探究地球物理勘探中高密度电法的重要性.docx

    探究地球物理勘探中高密度电法的重要性    摘要：高密度电法技术成熟，数据采集自动化程度高，数据处理软件完善，已被广泛应用于各大网站的地质调查基于地球物理特征，分析了采用高密度电法的必要性和可行性然后介绍了高密度电法的工作方法和数据处理步骤其中的不足之处，希望同行多加指正关键词：地球物理；高密度电法1超高密度电法原理及仪器系统简介1.1超高密度电法勘探原理超高密度直流探测方法与以往电法工作原理相同（图1），主要是依靠人工直流电场作用下表面电场分布和地下岩石电阻率分布的基本原理，依据直流法进行探索，具有以下特点：超高密度电法突破了以往电法勘探中使用的数据采集装置的局限性，采用任意四极杆的数据采集方法，不受自由度的限制因此，超高密度方法能够获得数十倍的传统数据数据例如，在64个电极的排列中，传统的电法勘探方法的数据采集方法以往只能使用1000多个数据，而超高密度电法可以采集6万多个数据如此大量的数据大大提高了反演结果的准确性和可靠性1.2超高密度电法勘探系统的主要用途1）对桥梁，隧道等大型工程进行详细调查，用于现场地质构造，地层结构和不良地质现象的物探;2）在公路和铁路路基施工过程中，路基下岩溶，空洞的质量检测;3）检测金属矿山隧道隧道及两隧道周边矿藏的分布情况;4）采空区，岩溶，掩体，坟墓等地下开挖;5）用于采空区和大坝灌浆效果的质量检测。

2高密度电法电极排列的发展2.1高密度电阻率法测量方式高密度电法开始时，仅有α，β，γ三种安排形式现在已经发展到十几个了但仔细研究后可以看出，所有的排列都是由对称四极，偶极-偶极，单极-偶极，单极-单极发展而来的所谓的滚动安排，则是在电极排列方面基本相同，主要是仿形滚动界面的排列2.2深度问题电阻率法的检测深度随着供电电极AB的距离的增加而增加当隔离系数n逐一增大时，AB电极距离也逐渐增大，深层地下介质的反射能力也逐渐增大传统的电阻率法大都采用AB/2作为数据处理的深度为此，我国部分单位处理高密度电法资料，用软件解释视电阻率剖面，未进行反演处理依据经验总结在高密度电法中，由于极距小，地电信息丰富，人为解释的方法往往会引起误解2.3图形方法高密度电阻率剖面一般由准剖面等值线图，彩色图或灰度表示由于它代表了地电断面各测点的视电阻率的相对变化，因此地图显示了地电结构，具有更直观的特点2.4数据处理数据平滑是数据处理常用的方法之一原则上，它适用于测量各种电极的排列然而，考虑到偶极子排列异常与地电体之间更复杂的对应关系，要求四极杆测量是平滑的平滑处理通常使用坏点去除和滑动平均3高密度电法的应用效果高密度电法结合剖面法和电探测法的效果，具有点距小，数据采集密度大的优点，可以直接反映岩溶基本地质状况和岩溶异常体的基本形态。

高密度电法测得的二维地电剖面能够更直接地反映基岩边界，基岩结构和岩溶发育带来的截面电性变化3.1应用高密度电法圈定非可溶岩区岩溶地球物理勘探工作的主要任务之一是将不溶岩带与溶岩带之间的地质界线划分为基岩隐蔽带根据原始地质资料，认为在第四条地球物理勘探线上，以1000砾石为界，大桩位第四系底部为下二叠统小江边组碳质页岩（P1X）第四系下伏基岩的岩溶区和小段为下二叠统狮子群（P1S）石灰岩中的可溶性岩石二叠系小江Formation组（P1X）低阻碳质页岩是该区唯一的不溶性基岩，因此其分布可以定义为不溶性岩石图2地球物理勘探4号线680?980段高密度电法法纳器件横截面图，使用的基本极距为5m，60个电极图中800海峡至大四号海底基岩的电位非常低，这反映了碳质页岩的低电阻率因此，不溶性基岩的确切界线应该转移到200?800g的小桩上图3中的视电阻率曲线表明，在下二叠统小江边组中，钻孔的钻屑大于1000，进入低阻碳质页岩，其中ρbs值迅速下降，反映了高阻石灰岩和1000站位置低阻碳质页岩边界900次电阻率相对较低，推测是由断层构造内部的岩溶发育或石灰岩造成的因此，在异常位置设置ZK1验证钻孔钻探结果：第四纪为0-12.5米，最后一段为12.5-60米，最终为下二叠统石灰岩灰岩，无断层或岩溶。

地质调查资料显示，下二叠统小江边组底部基岩为碳质页岩因此，成岩曲线反映了可溶性岩石与非可溶性岩石的边界是准确的为了解900桩号处低阻异常的性质,在高密度电法的680?1050站段的3条线路中在860-880中，有一条较低电阻率异常带反映了基岩的高阻层综合高密度电法和测量结果的联合解剖结果：石炭系黄龙组灰岩石第四系下伏基岩南侧860站;860?1000系石灰岩，由于长期与断层接触，断面下部低阻异常范围变大，表明石灰岩岩溶发育于下部二叠系占有相应位置;岩溶地质调查中的高密度电法73低电地区是碳质页岩860桩布置ZK5验证孔，钻孔结果：填方岩溶10.6?20m;20?22.3m石炭系黄龙组灰岩;断层角砾岩22.3?31.2m，动态曲线和高密度电截面反映了地层电性质的变化钻孔中的裂缝和岩溶应该是由于地层异常深度的浅层估计和深部岩溶发育造成的通过比较两种方法的结果，可以明显看出，高密度和大截面数据反映地下电异常垂直和水平分布的位置和形式更为准确结束语：高效率的高密度电法，成本相对较低，是一种有效的调查手段在调查之前，应该先了解场地，选择合理的方法或合理的工作方式，尽量减少干扰因素并辅助结合其他勘探方法和地质资料，综合勘探解释和多种解决方案，使勘探资料更加有效和可靠。

参考文献：[1]张刚.综合地球物理勘探技术在采空区位置探测的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2011(20).[2]刘长会,刘树才,闫赛,等.综合物探技术在浅埋煤层采空区勘查中的应用[J].工程地球物理学报,2011,08(1):51-54.[3]张淑婷.地球物理勘查技术在探测煤矿采空区中的应用[J].物探与化探,2012,36(s1):83-87.[4]王伟,蔺国华.综合物探方法在西部浅埋煤层采空探测中的应用[J].山东煤炭科技,2016(2):131-133.  -全文完-。