高密度電法勘探資料處理與解釋

【摘 要】本文簡(jiǎn)要的敘述了電法勘探的野外采集方法，并進(jìn)行電法勘探。同時(shí)對(duì)從野外采集到的電法資料進(jìn)行室內(nèi)資料解釋，判定了此地的高阻異常是由于斷層還是高阻體所致。其中主要包括：聯(lián)合剖面法、電測(cè)深法、高密度法和反演技術(shù)；重點(diǎn)討論了高密度數(shù)據(jù)處理的影響，通過(guò)分析各種平面圖，推斷此處的高阻異常存在因素。

【關(guān)鍵詞】電法勘探 高密度 高阻異常 反演

高密度電法是基于靜電場(chǎng)理論， 以地下被探測(cè)目標(biāo)體與周圍介質(zhì)之間的電性差異為前提進(jìn)行的。實(shí)際上， 它是集電測(cè)深法和電剖面法于一體的直流電法勘探方法。該法采用陣列方式測(cè)量獲得大量高精度數(shù)據(jù)， 再用二維反演方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 并配以計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖像重建， 所得到的層析圖像具有分辨率高、信息量大和易于解釋推斷等特點(diǎn)， 使異常分辨率比常規(guī)的直流電阻率法有了明顯提高。

本次評(píng)價(jià)的工程場(chǎng)地在地貌上屬于溶蝕洼地地貌，太平洋斷裂向東南方向延伸有可能通過(guò)此地區(qū)。此斷裂走向北西，傾向北東。斷裂主要發(fā)育于三疊系灰?guī)r中，斷 裂通過(guò)處負(fù)地形地貌較發(fā)育?？傮w來(lái)看斷裂主要為早第四紀(jì)斷裂。

1 地區(qū)地質(zhì)物理概況

本次物探工作區(qū)的基巖灰?guī)r具有比較高的電阻率，完整巖石的電阻率一般為1000Ω·m以上。如果有斷裂活動(dòng)形成破碎帶，由于斷裂破碎帶的孔隙度和含水性增加，使得電阻率減小，將產(chǎn)生低阻異常，通過(guò)橫切斷裂布置測(cè)線，可以測(cè)出斷裂的低阻異常，從而確定斷裂穿過(guò)近地表的位置，并粗略判定破碎帶寬度。覆蓋土層與基巖也有明顯的電阻率差異，本次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，覆蓋土層的電阻率約為50～150Ω·m，與基巖電阻率有明顯差異，因此，用電阻率法也可以探測(cè)基巖起伏情況。

2 測(cè)線布置

本次物探工作布置了2條測(cè)線，分別編號(hào)為1線（1P）和2線（2P）。測(cè)線方位大致垂直于可能通過(guò)工作區(qū)的斷裂走向布置，方位均為67°。其中，1P大致沿工作區(qū)的西北邊界布置，2P大致沿工作區(qū)的東南邊界布置，兩條測(cè)線的間距約為190m。兩條測(cè)線的西南端點(diǎn)（0 m）均位于工作區(qū)西南邊的公路上，測(cè)線10 m處為工作區(qū)的西南邊界，測(cè)線向東北方向延伸，大約360m處為工作區(qū)的東北邊界。兩條測(cè)線長(zhǎng)度均為500m，兩條測(cè)線總長(zhǎng)度1000m。

3 高密度電阻率法測(cè)量

根據(jù)勘查要求，本次高密度電阻率法采用聯(lián)合三極裝置，即在一條測(cè)線上同時(shí)做A-MN和B-MN測(cè)深排列。本次測(cè)量工作相鄰電極間距為10m，以10m點(diǎn)距進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量層數(shù)為8層，對(duì)應(yīng)供電極距AO為15～85m，測(cè)量極距MN為10m。本次測(cè)量無(wú)窮遠(yuǎn)極都布置在垂直于測(cè)線大約450m以遠(yuǎn)。

本次工作完成高密度電阻率法測(cè)線2條，總長(zhǎng)1000m，三極裝置測(cè)點(diǎn)324個(gè)，另外進(jìn)行系統(tǒng)檢查觀測(cè)點(diǎn)18個(gè)。

