在我们脚下的某些区域，隐藏着因石膏矿开采而形成的“地下空洞”——采空区。这些看不见的地下空间就像定时炸弹，随时可能引发地裂缝、地面塌陷等地质灾害，造成房屋开裂、下沉、道路沉陷等危害，严重影响人民生产生活秩序。如何探测这些隐形威胁？地球物理勘探技术就像给大地做“CT扫描”，能帮助我们看清地质灾害的真面目。

为什么石膏采空区如此危险？

    石膏矿开采后留下的采空区具有独特的地质危害：

    ◆ 易溶解性：石膏遇水易溶解，加速空洞扩大

    ◆ 隐蔽性强：地表可能长期无明显征兆

    ◆ 突发塌陷：地下水位突然发生变化

    ◆ 连锁反应：单个塌陷可能引发周边区域连续塌陷

    2020年某地石膏矿采空区塌陷造成3万平方米的地面塌陷，就是典型的案例。

地球物理勘探的“五大法宝”

    针对石膏矿采空区的有效探测，科学选择物探方法是确保勘查成果可靠性的关键前提。物探方法选择需综合考虑采空区地质特征、地球物理前提、探测深度要求、采空区规模及现场施工条件等多重因素，遵循“地质问题导向、物性差异基础、方法组合优化”的基本原则，构建系统化的技术选择框架。

    ◆ 地质雷达

    原理：地质雷达发射高频电磁波，接收反射信号，解析地下结构差异；

    识别标志：弧形反射、多次反射；

    优势：精度高、快速；

    应用场景：浅层（<5米）内浅部土洞、软土、基岩岩溶识别。

    ◆ 高密度电阻率法

    原理：通过测量地下介质的电阻率差异来识别空洞；

    识别标志：空气充填、高阻异常水体充填、暗河、低阻异常；

    优势：效率高、成本低、设备轻便，对充水采空区特别敏感；

    应用场景：适用于埋深小于60米的采空区岩溶初步圈定、充水状况初步判断。

    ◆ 微动勘探

    原理：利用天然震动信号中瑞雷波的频散特性，通过台阵采集并提取频散曲线，反演横波速度以解析地下结构；

    识别标志：低速异常；

    优势：精度高、效率高、城区可做；

    应用场景：地面100米范围内中部采空区圈定。

    ◆ 瞬变电磁法

    原理：利用脉冲电流激发一次磁场，断电后观测地下导体感应涡流产生的二次场衰减特性，反演地质体电性结构；

    识别标志：低阻异常反映充水区；

    优势：探测深度大、对低阻体敏感；

    应用场景：地面10-500米范围内中深部充水岩溶、大范围快速筛查。

    ◆ 弹性波井中层析成像

    原理：利用井中多源多接收器阵列采集P/S波走时或全波形数据，通过反演算法重建地层速度结构，解析采空区特征；

    识别标志：低速异常；

    优势：高分辨率；

    应用场景：地面0-100米范围内精准探测采空区分布位置。

    在实际应用中，往往采用多种方法组合，实现1+1>2的效果：比如，电法+微动：某项目先用高密度电法圈定异常区，再用微动精确控制采空区形态；弹性波井中层析成像+钻探：通过层析成像技术反演钻孔之间的采空区特征，验证率达85%。

给普通人的安全小贴士

    如果居住在石膏矿分布区，要注意：

    ◆ 地面出现新裂缝或下陷迹象

    ◆ 建筑物突然出现不明原因开裂

    ◆ 池塘或水井水位异常变化

    发现这些现象应及时报告相关部门。

结语

    地球物理勘探技术就像给地球做体检的“听诊器”，通过科学手段让隐藏的采空区无所遁形。随着技术进步，我们将能更早发现、更准评估、更好治理这些地下隐患，守护地面安全。

    （文/周杰 文字编辑/颜玲利）