高密度電法在物探工作中的應(yīng)用分析

李 冉

（河北省地球物理勘查院，河北 廊坊 065000）

1 概述

高密度電法與其他探測(cè)技術(shù)手段相比，自動(dòng)化程度非常的高，而且探測(cè)過程當(dāng)中，探測(cè)效率也十分的高，可以直觀的展現(xiàn)異常特點(diǎn)，可以該項(xiàng)技術(shù)在眾多領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用十分普遍，尤其是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘查領(lǐng)域以及考古領(lǐng)域有著十分重要的作用優(yōu)勢(shì)。我國(guó)相關(guān)部門在20 世紀(jì)80 年代，針對(duì)這一方法開展了相應(yīng)的研究工作，不僅理論更加豐富，同時(shí)還積累了很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)如今，工程地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域高密度電法應(yīng)用越來越普遍，取得的成果也十分的顯著，在進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)查工作實(shí)際，時(shí)常碰到一些采空區(qū)問題，這些采空區(qū)的存在，給人們的生產(chǎn)生活帶來了巨大的影響，甚至還威脅到人們的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全，所以人們對(duì)這項(xiàng)問題重視程度也越來越高。下文當(dāng)中根據(jù)某尾礦庫(kù)逆建工程，對(duì)其區(qū)域物探工作進(jìn)行研究分析探討，探測(cè)過程當(dāng)中主要運(yùn)用高密度電法，判斷區(qū)內(nèi)是否存在采空區(qū)斷裂構(gòu)造破碎帶，指導(dǎo)相關(guān)工程建設(shè)，此次工作開展過程當(dāng)中，共進(jìn)行三條高密度電法剖面測(cè)量，長(zhǎng)度達(dá)到640m 左右，物理點(diǎn)設(shè)置成320 個(gè)，同時(shí)依照2m 進(jìn)行點(diǎn)距設(shè)置[1]。

2 研究區(qū)地質(zhì)背景探析

2.1 研究區(qū)地質(zhì)特征

①地層。中新代是區(qū)內(nèi)出露的地層特征，并有玩古生代地層出露，另外還出露新生代地層與第四系。對(duì)中生代地層實(shí)施研究工作發(fā)現(xiàn)，金含量具有較高的水平，而且沉積綠巖（太古代）具有較高的含金率，對(duì)比分析中生代地層，在其發(fā)育后期階段由于巖漿構(gòu)造因素影響改造與破壞該地層，并促進(jìn)該地層成為區(qū)內(nèi)的重要的礦源層位，金元素由于火山物質(zhì)在深部位置上不斷地噴發(fā)出來提供了充足的物源。②構(gòu)造。區(qū)內(nèi)有著非常突出的斷裂構(gòu)造，主要表現(xiàn)為40°～60°向分布，走向上保持于50°，傾斜向西北側(cè)區(qū)域上，呈現(xiàn)37°～58°，斷裂構(gòu)造主要分布在不同巖性相互交接的部位上，復(fù)合性是構(gòu)造的主要特征，主動(dòng)列1條～3 條共同組成斷裂帶，在產(chǎn)狀上這些斷裂有著類似的特征，次級(jí)斷裂派生于主斷裂之下，有著非常發(fā)育的構(gòu)造特征，和主斷裂共同形成。“入”字型特點(diǎn)，具有寬度不一的斷裂帶特點(diǎn)，主要分布在50m ～800m 的范圍之間，該區(qū)巖漿巖比較發(fā)育，斷層泥與碎裂巖以及花崗巖共同構(gòu)成，礦化在斷裂帶中的蝕變帶中非常的發(fā)育，發(fā)揮著控礦斷裂作用。二級(jí)斷裂在礦田當(dāng)中發(fā)揮著重要的框框作用，展布方向主要為NEE、NE 和NNE 向，向SE或NW 方向傾斜，具有非常陡峭的特征，呈現(xiàn)60°～80°向分布，張扭性是斷裂重要的特征，金礦脈以多條分布于礦區(qū)內(nèi)，被二級(jí)斷裂所控制。③區(qū)內(nèi)有著豐富的花崗巖，并表現(xiàn)為普遍發(fā)育的特點(diǎn)，這些巖漿巖尤以侵入巖是其主要的特點(diǎn)，在演化的同源巖漿與脈動(dòng)力因素影響下，又劃分成超單元7 個(gè)，還有18 個(gè)單元。此次研究區(qū)東部分布著單元a，在巖性方面斜長(zhǎng)角閃巖為主，并收到角閃巖的作用因素影響。b 單元。巖基狀是其主要的產(chǎn)出特征。構(gòu)造主要為片麻理特征，同時(shí)巖性還有英云閃長(zhǎng)巖，兵法與花崗巖與花崗閃長(zhǎng)巖，開展同位素研究認(rèn)為，年齡主要處在2721Ma ～2976.7Ma，主要形成在新太古代。開展全面系統(tǒng)的研究工作，侵位的巖漿經(jīng)地幔將很多含金物源提供出來，大量的含金物質(zhì)通過地幔不斷向地表部位富集，促進(jìn)“礦源巖”形成，c 單元。其分布地帶主要集中在北側(cè)區(qū)域，在巖性方面尤其是以斜長(zhǎng)角閃巖比較突出，表現(xiàn)為包體特征。d 單元，該單元尤其是以閃長(zhǎng)片麻巖巖性比較突出。e 單元，不僅有二長(zhǎng)花崗巖而且還有花崗巖，該單元是區(qū)內(nèi)金礦成礦的重要的單元。f 單元，在分布上表現(xiàn)為密集特征，展布方向?yàn)槟衔飨蛞约氨睎|向，地質(zhì)研究工作者研究發(fā)現(xiàn)，這一單元為金礦成礦提供了重要的為“同源巖”，為金礦成礦提供的物質(zhì)非常豐富。g 單元。和金礦有著十分緊密的聯(lián)系，促進(jìn)超單元巖漿的形成，在演化侵位工作當(dāng)中，將很多成礦物質(zhì)從幔源部位向地殼帶入，并將中生代金礦成礦過程中富集的成礦物質(zhì)實(shí)施捕獲，并混合到同一個(gè)巖漿系統(tǒng)內(nèi)，促進(jìn)金礦成礦。