4 資料處理

對(duì)得到的數(shù)據(jù)，先刪除突變點(diǎn)，再用grapher軟件繪出聯(lián)合剖面圖和曲線類型圖，用surfer軟件繪出斷面等值線圖，用RES2DINV軟件繪制出二維反演圖，通過(guò)繪制的圖件，從而推斷出該地的地形特征，最后用CAD繪制出地質(zhì)推斷圖。

如圖1是1線聯(lián)剖曲線圖，在圖中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的正交點(diǎn)，曲線較為平緩，但在460m處，出現(xiàn)了低阻異常，因ρ 的曲線范圍是 5m～405m，所以還末能解釋此處低阻是由于覆蓋層厚度所導(dǎo)致還是由于斷層的影響。AO=55m時(shí)，ρ 和ρ 的電阻率值普遍大于AO=35m時(shí)的電阻率值。說(shuō)明此地下部為高阻體，而且越往下電阻越大。

圖1 1線聯(lián)剖曲線圖

用grapher軟件繪出AO=15m～85m時(shí)，1線（圖2）的電阻率曲線類型圖，發(fā)現(xiàn)其曲線較為平緩，測(cè)點(diǎn)的尾支大部分出現(xiàn)一與橫軸夾角為45°的漸近線，再次說(shuō)明愈往深處，電阻率愈加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

圖2 1線電阻率曲線類型圖

為了推斷出地下的分層深度，用grapher軟件分別繪制了245m，305m和385m的單支曲線，如（圖3）所示：

圖3 1線單支曲線類型圖

從圖中我們可以看出，隨著深度AO的逐漸增加，電阻率ρs的值也呈逐步上升趨勢(shì)，說(shuō)明此處深處存在明顯的高阻特征。我們可以運(yùn)用推斷巖層厚度的方法，判斷1線的地下覆蓋層厚度，如圖5-3，在245m處，覆蓋層厚度大致為13m，305m處厚度大致為11m，385m處厚度大致為12m，由此可以大致判斷出此地的覆蓋層厚度為10m～42m。并可根據(jù)以下的等值線圖和反演圖推斷出地下的分層情況。

通過(guò)使用surfer軟件，我們繪制出了1線的視電阻率斷面等值線圖（圖4）。

圖4 1線視電阻率斷面等值線圖

由視電阻率等值線圖可以看出：1線的第50m，100m，150m和240m處存在明顯的高阻體。

下面我們用2維反演軟件進(jìn)行反演，如（圖5）（圖6）所示：

圖5 1線AMN反演成果圖

圖6 1線MNB 反演成果圖

從圖中可清晰地看出高阻體的所在位置和區(qū)域范圍，結(jié)合以上幾個(gè)圖件，我們可大致推斷出地層界面。從A-MN的等值線圖和反演成果圖我們可看出，460m處的低阻異常是由于近地表局部低阻體引起，而非斷裂所致。

通過(guò)以上的圖件，大致推斷出了此地地下的地層分層情況，如（圖7）所示：

圖7 1線地質(zhì)推斷圖

用以上同樣的方式分別繪制出2線的聯(lián)剖曲線圖、電阻率曲線類型圖、單支曲線類型圖、視電阻率斷面等值線圖和反演成果圖，也可以推斷出其地層分層情況。在2線聯(lián)剖曲線圖中，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的正交點(diǎn)，但大致在450m處，也出現(xiàn)了與1線460m處的低阻點(diǎn)異常點(diǎn)，但1線的資料已證實(shí)此處是覆蓋層厚度引起，因而此處低阻異常我們也可基本判斷其為低阻體所致。

6 結(jié)語(yǔ)

總體上說(shuō)，對(duì)于這次某地區(qū)的評(píng)價(jià)，聯(lián)剖曲線上沒(méi)有明顯的正交點(diǎn)，曲線類型圖也比較平緩，這些都說(shuō)明這里沒(méi)有斷裂的存在。通過(guò)單支曲線可以得到巖層的大致厚度，最后根據(jù)巖層厚度與等值線圖和反演圖，推斷出其地層分層情況。

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作者簡(jiǎn)介：羅春蔚（1988—）女，漢族，廣西桂林人，本科，助理工程師，畢業(yè)于桂林理工大學(xué)，現(xiàn)就職于廣西壯族自治區(qū)二七一地質(zhì)隊(duì)，研究方向：物探。