工程物探中电测深法原理与解释应用

摘 要：本次论文主要参与用面波法进行地基检测和用电测深法（主要是对称四极剖面法） 寻找隐伏构造的整个技术活动,以下重点介绍了电测深法原理、曲线特征与应用解释的内容.

关 键 词 ：电测深法；电剖面法；电阻率

中图分类号：O348.2

1.电测深法

电剖面法是保持极距固定,沿剖面逐点移动来观测视电阻率的横向变化.而电测深法是在地表某点令测量电极不动,按规定不断加大供电极距,从而研究地表某点下方电性的垂向变化.由于供电极距加大,增大了供电电流在地下的分布范围,实际上相当于加大了勘探深度.因此通过分析电测深视电阻曲线可了解测点下沿垂向地质情况的变化.综合各条测线的测量结果,通过定性和定量解释,便可获得每条测线下方地电断面的结构与分布.对比分析不同测线地电断面的异常变化规律,便可以了解地下地质情况的变化.因此,在电测深法中,正确的工作布置和解释可以获得比电剖面法更为丰富和准确的地质信息.长期以来,不论在地下水资源调查和工程环境勘察等方面,还是在地质填图和矿产普查中,电测深法都得到了广泛的应用,并获得了大量的资料和丰富的地质成果.

2.电测深曲线的类型及其特征

2.1电测深电极装置及结果

在电测深法的实际工作中,我们通常采用对称四极装置.见图1.即供电电极小和测量电极MN均对称于测点布设,每改变一次供电极距,便可按下式计算该极距的视电阻率,即：ρs等于KΔUMN/IK等于πAMAN/MN 式中 K为电极装置系数.这样,每一测点的测量

结果便可绘出一条电测深曲线.考虑到电测深的极距变化范围较大的特点,通常我们将该曲线绘在模数为6.25cm 的双对数坐标纸上,纵坐标表示视电阻率ρs,横坐标表示极距AB/2 如图1.显然,该曲线反映了某一测点不同深度电性的变化情况.

在电法勘探中,我们通常把按电性不同所划分的地质断面称为地电断面.一般在研究和分析电测深曲线类型及其变化规律的基础上,结合地质资料便可初步了解地电断面的结构及其分布状况.一般认为电测深法有利于解决具有电性差异、但产状近于水平的地质问题.但从大量实践结果来看,对于许多非水平产状的地质问题如断层、溶洞等,进行电测深工作后,也都在不同程度上获得了一定的地质效果.和电剖面法一样,电测深法也可以根据地质任务和施工条件的不同而采用不同的电极装置类型,不同的电极装置具有不同的勘探能力.在水文工程及环境地质调查中,除广泛采用对称四极测深外,还经常采用三极测深、环形测深及五极纵轴测深等.

2.2 地电断面及曲线类型

电测深曲线类型取决于地电断面中电性层的数目及其分布,此处,我们只讨论水平层状地电断面及其所构成的电测深曲线类型1）二层曲线.二层结构的地电断面是指：第一层的厚度h1,电阻率ρ1；第二层的电阻率ρ2,其厚度较大,以致可以视为无限大.显然,二层地电断面按其电性关系可以分成两种曲线类型：一种是μ12等于ρ2/ρ1>1 的情况,我们称为 G 型曲线；另一种是 μ12等于ρ2/ρ1<1 的情况,我们称为D型曲线.在G型曲线中,有一种经常遇到的特殊情况,即为ρ2→∞时,电测深曲线尾枝出现与横轴成45°上升的渐近线.2） 三层曲线.三层地电断面共有五个参数,按电性层的组合关系可以分成四种曲

线类型.H 型：ρ1>ρ2<ρ3；A型： ρ1<ρ2<ρ3；K型：ρ1<ρ2>ρ3；Q 型：ρ1>ρ2>ρ3.

3.电测深的资料解释

3.1 电阻率参数.测区电性参数的研究是电测深资料解释的基础,应贯穿于电测深工作的始终,准确而客观的参数资料会给测深资料的解释带来很大方便.电参数测定既可在野外岩石露头上进行小极距的原位测试,也可在空内进行标本测定.当测区内有已知钻孔资料时,最好进行孔旁测深.由于电阻率的真实性直接影响着电测深曲线解释的准确程度,因此,当获得更可靠的电性资料后,一般应对测深曲线进行重复解释.

3.2 电测深资料的定性解释.电测深资料的定性解释是获得测区内地质一地电结构的重要阶段,它可以提供区内电性层的分布、地电断面和地质断面的关系以及测区地质构造的初步概念.电测深曲线的定性解释主要是根据反映测区电性变化的各种定性图件来进行的.1） 电测深曲线类型图.电测深曲线类型图一般是在相应比例尺的平面图或yl面图上标出测点的位置,然后在测点旁用小比例尺绘出该点的电测深曲线或标出该点曲线类型的符号.2）等视电阻率断面图.等视电阻率断面图（ρs 等值线断面图）是电测深定性解释图件中最重要的一种,其绘制方法,首先在相应比例尺的实际地形剖面上标出测点的位置,然后在测点下方按对数比例尺或算术比例尺点出相应的电极距,并在这些电极距旁标上所测电阻率值,最后按一定的电阻率间隔勾绘ρs 等值线.从这种图上可以看出基岩起伏、构造变化以及不同深度电性层沿测线方向的变化.3） 视电阻率剖面图和平面等值线图.电测深法在测区内的每一个测点上都进行了多种极距的视电阻率测量,如果就其中的一条测线来说,我们也可以把上述资料看成是多极距的电剖面法测量结果.因此,根据解释的需要,我们也可以把某些极距的测量结果整理成视电阻率剖面图或平面等值线图.显然,由测深资料所绘制的上述图件应当与相同极距的对称四极剖面法的测量结果相同,或者说它就是复合四极剖面图或平面图.所以,就这一点来说,电测深法较电剖面法提供了更为丰富的关于地层结构的实际资料.

3.3电测深曲线的定量解释

对电测深资料经过上述定性分析之后,关于区内地层结构及其与曲线类型的关系已有了初步了解.在此基础上,如果同时取得了中间层参数Pa 的话,便可开始对测深曲线进行定量解释.定量解释的主要目的是确定区内各电性层的埋深、厚度及共电阻率.显然,对于水平层状地电断面且电性层数目有限的情况,定量解释才可能取得比较满意的结果.在地电结构复杂且曲线受到严重畸变的地区,一般只作定性解释,定量解释的结果只有参考意义.当对各条剖面的电测深曲线进行定量解释后,便可绘出相应的地电断面图,如果对地电断面图中各电性层能够赋予相应的地质内容,那么,便可进而获得推断的地质剖面图.对比分析各条剖面图的变化,便可得到整个工区地层的分布及构造的特征.

4.结束语

电测深的资料解释一般包括定性解释和定量解释两个阶段,定性解释可以给出测区内电性层的分布及其与地质构造的关系；定量解释则可获得电性层的埋深及厚度.二者的正确运用和紧密结合方能作出符合客观实际的地质结论.

[参考文献]

[1] 杨仲候,王兴泰等编著.工程与环境物探.地质出版社,1993.