對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距的有效探測(cè)深度改算模型

秦飛，趙明亮，李慶華，陶琳

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對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距的有效探測(cè)深度改算模型

秦飛1，2，趙明亮1，李慶華1，陶琳1

（1. 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇三地質(zhì)隊(duì)，四川 峨眉 614200；2. 成都理工大學(xué)，成都 610059）

在學(xué)習(xí)總結(jié)前人對(duì)常規(guī)電法對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距有效探測(cè)深度研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，得出同一測(cè)區(qū)，隨著AB/2距不斷增加其探測(cè)有效深度的變化規(guī)律曲線為一條“類似反正切函數(shù)曲線，曲線函數(shù)式為：H=K·arctg(（AB/2）/N)；當(dāng) AB/2逐漸增加，初始段是近似正比增加，隨后有效探測(cè)深度增加越來越小，最后段增加值趨于0。根據(jù)以上理論建立了對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距的有效探測(cè)深度深度改算模型圖，并在模型圖上劃分出了有效區(qū)、過渡區(qū)、無效區(qū)，該模型圖對(duì)實(shí)際工作有較好的指導(dǎo)作用。

電法勘探；四級(jí)測(cè)深；AB/2距；深度改算模型

電阻率法的有效探測(cè)深度的影響因素較多，主要取決于以下四個(gè)方面：一是被探測(cè)地質(zhì)體本身的因素，如大小、形狀、埋深及與圍巖的電阻率差別；二是供電電極距（AB/2）的大??；三是觀測(cè)精度；四是地形和不均勻體的干擾。常規(guī)電法到底能測(cè)多深，這一問題一直困惑著眾多的地球物理工作者，不少學(xué)者對(duì)這一問題進(jìn)行了較多的研究，也取得了一定的進(jìn)展。關(guān)于供電AB/2電極距與有效探測(cè)深度關(guān)系的問題，在理論上伸縮性很大，很難定出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但在小區(qū)域內(nèi)，總會(huì)有一定的規(guī)律性，摸索認(rèn)清出它們之間的規(guī)律，對(duì)于指導(dǎo)我們的實(shí)際工作具有較大的意義。

Schlumberger(1932)提出了不同情況下對(duì)稱四極測(cè)深供電AB/2距與勘探深度的關(guān)系，認(rèn)為一般情況AB/2距等于深度，有覆蓋層（兩層）的情況下AB/4距等于深度，復(fù)雜的水平多層情況下AB/8距等于深度。趙和云、錢家棟等人在1982年對(duì)電阻率法中勘探深度和探測(cè)范圍的理論討論和計(jì)算時(shí)指出，在均勻介質(zhì)、四極對(duì)稱裝置最大深度可達(dá)極距AB的1.5倍。河南省地礦廳第一地質(zhì)調(diào)查隊(duì)李治時(shí)等人開展激電對(duì)稱四極測(cè)深方法確定黃土覆蓋層下砂巖中的富水深度，其深度是用AB/2乘以校正系數(shù)K（工區(qū)AB/2最大極距250米，K值是1.27），工程驗(yàn)證精度均較高。內(nèi)蒙古自治區(qū)哲里木盟水利處的魏盎等人根據(jù)多個(gè)鉆孔工程驗(yàn)證（202個(gè)鉆孔）總結(jié)出AB／2與勘探度度關(guān)系，認(rèn)為按1～0.33的分段改正系數(shù)進(jìn)行改正其效果較好。黑龍江省肇州縣水務(wù)局的麗紅等人經(jīng)過3年上千個(gè)點(diǎn)的測(cè)量證實(shí)，以AB／2為測(cè)量深度，當(dāng)AB/2距小于200m時(shí)，工程驗(yàn)證誤差較小。山東省水利科學(xué)研究院劉春華等人在基巖地區(qū)找水工作中，歷時(shí)30余年，對(duì)AB/2距代表的深度進(jìn)行了總結(jié)，用電阻率找水基巖地區(qū)AB/2分段深度修正系數(shù)是1～0.5（AB/2距在500m以內(nèi)）。

1 AB/2距的有效探測(cè)深度確定的幾個(gè)實(shí)例

例1：2003年，我隊(duì)在四川會(huì)東淌塘銅礦，采用（雙頻激電）測(cè)深，在地形線下直接作圖法形成的原始圖上，根據(jù)異常頂部標(biāo)高推出見礦深度200m，工程驗(yàn)證220m見厚大的隱伏礦，誤差20m。

