梁學(xué)聰

（廣西壯族自治區(qū)三〇五核地質(zhì)大隊(duì)，廣西 柳州 545005）

高密度電法測(cè)量系統(tǒng)是目前應(yīng)用比較廣泛的電阻率法測(cè)量方法，憑借其工作效率高、反映的地電信息量大、工作成本低、測(cè)量簡(jiǎn)便等突出優(yōu)勢(shì)，在尋找深部資源勘察中發(fā)揮著重要的作用[1]。該系統(tǒng)采用多路轉(zhuǎn)換器的形式代替人工跑極使野外數(shù)據(jù)采集效率得到了很大的提高，但是其實(shí)質(zhì)還是電阻率法，其工作原理還是常規(guī)電阻率法工作原理[2]。本文通過(guò)運(yùn)用高密度電法測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置參數(shù)的方式作常規(guī)聯(lián)合剖面法測(cè)量[3]與高密度電法測(cè)量系統(tǒng)施倫貝爾剖面裝置作對(duì)比，綜合分析了兩種方法的特點(diǎn)，結(jié)合兩種方法將更加有利于對(duì)異常的分析解釋。

1 兩種方法的特點(diǎn)

1.1 施倫貝爾剖面裝置特點(diǎn)

施倫貝爾剖面裝置其實(shí)是對(duì)稱四級(jí)剖面法，供電電極AB和測(cè)量電極MN對(duì)稱于MN中點(diǎn)O點(diǎn)即AO=OB。保持極距不變，延剖面線逐點(diǎn)測(cè)量的方法。根據(jù)場(chǎng)的疊加原理，其視電阻率ρsab與極距相同的聯(lián)合剖面法視電阻率ρsa與ρsb值的關(guān)系為

因此其曲線介于聯(lián)合剖面曲線之間，其曲線的異常幅度和分辨能力都不如聯(lián)合剖面法視電阻率曲線優(yōu)越。但它不需要笨重的無(wú)窮遠(yuǎn)極，比較輕便。

1.2 聯(lián)合剖面法特點(diǎn)

聯(lián)合剖面法是由兩組三極裝置聯(lián)合進(jìn)行探測(cè)的一種視電阻率測(cè)量方法，它同時(shí)利用視電阻率曲線形態(tài)和兩條視電阻率曲線的差異探測(cè)異常，具有對(duì)異常分辨力強(qiáng)，異常明顯的優(yōu)點(diǎn)，適合探測(cè)一切形狀和產(chǎn)狀的地質(zhì)構(gòu)造。但是它也具有需要布置無(wú)窮遠(yuǎn)極，每個(gè)測(cè)點(diǎn)需要測(cè)量?jī)商讛?shù)據(jù)，工作效率較低的缺點(diǎn)。它是尋找裂隙型地下水常用的、效果顯著的方法[4]。

2 兩種方法的跑極方式

本次使用的儀器是重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DUK-2A高密度電法儀器測(cè)量系統(tǒng)。

2.1 施倫貝爾剖面裝置

工作模式1，電極排列規(guī)律是（對(duì)于60道）：A，M，N，B（其中A，B是供電電極，M，N是測(cè)量電極），AM=NB，MN固定為一個(gè)點(diǎn)距，隨著間隔系數(shù)n由n（MAX）逐漸減小到n（MIN），AM和NB的距離隨間隔系數(shù)的遞減逐次由大到小變化，四個(gè)電極之間的間距也均勻收攏。其跑極方式為逆向斜測(cè)深，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換成剖面數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按間隔系數(shù)由大到小的順序存儲(chǔ)，結(jié)果為倒梯形區(qū)域。

2.2 運(yùn)用高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面法測(cè)量

本文使用的是DUK-2A高密度電法儀器測(cè)量系統(tǒng)工作模式2中的雙邊三級(jí)裝置作常規(guī)聯(lián)合剖面法測(cè)量。ρsa測(cè)量，供電電極B置于無(wú)窮遠(yuǎn)處，參與測(cè)線上的電極轉(zhuǎn)換的是A，M，N。電極轉(zhuǎn)換規(guī)律描述（對(duì)于60道）：

假如測(cè)量定位從1號(hào)電極開始，最大最小間隔系數(shù)n(MAX)，n(MIN)都設(shè)為10，則跑極方式為：

可見當(dāng)n(MAX)，n(MIN)均設(shè)為10時(shí)，相當(dāng)于常規(guī)聯(lián)合剖面的OB=52.5m，MN=5m，點(diǎn)距=5m?？梢姦裺a共有49個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量點(diǎn)距等于電極間距[3]。

