高密度电法勘探的装置选择分享

百花草

1.概况
(沿革)高密度电法勘探（Electrical Imaging Surveys）的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃。同时使得资料的可利用信息大为丰富，使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。但高密度电法其核心只是实现了野外测量数据的快速、自动和智能化采集，它的工作实质依然是常规电法勘探原理，所以说它只是一种基于老原理的采集手段的提高，它并未脱离直流电法的框架，并算不得是一门全新的勘探方法。但是，由于其采集密度的增大、排列装置的增多，为传统电法带来了新的活力，同时也为技术处理带来了新的课题。
高密度电法勘探的装置选择、资料解释是两个关键环节。排列装置选择的合适与否，直接关系到是否测试出探测目的所反映出的异常。资料解释则是探测目的最终反映和探测效果最直接表达。


2.装置的选择
选择哪种装置取决于场地大小、地形起伏、探测任务以及探测精度等因素。
2.1场地因素
如果场地开阔，一般都使用四极装置（α、α2）。因为该方法会获得最大的测量电位。这对于节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要的意义。但是如果场地不充许，那么最好使用三极装置（AMN、MNB）。三极装置比四极装置将节省一半的场地。
2.2地形因素
高密度电法勘探应尽力避免地形的起伏，然而事实常难随人愿。这时候就得考虑哪种装置受地形的影响最小。在众多装置中，偶极装置受地形影响最为剧烈，它本身的电测曲线就已经复杂，如果加上地形的因素，其电测剖面形态会变得很难辨别。其次是三极装置，该装置遇到山谷或山脊时电测曲线会出现多个峰值，并且AMN和 MNB两个装置的反映程度不均衡，故而判别起来困难较大。相对地，四极装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判别。
2.3探测精度因素
掌握探测精度（灵敏度）与装置的关系，是高密度电法中很重要的环节，也是众说纷芸，很难形成一个定论的问题。根据《高密度电法探测岩溶试验》结果，β装置灵敏度最高，γ次之，α最次，而据中国地质大学罗延钟教授研究，不等距偶极最灵敏，β次之，α又次之，γ最次，许多生产单位只单纯使用α一种装置。
Dr. M.H.Loke认为：
①α装置对于电性的垂向变化比水平向变化反映灵敏些。一般来说，此装置解决垂向变化（例如水平层状结构）问题比较有利，而去探测水平变化（例如狭窄垂向结构）就相对差一些。
②不等间距偶极装置对于电阻率变化有着最大的灵敏度。它对垂向电性变化十分灵敏而对水平变化相对不灵敏。
③α2 是最常用的方法之一。这种装置在水平和垂向结构中都有着适度的灵敏
度。在希望这两者方面都有好效果的一些地质构造领域中，这种装置往往是α和β 之间的一个调和。
2.4 MNB装置的特殊作用
MNB装置除了场地狭窄时候很有用处之外，还可以利用它来详勘。


另外，高密度电法一般用来进行剖面勘探，不太适合于勘探深度较大的电测深，而水电行业中电测深用得广泛。在实际中，我们发现如果在勘探深度较浅的情况下，并且采取得是两根电缆的仪器，那么可采用MNB装置，先后将电缆互倒则可以快速、省力地得到整条剖面的电测深成果。
2.5小结
综合以上内容，根据我们的实践经验，得出这样的认识和结论：
①四极装置是公认的最稳妥的装置，所以在工作中一般应予以选用。如果探测精度度要求高，则采用α2装置，否则，只宜采用α装置。β装置的灵敏度略高于四极装置，但假象增多，电阻率剖面形态复杂。一般不提倡使用。
②不等距偶极装置灵敏度最高，但引起假象的可能性也同时增大了，并且此装置信号衰减最快，信噪比会随探测深度的加大迅速降低，以有效信号限制在间隔第系数小于8来计算，其勘探深度偏小。
③对于剖面测量任务，应采用较多种装置，但不主张采用过多装置。一则避免扩大工作成本、采集耗时，二则避免解释复杂，引起混乱。
④完成上述步骤后，对于局部重点部位显露不完整部位，应采用三极装置中的MNB装置进行详勘。
3资料解释与分析
高密度电法资料解释一般分数据传输、定性分析和定量解释几个步骤。
3.1定性分析
等值线绘图程序做出等ρs视电阻率断面图，一般用美国Goldon公司的Surfer软件。使用此软件应注意两点：①它的网格系数不能偏小，否则会出现明显锯齿状的边缘，如图3左。
②对于具有梯形剖面形态的装置要进行空白处理，否则会出现虚假外延现象。如图3右。
图3 ρs视电阻率断面图做图处理说明
ρs 视电阻率断面图是资料处理的重要分析依据，也是高密度电法勘探主要的定性图件之一。根据断面图中显示的的电性分布特征，判断出地质体的视电阻率范围，圈定出电性异常点，此时充分应用已知地形、地质资料以及所采用的电极装置，分析引起电性异常的原因，例如地形引起的假异常、局部不均匀体引起的异常和探测目的地质体引起的真异常等，从而剔除干扰留下真实异常，并判断出目的体的位置。
客观世界中的地质体的形状是不规则的，由于正演计算复杂，很多正演资料只提供了少数装置下的几个规则体的理论模型。在野外资料的定性分析中，一般用相近的理论模型去近似逼进已知地质体。比如用二维板状近似断层、三维球体近似溶洞等等。如果所取得的野外资料效果好，就可以应用相关理论判断出地质体的倾向等半定量的参数。

sunyoucai

谢谢分享！！！！

watercwf

很好的资料

whlym

GOOD!值得学习