每2條斷面相互重疊300 m，斷面總長度為3300 m，經(jīng)過計算機對10條斷面的測量數(shù)據(jù)進行拼接處理后，組成了一條長度為3.29m、布極方向為NS向的高密度電阻率層析成像測量剖面。
1．2 Ⅱ剖面
共完成了13條高密度電阻率層析成像測量斷面，斷面的布極方向為NS向，點距10m，60路電極，每2條斷面相互重疊300 m，斷面總長度為4200 m，經(jīng)過計算機對13條斷面的測量數(shù)據(jù)進行拼接處理后，組成了一條長度為4.19km、布極方向為NS向的高密度電阻率層析成像測量剖面。
1．3 Ⅲ剖面
共完成了15條高密度電阻率層析成像測量斷面，斷面的布極方向為NS向，點距l(xiāng)0 m，60路電極，每2條斷面相互重疊300 m，斷面總長度為4800m，經(jīng)過計算機對15條斷面的測量數(shù)據(jù)進行拼接處理后，組成了一條長度為4.79km、布極方向為NS向的高密度電阻率層析成像測量剖面。
1．4 Ⅳ剖面
共完成了6條高密度電阻率層析成像測量斷面，斷面的布極方向為NS向，點距10 m，60路電極，每2條斷面相互重疊300 m，斷面總長度為樁號600m處。
2 方法
2．1 基本原理
常規(guī)電阻率法由于其觀測方式的限制，不僅測點密度較稀，而且也很難從電極排列的某種組合上研究地電斷面的結構與分布。因此，在精細勘探中，為了提高電阻率法的勘探能力，使電阻率法在城市工程與環(huán)境地質調查中發(fā)揮更大的社會效益，采用電阻率層析成像法。
電阻率層析成像法在現(xiàn)場測量時，只須將全部電極設置在一定間隔的測點上，然后用多芯電纜將其連接到程控式多路電極轉換器，使電極布設一次完成。測量時由程序控制而動作，從而實現(xiàn)電極排列方式、極距和測點的快速轉換，準確與快速地采集大量數(shù)據(jù)。利用與該系統(tǒng)配套的系列高級電法處理軟件，對采集的數(shù)據(jù)進行各種處理及結果圖示，使解釋工作更加方便與直觀。但該方法的基本原理仍是屬于直流電法的范疇。
2．2 儀器
以WDJD-2型多功能數(shù)字直流激電儀為測控主機，配以兩臺WDZJ-1型多路電極轉換器構成WGMD-2高密度電阻率測量系統(tǒng)。
該系統(tǒng)的主要特點為：電極布設一次完成；能有效地進行多種電極排列方式的參數(shù)測定，因而可以獲得較豐富的關于地電結構的信息；數(shù)據(jù)的采集和收錄實現(xiàn)了自動化；可以實現(xiàn)資料的現(xiàn)場實時處理或脫機處理，大大提高了電阻率法勘探的智能化程度；與傳統(tǒng)電阻率法相LL，成本低、效率高、信息豐富、解釋方便、勘探能力顯著提高。測量時，一次將既可做供電電極又可做測量電極的60~120根電極按固定點距布沒在測線上，通過多芯電纜與多極電路轉換器連接，在主機控制下可實現(xiàn)電極排列方式、極距及測點的掃描測量。該方法—次測量可完成一條固定斷面下方的16—39條別面、552~2340個測點的數(shù)據(jù)采集工作。本次野外工作采用的裝置方式是α排列[1]。
2．3 裝置系統(tǒng)
研究認為，裝置系統(tǒng)是影響分辨率的重要因素。微分裝置的異常幅值最小，振蕩出現(xiàn)最早。溫納四極振蕩稍好，但異常幅值不大。偶極——偶極裝置的異常幅值相對較大，分辨能力較強，但振蕩卻很劇烈，甚至高阻體上方出現(xiàn)低阻異常，反之亦然。不同的裝置對于不同的探測目標具有不同的分辨率和探測深度。對于高密度電阻率法，偶極采集系統(tǒng)適應于淺部探測，而溫納采集系統(tǒng)適應于深部探測。對于接地條件差、供電干擾嚴重的環(huán)境，采用溫納采集系統(tǒng)具有一定的優(yōu)勢[2]。
