付東明

黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查研究總院

電阻率測(cè)深法野外工作中常見(jiàn)干擾及解決方法

付東明

黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查研究總院

文章主要敘述了電法勘探的基本原理和工作方法，并根據(jù)筆者自己多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)要說(shuō)明影響電法勘探效果的因素及具體解決辦法。

電法勘探；常見(jiàn)干擾

一、電法勘探的基本思想和方法

電法勘探是利用巖石具有導(dǎo)電性能的差異從而判斷地下礦體的存在的一種勘探方法。其工作方法主要是根據(jù)供電電流的性質(zhì)，將其分為直流電法和交流電法兩種。而直流電法勘探則主要有電阻率法、激發(fā)極化法等方法；交流電法則是利用天然的或人工產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)作為場(chǎng)源來(lái)研究交變電磁場(chǎng)的分布規(guī)律和時(shí)間的變化關(guān)系，并同時(shí)用來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題和尋找礦床。

二、野外常見(jiàn)干擾

電阻率法是觀測(cè)供電時(shí)在電極M和N之間產(chǎn)生的穩(wěn)定電位差。這種正常的信號(hào)傳到儀器后，一般來(lái)說(shuō)，觀測(cè)數(shù)值都是比較穩(wěn)定的。但由于各種干擾使數(shù)值的不穩(wěn)定性，將會(huì)進(jìn)一步影響電阻率法的觀測(cè)質(zhì)量。通常，這些干擾抓喲有以下3類(lèi)：不穩(wěn)定地電場(chǎng)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、變化的電極電位。

1不穩(wěn)定地電場(chǎng)

變化的地電場(chǎng)指的是大地電流、工業(yè)游散電流、隨時(shí)間變化的滲濾電場(chǎng)等，它們可能會(huì)引起測(cè)量數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，有時(shí)甚至無(wú)法進(jìn)行讀數(shù)。

大地電流場(chǎng)的強(qiáng)度一般都較小，具有一定的方向性，夏季強(qiáng)、冬季弱。在一天中，則是中午強(qiáng)、夜間弱，但其周期性較為復(fù)雜，是一種隨機(jī)干擾?？稍诖蟮仉娏鬏^弱的時(shí)間觀測(cè)。下面是游散電流的解決方法：在停電或者用電低峰時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)；加大供電電流，以提高信噪比；盡量使布極方向垂直于游散電流方向。隨著時(shí)間的變化，滲濾電場(chǎng)會(huì)由于降雨或因地面干燥而澆水，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生變化，我們稱(chēng)之為隨時(shí)間變化的滲濾電場(chǎng)。這種電場(chǎng)將會(huì)造成測(cè)量?jī)x器數(shù)據(jù)的緩慢變化。為了避免這種干擾，主要要注意一下兩個(gè)方面：一是下雨之后不要立即進(jìn)行觀測(cè)；二是澆水后應(yīng)過(guò)一段時(shí)間再進(jìn)行觀測(cè)。

2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是指當(dāng)測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)懸空隨風(fēng)搖動(dòng)切割地磁場(chǎng)或其周?chē)嬖谧兓拇艌?chǎng)時(shí)，在測(cè)量線(xiàn)路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，或者平行輸電線(xiàn)形成耦合干擾。因此，在測(cè)量過(guò)程中，我們應(yīng)注意：測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)盡量不要懸空，應(yīng)盡量垂直于輸電線(xiàn)，遠(yuǎn)離之后再平行鋪放。

3變化的電極電位

電極電位是由金屬電極與土壤接觸產(chǎn)生而成。土壤中含有的溶液性質(zhì)或濃度的改變都會(huì)造成電極電位的變化，最終導(dǎo)致極化電位差的變化。而如何克服這種電極電位的變化，則有以下幾種方法：采用不極化電極、清理電極附近的植物、防止風(fēng)吹動(dòng)時(shí)植物時(shí)與電極接觸、嚴(yán)防測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)漏電。

4.接地電阻的影響

供電電極的接地電阻的大小不僅會(huì)影響供電的電流強(qiáng)度，而且對(duì)漏電程度也有不同程度的影響。測(cè)量電極接地電阻的大小將會(huì)影響漏電電位差的大小。總之減少接地電阻是節(jié)省電源、提高工效、保證觀測(cè)精度的有效措施之一。

4.1 影響接地電阻的主要因素

我們?cè)谝巴馑２捎玫碾姌O是棒狀金屬電極，因此，如果電極處的土處于松動(dòng)狀態(tài)，接地電阻就會(huì)增大。為了減少接地電阻的影響，我們應(yīng)盡量使電極與周?chē)耐寥谰o密接觸。R隨著電極入土深度的增大以及電極與周?chē)寥澜佑|面積的增大而減小,但在電極入土深度大的時(shí)候，其置入、拔出都比較困難，過(guò)粗又會(huì)因?yàn)檫^(guò)于笨重而搬運(yùn)不便，因此筆者認(rèn)為電極一般可以使用4個(gè)直徑為30cm左右的鋁鏈做成，其入土深度最好在30cm～50cm的范圍內(nèi)，這樣效果要比銅棒好。

