高密度電法作常規(guī)聯(lián)合剖面與施倫貝爾裝置在尋找深部資源中的應用對比

梁學聰

（廣西壯族自治區(qū)三〇五核地質大隊，廣西 柳州 545005）

高密度電法測量系統(tǒng)是目前應用比較廣泛的電阻率法測量方法，憑借其工作效率高、反映的地電信息量大、工作成本低、測量簡便等突出優(yōu)勢，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，但是其實質還是電阻率法，其工作原理還是常規(guī)電阻率法工作原理[2]。本文通過運用高密度電法測量系統(tǒng)通過設置參數(shù)的方式作常規(guī)聯(lián)合剖面法測量[3]與高密度電法測量系統(tǒng)施倫貝爾剖面裝置作對比，綜合分析了兩種方法的特點，結合兩種方法將更加有利于對異常的分析解釋。

1 兩種方法的特點

1.1 施倫貝爾剖面裝置特點

施倫貝爾剖面裝置其實是對稱四級剖面法，供電電極AB和測量電極MN對稱于MN中點O點即AO=OB。保持極距不變，延剖面線逐點測量的方法。根據(jù)場的疊加原理，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窮遠極，比較輕便。

1.2 聯(lián)合剖面法特點

聯(lián)合剖面法是由兩組三極裝置聯(lián)合進行探測的一種視電阻率測量方法，它同時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異常，具有對異常分辨力強，異常明顯的優(yōu)點，適合探測一切形狀和產(chǎn)狀的地質構造。但是它也具有需要布置無窮遠極，每個測點需要測量兩套數(shù)據(jù)，工作效率較低的缺點。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儀器廠生產(chǎn)的DUK-2A高密度電法儀器測量系統(tǒng)。

2.1 施倫貝爾剖面裝置

工作模式1，電極排列規(guī)律是（對于60道）：A，M，N，B（其中A，B是供電電極，M，N是測量電極），AM=NB，MN固定為一個點距，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，四個電極之間的間距也均勻收攏。其跑極方式為逆向斜測深，經(jīng)數(shù)據(jù)轉換軟件轉換成剖面數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按間隔系數(shù)由大到小的順序存儲，結果為倒梯形區(qū)域。

2.2 運用高密度電法測量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面法測量

本文使用的是DUK-2A高密度電法儀器測量系統(tǒng)工作模式2中的雙邊三級裝置作常規(guī)聯(lián)合剖面法測量。ρsa測量，供電電極B置于無窮遠處，參與測線上的電極轉換的是A，M，N。電極轉換規(guī)律描述（對于60道）：

假如測量定位從1號電極開始，最大最小間隔系數(shù)n(MAX)，n(MIN)都設為10，則跑極方式為：

可見當n(MAX)，n(MIN)均設為10時，相當于常規(guī)聯(lián)合剖面的OB=52.5m，MN=5m，點距=5m?？梢姦裺a共有49個測量數(shù)據(jù)，測量點距等于電極間距[3]。

ρsb測量，當ρsa測量完成后，復位，然后將多路轉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)設置，按測量，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)使用驕佳技術公司的Geogiga RImager高密度電法數(shù)據(jù)處理與解釋軟件包對數(shù)據(jù)進行：預處理（比如：濾波)、地形改正、反演層析成像、顯示斷面圖。

3.2 運用高密度電法測量系統(tǒng)作常規(guī)聯(lián)合剖面法測量

首先采用Excel表格對數(shù)據(jù)進行重排，即將ρa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軟件進行成圖輸出。

4 應用實例對比

圖1、圖2為廣西巖溶地區(qū)某尋找深部資源實測的施倫貝爾剖面圖和運用高密度電法測量系統(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，收斂標志1。

作常規(guī)聯(lián)合剖面測量時，選用工作模式2，雙邊三級裝置，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 距=5m）和14（OB=72.5，MN=5m，點距=5m）。

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

圖1顯示施倫貝爾剖面圖原始圖件在測線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線在深度55m～80m之間均由閉合低阻反映。綜合分析，在測線112.5m～122.5m，160m～180m處存在深部低阻異常。

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

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

經(jīng)在測線179m處鉆井驗證，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)過抽水試驗，鉆井的流量為100m3/h。

5 結語

通過實踐驗證，對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，同時間采集數(shù)據(jù)多，異常顯示也明顯。在實踐中兩種方法相互印證，結合施倫貝爾裝置剖面效率較高的特點可以進行初步判斷，在利用聯(lián)合剖面分辨率高的特點對施倫貝爾剖面過濾篩選，從物探角度，結合兩種方法將更加有利于對異常的分析解釋，從而提高尋找深部資源成功率。