浅谈电法勘探在探测工程中的作用及其前景

李卓钰+赵振杉+赵永强+陈克思

摘 要：随着科技的不断进步，各种地质探测技术在不断发展，其中极为重要的就是电法勘探。经济的高速发展，城市化的持续进行，资源的过度开采造成资源的枯竭和一系列其他的问题。电法勘探作为重要的探测手段，深入研究其利用及其前景，可以为经济的可持续发展提供能源保证，也能解决一下城市化中的重大问题。本文主要电法勘探的发展趋势着手。

关键词：电法勘探；地球物理；地质探测；工程地质；应用；前景

电法勘探是地球物理勘探方法中的一种。它是以岩石、矿石的导电性、电化学活动性即激发极化特性、介电性和导磁性的差异为物质基础，使用专用的仪器设备。观测和研究地壳周围物理场的变化和分布规律。进而达到解决地质问题的目的的一组地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。

1 电法勘探的特点

电法勘探主要特点：利用的场源形式多，方法变种多，能解决的地质问题多，工作领域宽广，如地面、航空、海洋、地下等都可以用不同的电法勘探进行探测。电法勘探发展历史悠久，由于应用广泛，所以发展前景良好。以高密度电阻率法为例，其具有以下特点：电极布设是一次完成的，为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。其次能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。第三是野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，大约每一测点需2～5s，而且避免了由于手工操作所出现的错误。第四是可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可以自动绘制和打印各种成果图件。最后与传统的勘探方法相比，成本低、效率高、信息丰富、解释方便、勘探能力显著提高。

2 电法勘探的几种常用方法及其优缺点分析

电法勘探的方法有很多，常用的为电阻率剖面法，中间梯度法和电阻率测深法三种。这三种方法各有优缺点，下面简析其应用及优缺点。

2.1 电阻率剖面法

电阻率剖面法常用的装置有，联合剖面装置，对称四极装置，偶极装置等几种。

这些装置各有最佳适用的情形，分清其最佳适用情况，合理选择装置，在实际应用中会有事半功倍的效果。如偶极剖面法视电阻率特征：最佳电极距与矿体埋深有关，埋深大，电极距大；异常较复杂，曲线形态和大小均与电极距密切相关；电极距增加，曲线由单峰变为双峰，幅值由小变大再减小；深度增加，拟断面等值线异常变宽，据闭合等值线图可确定低阻球体的大致空间位置；高阻球体异常与低阻球体类似，仅曲线的高、低是相反的，且高阻球体的异常幅值较低球体的幅值小。由于偶极装置对低阻敏感，所以在探测金属矿物时比较适用。但其缺点为假异常大、不易分辨，不均匀及地形影响大，耗能大即费电等，所以在选取装置时需要综合考虑。同样，联合剖面法的优点是异常幅度大，分辨能力强，异常曲线清晰这点就比偶极剖面曲线好，但是其缺点为生产效率较低，地形影

响大。

对称剖面法的特点是异常大，易读数，装置轻便、效率高，不均匀干扰和地形干扰小。其缺点是不易发现陡立薄脉状良导体，异常幅度小。那么在实际生产中，如果根据其他地质资料我们可知矿床的产状是陡立的薄脉状金属矿床，我们就要避免用这种方法进行下一步的勘探。

2.2 中间梯度法

中间梯度法对于不同的地质体，有不同的作用。对于直立良导薄脉上，图像异常幅度很小，除非直接出露地表；对于直立高阻薄脉：异常幅度很大。对于水平良导薄板：图像异常明显，且薄板的水平宽度愈大，异常愈明显；而水平高阻薄板：图像异常很小。高阻和低阻倾斜脉状体的图像异常曲线形态特征有明显差别。对于高阻倾斜脉，图像异常极大值坐标大约位于脉顶在地面投影处，两侧有不对称的极小值，倾向一侧极小值明显；对于良导倾斜脉， 脉顶于地表投影附近r图像异常为零，脉体倾向一侧出现异常极小值，反倾向一测为极大值。总之，对于中间梯度法来讲，其优点是不均匀及地形影响小且生产效率高，但是其缺點很明显，为勘探深度小，不易发现直立状低阻脉。由于这些特点，中间梯度法通常用来追索高阻陡倾斜岩脉；而陡倾斜低阻脉如断层破碎带等的追索就很少用到。

2.3 电测深法

即电阻率垂向测深法，其实质为改变供电电极距来控制测量深度，通过由浅入深测量，获得测点处垂向上电阻率变化；通过沿测线定性和定量解释获得各测线地电断面资料；最后通过全区测线综合分析从而获得水平、垂直各向变化综合资料。电测深法常用于定性解释，其主要任务是确定工区内地电断面的类型和地电断面与地质分界的关系、建立测区内地电断面变化的初步概念以及获得地质断面、地质构造的定性认识。电测深法的主要工作包括：电性资料研究，钻孔资料和孔边测深曲线对比。绘制和分析各种定性解释成果图件。定性解释是定量解释基础，其正确与否直接关系到定量解释结果和地质结论的可靠性。在实用中，定性解释和定量解释相辅相成、互相补充，有时甚至交叉进行。以使推断解释结论更加符合实际情况。

3 电法勘探的发展趋势及应用前景

随着各项技术的发展，材料工艺的进步，电法勘探设备向小型化，轻型化，智能化趋势发展。电法勘探技术更趋向专业化，各方面不断创新。其中创新意义尤为重要，电法勘探的创新在于我国在进行技术创新过程中积极和国际上展开交流与沟通，并对技术进行引进，并对技术进行全面的创新。电法勘探的前景十分广阔，其在传统的探矿工程中具有传统的优势，比如找煤，石油天然气，或者深部固体矿产，在此不再列举。电法勘探在水文地质，工程地质中以及环境工程中也有十分重要的意义。早期曾用电阻率法找水，现如今已经形成了专业化的电法勘探找水队伍，对解决我国广大群众的生活水资源问题做出突出贡献。在工程地质中，常用地质雷达来探测与工程相关的地质问题。同时，该方法可以借用地震勘探中已有的资料处理和解释技术，使其迅速发展，可以在更多的领域发挥作用。而瞬变电磁法逐步向工程检测、环境、灾害等应用领域发展。

4 结束语

电法勘探技术在我国地质资源勘查中发挥的作用非常重要，因此在使用该技术过程中需要实现进一步的提升，保证该技术向着经济化、智能化的方向，实现人才、技术、科研等多方面的发展，从而促进我国资源勘查以及水文，环境工程等工作的稳定开展。

引用文献

[1]云美厚：汇聚科技创新篇章，引领石油物探方向——2010年《石油地球物理勘探》评述

[2]钱德松：常用电法勘探的原理及优点分析

[3]周风桐：推进电法勘探在资源、环境与工程领域中的应用与发展