高密度电法测量的应用及其在森林区的优势

贾立国，吴继红

（1.吉林大学地球科学学院，吉林长春 130061；2.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁沈阳 110034）

高密度电法测量的应用及其在森林区的优势

贾立国1，2，吴继红1

（1.吉林大学地球科学学院，吉林长春 130061；2.沈阳地质矿产研究所/中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁沈阳 110034）

高密度电法系统（SUPER STING R8 IP）观测可以同时得到电阻率与极化率的数据.根据电阻率异常对隐伏构造、地质体的产状规模进行推断，根据视极化率异常对隐伏矿体的特征及赋存位置与构造的关系进行推断，利用其结果可进行异常圈定，为进一步勘查指明方向.同时在森林覆盖区使用该方法可有效减少植被破坏，解决环境保护与区域矿产勘查的矛盾.

高密度电法；森林覆盖区；地质矿产勘查

高密度电阻率法在20世纪80年代后期由原地质矿产部系统引入和应用，多年来该方法在工程勘察领域取得了明显的效果和显著的社会经济效益，近几年在地质矿产领域也多有应用.结合高密度电法工作特点，笔者以近年在森林覆盖区的工作经验，认为该方法既能在地质矿产调查中发挥作用，同时也可对自然环境加以保护.

1 工作方法

1.1 高密度电阻率法工作的原理及特点

高密度电阻率法的理论基础与常规电阻率法相同，仍然是以岩、土导电性的差异为基础，研究在人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律的一种电探方法［1］.与常规电阻率法所不同的是方法技术，高密度电阻率法野外测量时只需将全部电极置于观测剖面的各测点上，然后利用自动化电测仪便可实现数据的快速和自动采集［2］.

由于高密度电阻率法的上述性质，相对于常规电阻率法而言，它具有以下特点：

1）电极布设是一次完成的，为野外数据的快速自动测量奠定基础，自动检测接地条件，避免了人为主观所出现的错误.

2）野外数据采集实现自动化，采集速度快而且能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，可以获得较丰富的地电断面结构特征信息.

3）与传统的电阻率法相比，成本低，效率高，信息丰富，解释方便.

1.2 数据质量的保证

高密度电法是通过多个接地电极采集视电阻率与视极化率数据，电极接地的好坏直接影响数据的质量，因此对数据质量的保证，就是对接地条件的保证.具体措施有深埋电极、盐水浇灌等方法.

2 地质调查中的应用

森林覆盖区的植被覆盖层非常发育，在不破坏森林资源的情况下，确定覆盖层下目标体的空间赋存状态，其难度是相当大的.高密度电测量在一定程度上可以兼顾解决.

2.1 工作实例一

2.1.1 工区概况

工区主要为变粉砂岩，地表覆盖严重，局部发育石英网脉，见有硅化、黄铁矿化、闪锌矿化、孔雀石化等.高密度电法在该区的主要任务是：探索前期电法扫面所发现的异常覆盖层下的引起因素，并结合地质资料，对可能存在的矿体空间赋存状态进行探测.

2.1.2 工作布置及参数设置

在异常部位布设了LTL1、LTL2两条平行测线剖面，长度各300 m，相距40 m，测线方位155°，点距5 m.

高密度电法测量采用美国AGI生产的SUPER STING R8 IP高密度电法仪，同时采集电阻率和极化率两种参数，仪器利用12 V电池供电测量.测量时间为2 s，最大供电电流2000 mA.采用Dip-Dip装置，置本身分辨率强于三极和对称四极［3］，所需时间优于施伦贝谢等方法，电极数量60个，最大N为8，重复读数2次.

由于剖面有植物腐殖土覆盖，在电极布置时采取去掉腐殖土覆盖层，埋入土中20～30 cm，使其与土壤接触良好并浇盐水的方法，确保供电电流强度和接收电流的强度.

2.1.3 LTL1剖面电性特征及综合解释

图1为LTL1剖面的视电阻率与视极化率成果图，其总体反映深度约70 m，在浅表层存在较薄的低阻低极化层，揭示该剖面的腐殖土和残坡积厚度为1～5 m；位于剖面60～110 m和240 m处的低阻带，显示有断裂存在；在对应剖面125～140 m处，地表局部见有硅化、黄铁矿化、闪锌矿化、孔雀石化等，经槽探揭露于130 m处见宽2 m的闪锌矿化、黄铁矿化体（图2），与中阻中极化电性特征相对应，表明矿化体呈中阻高极化特征，只是因其位于断层上盘，且规模较小而没有引起较高的极化异常.据此推测在剖面190～220 m处的植被覆盖层下也应有矿化体存在；最主要的是在断层下盘，位于剖面60～120 m处，埋深30 m以下的高极化异常体，可能有闪锌矿体存在（图3）.