3 區(qū)域地質構造
本次勘探測區(qū)位于豫西斷隆、華北斷坳和北秦嶺招皺帶的交接部位。區(qū)內多為第四系地層覆蓋，各統(tǒng)地層均有發(fā)育，其中全新統(tǒng)分布最廣，中更新統(tǒng)次之，而上更新統(tǒng)和下更新統(tǒng)僅零星出露。區(qū)內曾受到中岳期、懷遠期、加里東期、印支期、燕山期、喜山期等6次構造運動影響。中岳運動來自北東一南西向的擠壓應力，形成了本區(qū)前震旦紀基底北西一南東向的構造格架，奠定了區(qū)內褶皺基底；懷遠運動使本區(qū)抬升遭受剝蝕，缺失早奧陶統(tǒng)的沉積；加里東運動使本區(qū)上升，缺失上奧陶統(tǒng)一下石炭統(tǒng)地層；印支運動使本區(qū)抬升，缺失侏羅系、白堊系地層；早燕山運動產(chǎn)生北西一南東向褶皺、斷裂，伴隨有近東西向和近南北向的剪切性斷裂，而且有較大規(guī)模的花崗巖侵入，表現(xiàn)了北東一南西向擠壓應力的繼承性；晚燕山運動受區(qū)域右旋剪切力作用影響，產(chǎn)生了北東一南西向的張剪性斷裂，并有面積較大的花崗巖侵入；喜山運動使晚燕山期形成的東部助陷和山間盆地長期下沉，接受新生界地層沉積，并有間斷性的上升，東部以發(fā)育上疊階地為主，西部以發(fā)育內疊階地為主。這些構造的存在，不同程度地控制著本區(qū)的工程地質條件和活動斷層(或活動盆地)的活動特點、性質和年代。
區(qū)內第四紀地層發(fā)育齊全，而構造簡單。根據(jù)大量勘探資料表明，勘探區(qū)西南部，沿平頂山南西九里山有一條北西向的隱伏斷裂，稱之為九里山逆斷層，該斷層對該區(qū)水文地質及工程地質條件具有明顯的控制作用，是這次電測工作的主要目標[3]。
4 資料解釋
圖1為I剖面60路電極測量、二維成像色譜圖；圖2為該剖面60路電極測量、5URFER32軟件作圖的結果。從圖2可以看出，由南部的0樁號至1500 m樁號處，深度20 m以上部分，為相對低阻層，色譜圖呈現(xiàn)出深灰色，電阻率值小于20Ω.m；而在20m以下部分，為相對高阻層，色譜圖呈現(xiàn)出白色、淺灰色與黑色，電阻率值在20~1500.m之間。在剖面的北部(2600—3200 m)，深度40 m以上部分，為相對低阻層，色譜圖同樣呈現(xiàn)出深灰色。這些低阻層，是該區(qū)松散覆蓋層的反映。而在剖面中部的1600m—2400m樁號處，為相對高阻層，色譜圖呈現(xiàn)出白色、淺灰色與黑色，電阻率值在290~950Ω.m之間，為裸露山脈的反映，在現(xiàn)場可明顯看出大面積的基巖出露區(qū)。
從圖1中可看出，在樁號1440 m和樁號2600m處有兩條明顯的斷層，一條在山體南側，一條在山體北側。另在出露的山體上現(xiàn)場還可見兩條次一級斷層，在圖2上這些斷層均看的更清晰。根據(jù)區(qū)域地質資料推測，這些斷層應為九里山斷層帶的反映。
圖3是I剖面120路電極測量、二維成像色譜圖，由圖可以看出，其勘探深度有明顯增加，山體南、北兩側的斷層仍十分清晰，且向下延伸深度較大。而山體上部的兩條次一級斷層延伸深度較小，在60 m以下已基本尖滅。
5 結論
通過本次電阻率層析成像測量結果表明，在平頂山市新城區(qū)有一條斷裂帶通過，該斷裂帶有二條主要斷層和二個次一級斷層組成。上部斷點深度約為60 m左右，為第三紀活動性斷層。
