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一种基于高密度电阻率法在丘陵花岗岩地区构建风化剖面的方法 关键词 高密度电阻率法，地形校正，现场调查，丘陵地形，风化花岗岩 摘要 调查一块位于泰国普吉的卡塔海滩的花岗岩山坡，普通的地质调查可能不能适应，原因是难以把钻车运进来给山坡钻孔。作为一种替代方法高密度电阻率法（EI）））） 地质-地电模型用来构建研究地区花岗岩风化剖面，该模型能应用在泰国南部相似的丘陵地形的调查上。 说明 普吉是泰国南部最大的岛屿，总面积有930平方千米，其中70%是森林覆盖的山丘(如图1a)。从1980年开始普吉成为泰国最主要的旅游景点之一，在该岛屿西部海岸的众多沙滩使它发展成为旅游中心。卡塔海滩是坐落在普吉岛南部的一个小巧且漂亮的海滩(如图1b),在那里一幢新的酒店正计划建造在山坡上。该山由花岗岩构成，山的顶部已经被风化。地质工程师需要知道风化部分的厚度以及剩余部分岩石的风化程度，因为这些未完全风化的部分会影响地基的设计。普通的地质调查在这里并不适用的原因是在山坡上钻孔拿取测试样品非常困难和昂贵。 几乎没有工程目的的风化结晶地形的地质调查结果发表。最常见的应用是关于探索深度风化或断裂结晶岩石中的地下水。由于电导率的变化与结晶岩石风化程度有关，因此电法和电磁法被广泛的应用在这些领域。 高密度电阻率法（EI） 相比于实地测量数据能相对容易的自动获得，通过高密度电阻率法从风化花岗岩山坡获得的数据分析面临着许多技术上的困难，即，(i)很少或几乎没有帮助的先前的地质信息和钻孔数据；（ii））） 理想风化剖面和花岗岩电阻 正如Goodman(1993)指出，风化影响的描述和分析在花岗岩实地测量中是至关重要的。工程师需要去选择结构的海拔高度和位置，选择地基的类型和建造它们的材料。新鲜的花岗岩岩石有能作为任何工程目的使用的强度。但是这些岩石在地质时期相当深度所积累的风化往往易分解和脆弱。花岗岩通常风化成以砂特性为主的粘土，淤泥和砂的混合物。该物质在风化岩区变化很大，由于这个原因，去处理很复杂。所以，我们需要在细节上考虑风化产物的特性和分类。 所有的岩石都遭受反复的加热冷却，加湿干燥的物理分解作用以及植物，动物和人类的影响。花岗岩中连接作用和破裂作用由改变压力集中造成。这些作用增加了岩石表面暴露在腐蚀液体的面积，这里的腐蚀液体主要是水通过溶解二氧化碳产生的碳酸。这种酸通过取代Na+,K+,Ca+和H+作用于硅酸盐矿物。当岩石开始风化，它的孔隙率增大，并能留住水分。因此从EI的角度看，我们可以预测随着风化程度的提高，电阻率随之下降。一项风化和未风化花岗岩电阻值的概况已列在表1，该表清楚的表明风化的花岗岩电阻比新鲜花岗岩电阻要低。从中还能观察到地与地之间花岗岩电阻的改变。风化的花岗岩电阻可低至100 Ω m，而新鲜花岗岩电阻却能高于上千 Ω m。花岗岩电阻（包括风化和未风化的）取决于水分含量，水矿化度，孔隙度和岩石破损程度。比如，表1最后一行显示了310 to 3465 Ω m范围的电阻变化，该电阻测量有克劳斯塔尔工业大学进行，使用浸有50 Ω电阻的水的14德国花岗岩样本。 一个有用的风化分类由Lee和De Freitas(1989)提出，该分类由六级组成，从新鲜未风化岩石I到残积土VI，其中，等级I ,II和III从工程角度认为是坚硬岩石；等级IV是过度的，拥有弱岩石的强度但是缺乏岩石的耐久；等级V和VI是粘土。该风化分类使我们能对应不同的风化程度从VI到I,从表面到新鲜岩石将风化剖面分成多个层面。值得注意的是Lee和De Freitas(1989)的分类基于韩国花岗岩经验，该花岗岩不含有丰富的核心石。 Ruxton和Berry(1957)做过一项关于香港花岗岩风化剖面发展的研究，在那里含有丰富的核心石。他们分辨出新鲜（未风化）基岩以上4个区域从上到下标记为A到D,最上面的区域A没有残余的纹理和结构，缺乏核心石的残留碎片。区域B是完全风化的，包含不足总量一半的孤立的核心石。区域C是各种分解等级的残余物质，包括50%到90%沿节理接触蚀变的新鲜岩石方块。在区域D,岩石里超过90%的体积和残余碎片，发现只沿节理接触。香港平地或缓坡风化壳发育的时间影响如图Fig.2a-f.该剖面与区域D一样发展;进一步风化成区域C,然后是区域B和A。拥有地表原状区域C的剖面被称为初期的（Fig.2b），拥有四个等厚区域的剖面被称为成熟的。在晚期，区域B在剖面中占主导，可分为含富高岭石的少于10%核心石的上半部分和含10%到50%核心石的下半部分。 更重要的是表面斜坡上风化壳发育的影响，由Fig.3a-f所示。该剖面发育在超过15°陡峭斜坡上受到纯净成分的侵蚀。在非常陡峭的斜坡，核心石也被侵蚀，该剖面只包括区域D。相反地，在陡峭斜坡基部，核心石从分解层和更下面的斜坡滚落下来，区域B通过上面冲