2.2 研究分析區(qū)內(nèi)電性特征

對(duì)該區(qū)進(jìn)行測(cè)定時(shí)，測(cè)量選擇而野外露頭實(shí)測(cè)，同時(shí)測(cè)量有關(guān)的標(biāo)本，測(cè)量野外露頭時(shí)，采用的測(cè)量設(shè)備主要為小四級(jí)裝置，并將不同的極距發(fā)揮出來，反復(fù)的測(cè)量一個(gè)露頭處，并反復(fù)的測(cè)量同巖性，保證測(cè)量的效率與質(zhì)量，使用的測(cè)量設(shè)備為WDYX-1 型巖樣測(cè)試信號(hào)源（重慶產(chǎn)）同時(shí)運(yùn)用重慶生產(chǎn)的接收儀器以及直流機(jī)電接收機(jī)WDJS-2 型，設(shè)置供電周期為16s，斷電延時(shí)過程中運(yùn)用200ms，樣品采集寬度主要為40ms，并實(shí)施疊加，各種巖石存在的物性參數(shù)分析見表1。

表1 巖（礦）石物性參數(shù)測(cè)定成果統(tǒng)計(jì)表

分析研究的中細(xì)粒的二長(zhǎng)花崗巖（含石榴石）與二長(zhǎng)花崗巖，巖性特征較為突出，對(duì)其物性參數(shù)予以分析發(fā)現(xiàn)，這些巖石均呈現(xiàn)出，高阻特點(diǎn)，同時(shí)具有低極化的特征[2]。

3 高密度電法概述

研究工作時(shí)，予以有效測(cè)量，主要通化高密度點(diǎn)法來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)為WGMD-9 型開展高密度電法測(cè)量工作，數(shù)字直流電法儀主要為WDA-1、1A 型接收機(jī)。儀器具有非常高的自動(dòng)化程度，能夠?qū)Υ嬖诘碾娢伙h移開展自動(dòng)化的補(bǔ)償，還能夠?qū)崿F(xiàn)電極極化，將數(shù)字雙重濾波技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，可以大幅提升數(shù)據(jù)的抗干擾性能，對(duì)于高分辨率工程地質(zhì)勘察要求的電阻法勘探發(fā)揮著非常重要的作用。運(yùn)用的高密度電法（WGMD-9型）系統(tǒng)測(cè)量，其技術(shù)指標(biāo)主要為。

3.1 接收

a±32V 電壓通道。測(cè)量精度：當(dāng)Vp≥5mV時(shí)，±0.2%±1個(gè)字。當(dāng)0.1mV≤Vp<；5mV時(shí)，±1%±1個(gè)字。b輸入阻抗：>；50MΩ。c視極化率測(cè)量范圍：±1%±1個(gè)字。dSp補(bǔ)償范圍：±10V。

e 電流通道：6A（24 位A/D）。測(cè)量精度：當(dāng)Ip ≥5mA 時(shí)，±0.2%±1 個(gè) 字。當(dāng)0.1mA ≤Ip<；5mA 時(shí)，±1%±1 個(gè) 字。f50Hz 工頻干擾（共模與差模干擾）壓制：優(yōu)于80dB。

3.2 發(fā)射部分

最大發(fā)射功率：7200W。最大供電電壓：±1200V。最大供電電流：±6A。供電脈沖寬度：1s ～60s，占空比為1：1。

4 研究?jī)?nèi)容

（1）布置物探工作。該區(qū)當(dāng)中測(cè)量過程當(dāng)中高密度電阻率測(cè)量共布置三個(gè)碰面，按照2m布設(shè)點(diǎn)距，根據(jù)130到設(shè)置測(cè)量通道，供電延時(shí)過程中依照100ms 來實(shí)現(xiàn)，電極隔離系數(shù)主要為16，測(cè)量過程中SP 自動(dòng)完成，電位差是VP。電流IP 和電阻力ρa(bǔ) 值，運(yùn)用溫納設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的測(cè)量工作，點(diǎn)布設(shè)過程中選擇皮尺來完成，溫施層共進(jìn)行30 層設(shè)置，施工工作開展過程中，總的長(zhǎng)度控制在620m，并合理的布設(shè)320個(gè)物理點(diǎn)，各條控制點(diǎn)坐標(biāo)詳表2。

