前言
意大利 Murisengo 石膏矿2025年突发直径 70 m 大型塌陷坑，矿区 2019 年已发生过塌陷灾害，为了了解本次塌陷形成机理、圈定潜在高风险区，指导矿山后续开采规划，对20 hm²矿区进行全三维 ERT 探测，依托不规则网格布设方案，仅2个工作日完成野外采集；结合开源反演软件 ResIPy 构建矿区三维电阻率模型，解析塌陷多因素耦合致灾机制。
区域位置
本研究涉及的地下石膏采石场位于距离意大利都灵以东约 35 km 的一座小城镇。该开采矿体属于第三纪皮埃蒙特盆地的一部分，区域构造主要受 NW-SE 走向的 Villadeati 主断层控制，矿体上覆最大埋深约 50 m 的富黏土渗透性覆盖层；测区内存在农田、林地、围栏等通行障碍，2019年塌陷坑位于矿区东南侧、直径约 20 m，2025年塌陷坑位于矿区中部、直径约 70 m，也是本次三维 ERT 勘探的重点勘察对象。
仪器装置布设方式
本次全三维ERT 勘探共布设 8 条测线、总计 384 个电极，最大探测深度为80m，受农田、林地、围栏等限制采用不规则网格布设，电极间距10 m，测线间距约 40 m；采用 Syscal Pro 电阻率仪搭配两套 Switch 扩展模块扩展至 144 通道，分同缆二维测量与跨缆三维测量，将测线分为三组开展跨缆采集，通过自编程序生成温施装置、偶极-偶极组合的定制四极子序列，整套外业仅两个工作日即可完成20 公顷测区的数据采集；跨缆三维数据能够填补测线之间的数据空白，二维与三维数据互补，兼顾勘探深度与作业效率，适合塌陷坑这类复杂三维地质体的大范围探测。
反演成果解释
图5展示了该探测区的浅层地下结构，其水平切片高程为 260 m 至 230 m。图6展示了更深的水平切片（海拔 220 m 至 154 m），其海拔高度与采石场地面高度一致。探测区内上层区域呈现较低的电阻率值，这与覆盖层有关；而在较深层位电阻率较高，这是由于石膏地层的存在所致。在较深部位（图6 c至f），高电阻率值与房柱式开采方案中的采空区位置对应良好，这类采空区主要发育于破碎地层石膏亚相当中。因此，成像得到的电阻率值会受采空区的影响而局部偏高，原因是电流仅能够在矿柱内部流通，所遇到的电阻要大于未开挖岩体。与之相反，在浅部即便对应采空区位置（图 6a、6b 北部区域），电阻率依旧表现为低值，这很可能是受软质BIM 岩体I5H地层或者高含水区的影响。
在图8中，我们将电阻率<10 Ω·m 的体积区域用深蓝色标出，将电阻率介于10至30 Ω·m 之间的体积区域用浅蓝色标出。可以看出导电区域均位于地表附近，这很可能表明了水分积聚与下渗的主要区域。这些高导电性区域的分布与该地区已知的塌陷坑的分布情况高度吻合。
结论
本文采用快速全三维电阻率勘探系统，对面积20 公顷、存在一处直径70 m塌陷坑的矿区开展探测，得到了采石场石膏矿体粗略且可靠的电阻率模型。本次勘探识别出地表导水带，对应水分汇集与下渗的潜在区域，既可以解释已有塌陷坑的发育过程，也为预防塌陷灾害的风险量化与空间评估提供支撑。
Syscal Terra高密度电法仪是法国IRIS公司研发的新一代高密度电法仪器，将最新的电子技术与IRIS公司30多年设计电阻率仪的标准相结合，如坚固性、紧凑性、重量轻和工作温度范围大，20个通道、24位转换器、全波形数据自动记录、多系统-多发射模式。
