第2篇电法勘探

1、返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院第第2篇篇 电法勘探电法勘探 电法勘探是以岩、矿石之间电法勘探是以岩、矿石之间电学性质的差电学性质的差异异为基础，通过观测和研究与这些差异有关的为基础，通过观测和研究与这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来化规律，来查明查明地下地质构造和寻找地下电性地下地质构造和寻找地下电性不均匀体（岩溶、风化层、滑坡体等）的一类不均匀体（岩溶、风化层、滑坡体等）的一类勘查地球物理方法勘查地球物理方法。返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院1.4 高密度电阻率法高密度电阻

2、率法1.4.1 基本原理基本原理 高密度电阻率法是根据水文、工程及环境高密度电阻率法是根据水文、工程及环境地质调查的实际需要而研制的一种电阻率法观地质调查的实际需要而研制的一种电阻率法观测系统。与常规电阻率法相比，高密度电阻率测系统。与常规电阻率法相比，高密度电阻率法在野外信息采集过程中可组合使用多种装置法在野外信息采集过程中可组合使用多种装置形式，因而采集的信息量大，数据观测精度高，形式，因而采集的信息量大，数据观测精度高，在电性不均匀体的探测中取得了良好的地质效在电性不均匀体的探测中取得了良好的地质效果。果。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法。返

3、回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院 由于高密度电阻率法可以实现数据的快速由于高密度电阻率法可以实现数据的快速采集和微机处理，从而改变了电阻率法勘探传采集和微机处理，从而改变了电阻率法勘探传统的工作模式，大大地提高了工作效率，减轻统的工作模式，大大地提高了工作效率，减轻了劳动强度，使电法勘探的智能化程度大大地了劳动强度，使电法勘探的智能化程度大大地向前迈进了一步。图向前迈进了一步。图2.1.50为高密度电阻率法为高密度电阻率法勘探系统结构示意图。勘探系统结构示意图。返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院图2.1.50 高密度电阻率法勘探系统结构示意图 返回返

4、回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院1.4.2 高密度电阻率法野外工作方法1三极测量装置图2.1.51 高密度电阻率法三极测量装置图见图2.1.51，首先以1、2为测量电极，供电用装换开关依次接3、4、5、n，观测每个数据上的值、值 1.4.2 高高密密度度电电阻阻率率法法野野外外工工作作方方法法 1三三极极测测量量装装置置 见见图图 2.1.51，首首先先以以 1、2 为为测测量量电电极极，供供电电用用装装换换开开关关K依依次次接接 3、4、5、n，观观测测每每个个数数据据上上的的U值值、I值值。 图 2.1.51 高密度电阻率法三极测量装置图 返回返回成都理工大学信息工程学院

5、成都理工大学信息工程学院三极三极 ：MNANAMKIUKs2 （2.1-49） 最后，根据最后，根据s值绘制成值绘制成s等值线等值线拟断面图拟断面图，灰度图灰度图等。等。由于由于AO采用等差数、点距密，所以其纵、横向分辨率均采用等差数、点距密，所以其纵、横向分辨率均较高，特别是解决浅层地质问题（较高，特别是解决浅层地质问题（100m）效果好。）效果好。 图图 2.1.52 为西安市为西安市 区地裂缝使用三极装置的高密度勘区地裂缝使用三极装置的高密度勘测结果。由图可见，地裂缝以高电阻率为特征在测结果。由图可见，地裂缝以高电阻率为特征在s等值等值线拟断面图上反映很清晰。线拟断面图上反映很清晰。 图

6、2.1.52 西安市区高密度电阻率法等值线拟断面图 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院2三电位电极系测量装置三电位电极系测量装置 为获得地电断面结构特征的信息，可选择为获得地电断面结构特征的信息，可选择三电位电极系测量装置。三电位电极系是将等三电位电极系测量装置。三电位电极系是将等间距的对称四极，偶极及微分装置按一定方式间距的对称四极，偶极及微分装置按一定方式组合后所构成的一种测量系统。组合后所构成的一种测量系统。三电位电极系的电极排列方式如图三电位电极系的电极排列方式如图2.1.53所示。所示。当点距设为当点距设为x时，其极距时，其极距 。 三电位电极系的电极排列方式如