例2：2005年，我隊(duì)在會(huì)東鐵柳鉛鋅礦，采用（雙頻激電）對(duì)稱四極測(cè)深，在地形線下直接用AB/2距為深度作圖，高極化異常區(qū)推測(cè)為極化體的頂部埋深206m，后經(jīng)工程驗(yàn)證見礦，誤差1m。

例3：2008年，我們?cè)诎吞料娜y鉛鋅礦區(qū)開展激電對(duì)稱四極測(cè)深，實(shí)達(dá)深度用K *AB/2，K值的確定，用已知勘探線（數(shù)個(gè)鉆孔工程控制）上方法試驗(yàn)，用實(shí)測(cè)AB/2距作圖與已知對(duì)比，不斷的修改擬合而得出分段改正的K值系數(shù)，其結(jié)果如下：

①當(dāng)AB/2距≤50m時(shí)，K=1；②當(dāng)AB/2距 51～100m時(shí)，K=0.93；③當(dāng)AB/2距 101～150m時(shí)，K=0.88；④當(dāng)AB/2距 151～200m時(shí)，K=0.8；⑤當(dāng)AB/2距 201～250m時(shí)，K=0.7；⑥當(dāng)AB/2距 251～300m時(shí)，K=0.6。用上述方法作分段改正，在礦區(qū)外圍推測(cè)的極化體，經(jīng)工程驗(yàn)總體誤差較小。

例4：四川神白玉有熱礦區(qū)在39線開展雙頻激電測(cè)量，用AB/2距作圖，激電異常頂部埋深為400m，結(jié)合地質(zhì)進(jìn)行鉆孔工程驗(yàn)證，在異常體順延深度至550米處鉆孔揭露見金屬硫化礦。

2 AB/2距的有效探測(cè)深度變化規(guī)律認(rèn)識(shí)

從上述文獻(xiàn)成果并結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為AB/2距在不同地質(zhì)條件下實(shí)際探測(cè)深度也有較大差異。在同一條件下，AB/2距的有效探測(cè)深度的變化規(guī)律是一條“類似反正切函數(shù)曲線”（即曲線為：H=K·arctg(（AB/2）/N)，其變化規(guī)律如下：

1）AB/2距較小段，即10～100m段，AB/2距與實(shí)際深度基本相同。

2）AB/2距100～300m段，AB/2距比實(shí)際探測(cè)的有效深度要逐漸偏小； AB/2距的從100增加到300m這段，大部分情況近似等比增加。

3)AB/2距300～500m段，增加AB/2距對(duì)應(yīng)增加的有效探測(cè)深度很小。

4)AB/2距大于500m后，隨著AB/2距的增加有效探測(cè)深度增加的更小，且數(shù)據(jù)質(zhì)量較差。

5)無論測(cè)區(qū)地電情況多好或多壞，當(dāng)AB/2距增大到一定程度后（大約是300～800m后不同地質(zhì)條件深度不同），難以采集到有效數(shù)據(jù)。

3 AB/2距的有效探測(cè)深度改算驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⑴c使用

依據(jù)總結(jié)認(rèn)識(shí)規(guī)律性，依據(jù)Y=K·arctan（x/N）函數(shù)曲線，取不同的K、N值可得出不同形態(tài)的反函數(shù)曲線來。實(shí)際情況的是多種，概略地將野外不同測(cè)區(qū)的情況大致劃分為9種，從而繪制出9條對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距有效探測(cè)深度改正曲線。其中：

曲線H1=80×arctg（（AB/2)/100)，代表探測(cè)深度特淺測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H2=100×arctg(（AB/2)/120)，代表探測(cè)深度極淺測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H3=130×arctg(（AB/2)/140)，代表探測(cè)深度十分淺測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H4=160×arctg(（AB/2)/160)，代表探測(cè)深度比較淺測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H5=190×arctg(（AB/2)/180)，代表探測(cè)深度略淺測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H6=220×arctg(（AB/2)/200)，代表探測(cè)深度一般測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H7=250×arctg(（AB/2)/220)，代表探測(cè)深度較深礦測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H8=280×arctg(（AB/2)/240)，代表探測(cè)深度比較深測(cè)區(qū)的改正曲線;