图1 LTL1剖面视电阻率与视极化率成果图Fig.1 Apparent resistivity and apparent polarizability result map of the LTL1 profile

图2 LTC01探槽125～140m素描图Fig.2 The trenching sketch of LTC01

图3 LTL1高密度电法剖面解释推断图Fig.3 The interpretation of multi-electrode resistivity method

2.2 工作实例二

2.2.1 工区概况

工区为长白山风景区北坡的火山灰覆盖区，火山灰覆盖厚度从几米到几十米，地表植被发育，其他地质方法很难发挥作用.

2.2.2 工作布置及参数设置

利用高密度电法在不破坏植被的前提下，对火山灰覆盖层进行探测试验，探明火山灰厚度和底层岩层分布特征.布设剖面测线长度450 m，点距5 m.

高密度电法测量采用美国AGI生产的SUPER STING R8 IP高密度电法仪，采集测量电阻率参数模式.测量时间为1.2 s，最大供电电流2000 mA.采用Dip-Dip装置，电极数量100个，最大N为8，重复读数2次，采用滑动测量方式［4］.由于剖面有植物腐蚀土覆盖，在电极布置时采取去掉腐蚀土覆盖层，埋入土中20～30 cm，使其与土壤接触良好并浇盐水的方法，确保供电电流强度和接收电流的强度.

2.2.3 工作成果解译

图4为试验剖面的高密度电法视电阻率断面图，剖面的电阻率整体呈现上高下低趋势，高阻（电阻率3000～10000 Ωm）为火山灰覆盖层，中阻（电阻率800～2000 Ωm）为致密块状玄武岩，电阻率低于800 Ωm的为气孔状玄武岩.除剖面235～310 m处显示局部火山灰覆盖较少外，其余地段均被厚为7～14 m的火山灰覆盖.试验剖面特征较好地体现了火山灰盖层与下伏玄武岩的空间关系（图5）.

图4 火山灰覆盖区视电阻率成果图Fig.4 Apparent resistivity result map in volcanic ash covered area

图5 火山灰覆盖区高密度电法剖面解释推断图Fig.5 The interpretation of multi-electrode resistivity method for volcanic ash covered area

3 结论

1）高密度电法系统具有方便快捷、获得有效参数多的优势，在区域地质调查和矿产勘查中能很直观地揭露出岩矿体赋存关系和构造界线.

2）在森林覆盖区使用高密度电法，能有效减少对植被破坏，解决了环境保护与区域地质矿产勘查的矛盾.

［1］马德锡，于爱军，葛良胜，等.高密度电法在金矿勘查中的应用［J］.地质与勘探,2008,44（3）:65—69．

［2］董浩斌，王传雷.高密度电法的发展与应用［J］.地学前缘,2003, 10（1）:171—176.

［3］吕玉增，阮百尧.高密度电法工作中的几个问题研究［J］.地质与勘探,2005,41（增刊）:179—183．

［4］马德锡，张志勇，杨进，等.StingR1 Ip Swift高密度电法长剖面测量方法探讨［J］.东华理工大学学报：自然科学版,2008,31（2）:152—158.

APPLICATION OF MULTI-ELECTRODE RESISTIVITY SURVEY IN FOREST-COVERED AREAS

JIA Li-guo1,2,WU Ji-hong1
（1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130061,China; 2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China）

The multi-electrode resistivity and induced polarization（IP）survey can obtain resistivity and polarizability data at the same time. The concealed structures,occurrence and scale of the geological bodies can be inferredby the resistivity anomalies. The features and geometry of the concealed orebodies as well as theirrelationship with structures can be inferredfrom thepolarizability anomalies. Theresults can be used to delineate anomaly and guide the future work. In forestcovered area, this method can reduce the vegetation destroy,therefore solvethe conflict between environmental protection and mineral exploration.

multi-electroderesistivity;forest-coveredarea;mineralexploration

1671-1947（2014）02-0181-03

P631.3

A

2013－010－ 29；

2014-03-25.编辑：张哲．

贾立国（1981—），男，工程师，从事地球物理调查研究工作，通信地址辽宁省沈阳市皇姑区黄河北大街280号，E-mail//shenaojlg353@163.com