表2 各個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)詳情

GPS：E120°中央子午線，DX 為0，DY 為0，DZ 為0，DA為-3，DF 為+0.00000003。

（2）整理室內(nèi)資料和處理數(shù)據(jù)。對(duì)獲取的高密度數(shù)據(jù)資料將其輸入到計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)預(yù)處理通過多功能電法處理軟件來實(shí)現(xiàn)，剔除數(shù)據(jù)突變，平滑其中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，成像過程中借助電斷面來實(shí)現(xiàn)，并在此前提下，繪制電阻率圖，借助反演模型來有效的反演電阻率圖，并借助正演實(shí)現(xiàn)電阻率色譜逆斷面。

（3）對(duì)于此次工作質(zhì)量進(jìn)行判定。此次研究過程中視電阻斷面圖借以高密度電法測(cè)量，不僅測(cè)量的效率非常高，而且還大幅的提高了測(cè)量質(zhì)量，電流十分的平穩(wěn)，并且波形主要處在正負(fù)電壓周期當(dāng)中，數(shù)據(jù)獲取精準(zhǔn)可靠，實(shí)施的野外工作手段，均符合有關(guān)要求。

5 研究結(jié)果

此次依照某工程測(cè)量開展相應(yīng)的研究工作，通過高密地電法進(jìn)銷存測(cè)量，同時(shí)反演電阻色譜圖，對(duì)于各條剖面開展相應(yīng)的測(cè)量工作。

（1）I 剖面。針對(duì)該圖，淺部范圍內(nèi)的20 點(diǎn)～132 點(diǎn)存在的較低的特征，61Ωm ～190Ωm 是主要的變化范圍，低阻區(qū)是水庫(kù)分布位置所在，通過相應(yīng)的分析發(fā)現(xiàn)第四系是引發(fā)這種現(xiàn)象的主要因素，132 點(diǎn)ρa(bǔ) 值前部逐漸變大，研究分析認(rèn)為，巖性是導(dǎo)致這一情況的主要因素。

圖1 I 剖面反演模型電阻率色譜斷面

（2）II 剖面（見圖2）。分析研究，根據(jù)水庫(kù)西側(cè)南北方向布設(shè)出線，從西南到東北巷設(shè)置剖面約有200m 長(zhǎng)，根據(jù)兩米不設(shè)點(diǎn)距，100 道測(cè)量通道，30 層溫施層。從Ⅱ剖面視電阻率斷面圖發(fā)現(xiàn)36 點(diǎn)～64 點(diǎn)ρa(bǔ) 值，表現(xiàn)出較高的特點(diǎn)，探討分析沿河岸部位的巖石是引發(fā)請(qǐng)這種情況的主要因素。深部區(qū)域上ρa(bǔ) 值出現(xiàn)了很大的改變。80 點(diǎn)通過ρa(bǔ)max=407Ωm 進(jìn)行高阻異常進(jìn)行一處圈定。通過相應(yīng)的分析，脈巖是引發(fā)這種情況的重要因素，低阻異常分布在140 點(diǎn)和160 點(diǎn)處，研究認(rèn)為，主要是由于巷道踩空沖水所導(dǎo)致。

圖2 II 剖面反演模型電阻率色譜斷面

（3）III 剖面。測(cè)線位于I 剖面東側(cè)，向垂直南北方向進(jìn)行布設(shè)，西南到東北向是剖面的主要方向，剖面約有一百八十米長(zhǎng)，兩米布設(shè)點(diǎn)距，90 道測(cè)量通道，25 層溫施層。通過Ⅲ剖面ρa(bǔ) 斷面圖發(fā)現(xiàn)，ρa(bǔ) 值在20 到一百二十點(diǎn)前部表現(xiàn)出低值特點(diǎn)，33Ωm ～200Ωm 是其主要的分布范圍，通過相應(yīng)的研究，造成這種情況的主要因素是第四系地層所導(dǎo)致。ρa(bǔ) 值在北側(cè)淺部120點(diǎn)表現(xiàn)為增大特征，研究認(rèn)為是由于巖性所導(dǎo)致。ρa(bǔ) 值在深度方向上不斷增大，阻值異常不明顯[3-5]。

6 討論

綜合分析研究認(rèn)為，此次物探工作獲取的資料信息，經(jīng)過相應(yīng)的檢查和測(cè)量十分可靠，在該區(qū)進(jìn)行高密度資料獲取，具有很好的穩(wěn)定性。在Ⅱ剖面160點(diǎn)和140點(diǎn)存在低阻異常兩處，研究認(rèn)為是由于采空巷道沖水所導(dǎo)致，不會(huì)對(duì)尾礦庫(kù)建設(shè)造成影響。