曲線H9=310×arctg(（AB/2）/260)，代表探測(cè)深度十分深測(cè)區(qū)的改正曲線。

另外，依據(jù)生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，在模型圖上劃分出有效區(qū)、過渡區(qū)、無效區(qū)，其中，有效區(qū)AB/2距相對(duì)較短，無效區(qū)AB/2距相對(duì)較長，在生產(chǎn)使用時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

1）建立的9條對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距有效探測(cè)深度改正模型曲線，曲線形態(tài)為一條類似反正切函數(shù)曲線，各曲線高低不同主要反應(yīng)各個(gè)測(cè)區(qū)探測(cè)地質(zhì)體本身不同以及各個(gè)測(cè)區(qū)具體電性結(jié)構(gòu)條件的差異性，使其同一方法技術(shù)在同一礦區(qū)AB/2距的有效探測(cè)深度隨著極距的不斷培加也會(huì)發(fā)生不同的變化。

2）實(shí)際工作中，通過測(cè)區(qū)已知工程的驗(yàn)證情況或相鄰地區(qū)的工作經(jīng)驗(yàn)選擇圖1中的具體改算曲線進(jìn)行改正，也可試選多條曲線進(jìn)行改算成圖對(duì)比其效果后擇優(yōu)選一。

3）將模型圖中的每條改正曲線視為磁法勘探的某天的日變曲線（AB/2視為時(shí)間，改正深度視為T），用一般的磁法軟件可實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)改正；當(dāng)然還可將模型圖編程，改正時(shí)實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)化。另外，還可直接用建立的反正切函數(shù)公式，在excel電子表格中計(jì)算。

4）對(duì)這一模型認(rèn)識(shí)后，結(jié)合各個(gè)礦區(qū)具體情況，在工作設(shè)計(jì)時(shí)便于選擇比較符合實(shí)際的最大AB/2極距，特別注意，不能為了得到人為想象的有效探測(cè)深度無條件地將AB/2距設(shè)為很大，必將是一個(gè)費(fèi)力不起作用的結(jié)果。

激電對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距有效深度計(jì)算模型圖

H1~H9：由淺到深不同深度的測(cè)量曲線 Ⅰ：有效區(qū)（數(shù)據(jù)易采集，讀數(shù)穩(wěn)定）Ⅱ：過渡區(qū)（視情況選用數(shù)據(jù)） Ⅲ：無效區(qū)（數(shù)據(jù)采集困難且讀數(shù)不穩(wěn)定）

4 結(jié)語

在常規(guī)電法勘探的方法理論和實(shí)際應(yīng)用中，國內(nèi)外許多研究者提出了各種校正方法，筆者在分析和研究前人已取得的成果基礎(chǔ)上，我們得出了對(duì)稱四極測(cè)深A(yù)B/2距探測(cè)的有效探測(cè)深度的變化可根據(jù)“H=K·arctg(（AB/2）/N)”反正切函數(shù)曲線進(jìn)行修正，并建立了AB/2距的有效探測(cè)深度改算模型圖，實(shí)際工作中使用時(shí)選好模型圖中的具體曲線，就可對(duì)AB/2距的有效探測(cè)深度進(jìn)行快速改算，就能更加有效地反映接近真實(shí)深度的信息來指導(dǎo)探礦工程的布設(shè),從而提高電法勘探找礦效果。

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Calculating Model For Effective Detection Depth of Symmetric Four-Pole Sounding

QIN Fei1,2ZHAO Ming-liang1LI Qing-hua1TAO Lin1

(1-No. 403 Geological Team, BGEEMRSP, Emeishan, Sichuan 614200; 2-Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

Change in effective detection depth of symmetric quadrupole sounding with increase in AB/2 in the same test area is shown by a curve similar to the arctangent function. The curve functional expressionis H=K·arctg ((AB/2)/N). The initial segmentof the curve is a positive correlation curvewith increase in AB/2 distance, but the added value of the terminal tends to zero. Accordingly, a calculating model for effective detection depth of symmetric four-pole sounding is set up.

electrical sounding; four-pole sounding; AB/2 distance; calculating model of detection depth

2018-03-12

秦飛（1983-），男，四川峨眉人，物探工程師，成都理工大學(xué)地球物理學(xué)專業(yè)畢業(yè)，主要從事地球物理找礦工作

P631.3

A

1006-0995（2018）02-0325-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.031