4.2 減少接地電阻的措施

減少接地電阻主要有以下幾種方法：加大電極與土壤接觸面積。使用表面積比較大的電極，從而加大電極入土深度，并除去電極表面附著的鐵銹，從而使電極在打入地下后可以將其周?chē)耐翂壕o；減少電極附近介質(zhì)的電阻率。①在規(guī)范允許的情況下，將電極布置在潮濕的地方。②在電極附近澆水。根據(jù)點(diǎn)電源的電場(chǎng)分布，我們可以發(fā)現(xiàn)，在電極附近的電位降低較快,可見(jiàn)接地電阻主要表現(xiàn)在靠近電極附近的介質(zhì)中，因此在電極附近澆水則可達(dá)到減少接地電阻的目的。切記不要將電極布置在電阻率大的砂子、石子附近。③供電時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)增大接地電阻，因此我們要盡量減少供電時(shí)間。

5.漏電的影響

在野外，特別是在雨后潮濕的環(huán)境中進(jìn)行觀測(cè)，可能會(huì)發(fā)生漏電現(xiàn)象，而且電線(xiàn)老化時(shí)有可能漏電。漏電多數(shù)可能發(fā)生在供電線(xiàn)路、測(cè)量線(xiàn)路和儀器等部位。漏電部位和漏電程度不同，對(duì)觀測(cè)結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生不同的影響。當(dāng)漏電部位位于供電線(xiàn)路和測(cè)量線(xiàn)路的時(shí)候，電測(cè)深曲線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重畸變，具體表現(xiàn)為：在某一個(gè)供電極距測(cè)量時(shí)電阻率很大或者很低時(shí)，電測(cè)深曲線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)。如果排除高阻或低阻巖體的影響，這種情況就有可能是漏電造成的。

5.1 供電線(xiàn)路漏電。由于漏電點(diǎn)的存在，這就相當(dāng)于在測(cè)量電場(chǎng)內(nèi)又多了1個(gè)點(diǎn)電源，就會(huì)影響數(shù)據(jù)結(jié)果，使其隨兩極接地電阻的增大而增大，在實(shí)際工作中應(yīng)盡量減少電極A和電極B的接地電阻。

測(cè)量線(xiàn)路漏電。漏電位置越靠近測(cè)量電極，其產(chǎn)生的影響也就越大。這是因?yàn)镕點(diǎn)靠近測(cè)量電極時(shí)，相當(dāng)于在測(cè)量電極附近增加了1個(gè)附加電極，而該電極產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)電極M和N的電位影響較大。因此在大極距工作時(shí)應(yīng)特別注意供電線(xiàn)路漏電問(wèn)題。

5.2 預(yù)防和消除漏電的方法

保持導(dǎo)線(xiàn)的干燥、清潔，防止線(xiàn)路老化，在發(fā)現(xiàn)漏電處時(shí)應(yīng)及時(shí)用絕緣膠布包好；導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)濕地、水田、河溝時(shí)要架空；盡量減少供電電極的接地電阻。

在野外觀測(cè)中，應(yīng)經(jīng)常按規(guī)范要求進(jìn)行漏電檢查，特別是電測(cè)深曲線(xiàn)上出現(xiàn)畸變時(shí)一定要進(jìn)行漏電檢查。

5.3 儀器漏電

觀測(cè)儀器在長(zhǎng)久使用后，或密封被破壞的情況下，或在天氣較為潮濕時(shí)，會(huì)使得儀器內(nèi)供電或測(cè)量回路發(fā)生漏電而造成較大的測(cè)量誤差。有時(shí)，儀器表面掉漆沾地也會(huì)引起讀數(shù)不穩(wěn)現(xiàn)象，這也可能是儀器本身漏電的原因。

野外工作中出現(xiàn)的各種問(wèn)題都會(huì)影響到測(cè)量精度和找礦效果，而有些因素則是完全可以避免的，比如說(shuō)漏電等，因此我們?cè)诠ぷ鲿r(shí)一定要盡量排除干擾從而獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

[1]劉福臣等.聯(lián)合剖面法探測(cè)泰山群變質(zhì)巖地下水[J].灌溉與排水學(xué)報(bào),2007

[2]劉福臣水資源勘察技術(shù)與方法[R].日照:山東水利職業(yè)學(xué)院,2003.

[3]傅良魁.電法勘探教程[M].北京:地質(zhì)出版社,1993.

[4]林宗元.巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)手冊(cè)[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1994.

付東明（1982-），男，漢族，畢業(yè)于長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院。