7、图三电位电极系的电极排列方式如图2.1.53所所示。当点距设为示。当点距设为x时，其极距时，其极距 a=nx(n=1,2,3)返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院图2.1.53 三电位电极系返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院由于由于 aIUaBMANaNBMNAMs2,2,: aIUaANaBNAMaMNBMs6,3,2,: aIUaMNaANaBNBMAMs3,2,3,: 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院所所以以 UUU （2.1-50） 显显然然，当当供供电电电电流流一一定定时时，三三者者间间的的阻阻抗抗关关系系为为：RRR

8、， 引引 入入 视视 电电 阻阻 率率 及及 装装 置置 系系 数数 后后 ，（2.1-50）式式可可以以写写成成 KKKsss （2.1-51） 由由上上式式得得到到 sssKKKK （2.1-52） 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院当三电位电极系的极距为当三电位电极系的极距为a时， 上述三种电极装置时， 上述三种电极装置系数依次为：系数依次为：KaK,2aKa3,6, 于是（于是（2.1-52）式写成）式写成 sss3231 （2.1-53） 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院3视视参参数数及及其其计计算算 高高密密度度电电阻阻率率法法采采用用

9、上上述述三三电电位位电电极极系系， 其其视视电电阻阻率率参参数数将将包包括括 IUaIUaIUasss3;6;2 由由于于一一条条剖剖面面上上段段测测点点总总数数是是固固定定的的，因因此此，当当极极距距逐逐渐渐扩扩大大时时，反反映映不不同同深深度度的的测测点点数数将将依依次次减减 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院少。少。当然，也可根据需要增设无穷远极，从而当然，也可根据需要增设无穷远极，从而增加联合三极测深的测量方式，这时这时相应的视参数为IUaIUaBBsAAs4,4。 考虑到三电位电极系中三种视电阻率参数的考虑到三电位电极系中三种视电阻率参数的异常的分布规律，设计了

10、下述比值参数异常的分布规律，设计了下述比值参数 )()()(iiiTsss （2.1-54） 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院sT比比值值参参数数综综合合了了同同一一地地电电断断面面和和两两种种视视参参数数所所反反映映异异常常分分布布的的相相对对关关系系，因因而而用用该该参参数数所所绘绘制制的的比比值值断断面面图图在在反反映映地地电电结结构构的的分分布布形形态态方方面面，远远较较相相应应排排列列的的视视电电阻阻率率断断面面图图要要清清晰晰得得多多。 另另一一类类比比值值参参数数是是以以联联合合三三极极测测深深的的测测量量结结果果为为基基础础，其其表表达达式式为为 )1(

11、)1()()()1,(iiiiiiBsAsBsAs （2.1-55） 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院式中式中)(is与与) 1( is分别表示相邻两点同一极分别表示相邻两点同一极距的视电阻率值，通常将计算结果示于第距的视电阻率值，通常将计算结果示于第i点与第点与第1i点之间。点之间。 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院4资料处理及结果图示资料处理及结果图示 图图2.1.54为高密度电阻率法数值模拟等值线为高密度电阻率法数值模拟等值线断面图。其中（断面图。其中（a）图下部为水文物探中一种模）图下部为水文物探中一种模拟古河道中含水透镜体的常见的地电模型，上拟古河道中含水透镜体的常见的地电模型，上部为经过滤波处理后的部为经过滤波处理后的比值参数面图，它比较比值参数面图，它比较简捷地反映了局部透镜体简捷地反映了局部透镜体(高阻体高阻体)的存在。的存在。 （b）图为隆起基岩中的低阻破碎带，图为隆起基岩中的低阻破碎带，比值参数不仅比值参数不仅反映出基底的起伏，还清楚地反映出低阻破碎反映出基底的起伏，还清楚地反映出低阻破碎带的存在。带的存在。 图2.1.54 高密度电阻率法数值模拟断面图 返回返回成都理工大学信息工程学院成都理工大学信息工程学院应用实例应用实例1 1