ρsb測(cè)量，當(dāng)ρsa測(cè)量完成后，復(fù)位，然后將多路轉(zhuǎn)換器上的高密度電纜31～60#接頭與61～90#接頭互換位置插好，不改變其他接線和參數(shù)設(shè)置，按測(cè)量，則跑極方式與ρsa相同，只 是B由60#→11#，M由50#→2#，N由49#→1#。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 施倫貝爾剖面裝置

數(shù)據(jù)使用驕佳技術(shù)公司的Geogiga RImager高密度電法數(shù)據(jù)處理與解釋軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行：預(yù)處理（比如：濾波)、地形改正、反演層析成像、顯示斷面圖。

3.2 運(yùn)用高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面法測(cè)量

首先采用Excel表格對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重排，即將ρa(bǔ)和ρbss不重合部分刪除，然后將ρsb數(shù)據(jù)倒序并列于ρsa數(shù)據(jù)，之后用Grapher軟件進(jìn)行成圖輸出。

4 應(yīng)用實(shí)例對(duì)比

圖1、圖2為廣西巖溶地區(qū)某尋找深部資源實(shí)測(cè)的施倫貝爾剖面圖和運(yùn)用高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面法剖面圖。該地區(qū)地層巖性為覆蓋層是第四系粘土，基巖為石灰?guī)r。

圖1 施倫貝爾剖面圖

施倫貝爾剖面裝置選用工作模式1，文件設(shè)置：極距5m，有效電極總數(shù)60，最小隔離系數(shù)1，最大隔離系數(shù)18，收斂標(biāo)志1。

作常規(guī)聯(lián)合剖面測(cè)量時(shí)，選用工作模式2，雙邊三級(jí)裝置，極距5m，有效電極總數(shù)60，隔離系數(shù)分別選10（ 即OB=52.5，MN=5m， 點(diǎn) 距=5m）和14（OB=72.5，MN=5m，點(diǎn)距=5m）。

圖2 高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面測(cè)量剖面圖

圖1顯示施倫貝爾剖面圖原始圖件在測(cè)線112.5m～122.5m，160m～180m處，視電阻率呈條帶狀“U”字形低值異常往深部延伸；施倫貝爾剖面圖反演圖件整條測(cè)線在深度55m～80m之間均由閉合低阻反映。綜合分析，在測(cè)線112.5m～122.5m，160m～180m處存在深部低阻異常。

圖2顯示聯(lián)合剖面測(cè)量剖面圖在隔離系數(shù)為10即OB=52.5m時(shí)，ρsa和ρsb曲線在測(cè)線176m～195m處接近貼合，在測(cè)線193m處正交，之后ρsa和ρsb曲線分開，在測(cè)線193m處形成低阻正交點(diǎn)異常；而隔離系數(shù)為14即OB=72.5m時(shí)，ρsa和ρsb曲線在測(cè)線178m處正交，在測(cè)線178m～195m處兩條曲線接近貼合，在測(cè)線195m之后ρsa和ρsb曲線分開，在測(cè)線178m處形成低阻正交點(diǎn)異常。綜合分析高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面異常形態(tài)，在測(cè)線178m～195m處深部存在低阻異常。

綜合對(duì)比施倫貝爾剖面圖和高密度電法測(cè)量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面測(cè)量剖面圖，在測(cè)線176m～180m均存在低值異常，兩種方法測(cè)量結(jié)果較吻合。決定在測(cè)線179m處進(jìn)行鉆井。

經(jīng)在測(cè)線179m處鉆井驗(yàn)證，第四系土層厚度6.6m，下部巖層為灰?guī)r，在深度26.6m～27.6m巖芯較破碎含少量巖溶裂隙水，在深度59m～60m見含水溶洞，為主要含水層，經(jīng)過(guò)抽水試驗(yàn)，鉆井的流量為100m3/h。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，對(duì)比用高密度電法系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面和施倫貝爾裝置剖面在尋找深部資源的應(yīng)用，用高密度電法系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面可行，其異常分辨率較施倫貝爾裝置剖面高，測(cè)量深度較施倫貝爾裝置剖面深，ρsa和ρsb曲線清晰明了，易于解釋。施倫貝爾裝置剖面效率較高，同時(shí)間采集數(shù)據(jù)多，異常顯示也明顯。在實(shí)踐中兩種方法相互印證，結(jié)合施倫貝爾裝置剖面效率較高的特點(diǎn)可以進(jìn)行初步判斷，在利用聯(lián)合剖面分辨率高的特點(diǎn)對(duì)施倫貝爾剖面過(guò)濾篩選，從物探角度，結(jié)合兩種方法將更加有利于對(duì)異常的分析解釋，從而提高尋找深部資源成功率。