高密度电法作常规联合剖面与施伦贝尔装置在寻找深部资源中的应用对比

梁学聪

（广西壮族自治区三〇五核地质大队，广西 柳州 545005）

高密度电法测量系统是目前应用比较广泛的电阻率法测量方法，凭借其工作效率高、反映的地电信息量大、工作成本低、测量简便等突出优势，在寻找深部资源勘察中发挥着重要的作用[1]。该系统采用多路转换器的形式代替人工跑极使野外数据采集效率得到了很大的提高，但是其实质还是电阻率法，其工作原理还是常规电阻率法工作原理[2]。本文通过运用高密度电法测量系统通过设置参数的方式作常规联合剖面法测量[3]与高密度电法测量系统施伦贝尔剖面装置作对比，综合分析了两种方法的特点，结合两种方法将更加有利于对异常的分析解释。

1 两种方法的特点

1.1 施伦贝尔剖面装置特点

施伦贝尔剖面装置其实是对称四级剖面法，供电电极AB和测量电极MN对称于MN中点O点即AO=OB。保持极距不变，延剖面线逐点测量的方法。根据场的叠加原理，其视电阻率ρsab与极距相同的联合剖面法视电阻率ρsa与ρsb值的关系为

因此其曲线介于联合剖面曲线之间，其曲线的异常幅度和分辨能力都不如联合剖面法视电阻率曲线优越。但它不需要笨重的无穷远极，比较轻便。

1.2 联合剖面法特点

联合剖面法是由两组三极装置联合进行探测的一种视电阻率测量方法，它同时利用视电阻率曲线形态和两条视电阻率曲线的差异探测异常，具有对异常分辨力强，异常明显的优点，适合探测一切形状和产状的地质构造。但是它也具有需要布置无穷远极，每个测点需要测量两套数据，工作效率较低的缺点。它是寻找裂隙型地下水常用的、效果显著的方法[4]。

2 两种方法的跑极方式

本次使用的仪器是重庆地质仪器厂生产的DUK-2A高密度电法仪器测量系统。

2.1 施伦贝尔剖面装置

工作模式1，电极排列规律是（对于60道）：A，M，N，B（其中A，B是供电电极，M，N是测量电极），AM=NB，MN固定为一个点距，随着间隔系数n由n（MAX）逐渐减小到n（MIN），AM和NB的距离随间隔系数的递减逐次由大到小变化，四个电极之间的间距也均匀收拢。其跑极方式为逆向斜测深，经数据转换软件转换成剖面数据，数据按间隔系数由大到小的顺序存储，结果为倒梯形区域。

2.2 运用高密度电法测量系统作常规联合剖面法测量

本文使用的是DUK-2A高密度电法仪器测量系统工作模式2中的双边三级装置作常规联合剖面法测量。ρsa测量，供电电极B置于无穷远处，参与测线上的电极转换的是A，M，N。电极转换规律描述（对于60道）：

假如测量定位从1号电极开始，最大最小间隔系数n(MAX)，n(MIN)都设为10，则跑极方式为：

可见当n(MAX)，n(MIN)均设为10时，相当于常规联合剖面的OB=52.5m，MN=5m，点距=5m。可见ρsa共有49个测量数据，测量点距等于电极间距[3]。

ρsb测量，当ρsa测量完成后，复位，然后将多路转换器上的高密度电缆31～60#接头与61～90#接头互换位置插好，不改变其他接线和参数设置，按测量，则跑极方式与ρsa相同，只 是B由60#→11#，M由50#→2#，N由49#→1#。

3 数据分析

3.1 施伦贝尔剖面装置

数据使用骄佳技术公司的Geogiga RImager高密度电法数据处理与解释软件包对数据进行：预处理（比如：滤波)、地形改正、反演层析成像、显示断面图。

3.2 运用高密度电法测量系统作常规联合剖面法测量

首先采用Excel表格对数据进行重排，即将ρa和ρbss不重合部分删除，然后将ρsb数据倒序并列于ρsa数据，之后用Grapher软件进行成图输出。

4 应用实例对比

图1、图2为广西岩溶地区某寻找深部资源实测的施伦贝尔剖面图和运用高密度电法测量系统作常规联合剖面法剖面图。该地区地层岩性为覆盖层是第四系粘土，基岩为石灰岩。

图1 施伦贝尔剖面图

施伦贝尔剖面装置选用工作模式1，文件设置：极距5m，有效电极总数60，最小隔离系数1，最大隔离系数18，收敛标志1。

作常规联合剖面测量时，选用工作模式2，双边三级装置，极距5m，有效电极总数60，隔离系数分别选10（ 即OB=52.5，MN=5m， 点 距=5m）和14（OB=72.5，MN=5m，点距=5m）。

图2 高密度电法测量系统作常规联合剖面测量剖面图

图1显示施伦贝尔剖面图原始图件在测线112.5m～122.5m，160m～180m处，视电阻率呈条带状“U”字形低值异常往深部延伸；施伦贝尔剖面图反演图件整条测线在深度55m～80m之间均由闭合低阻反映。综合分析，在测线112.5m～122.5m，160m～180m处存在深部低阻异常。

图2显示联合剖面测量剖面图在隔离系数为10即OB=52.5m时，ρsa和ρsb曲线在测线176m～195m处接近贴合，在测线193m处正交，之后ρsa和ρsb曲线分开，在测线193m处形成低阻正交点异常；而隔离系数为14即OB=72.5m时，ρsa和ρsb曲线在测线178m处正交，在测线178m～195m处两条曲线接近贴合，在测线195m之后ρsa和ρsb曲线分开，在测线178m处形成低阻正交点异常。综合分析高密度电法测量系统作常规联合剖面异常形态，在测线178m～195m处深部存在低阻异常。

综合对比施伦贝尔剖面图和高密度电法测量系统作常规联合剖面测量剖面图，在测线176m～180m均存在低值异常，两种方法测量结果较吻合。决定在测线179m处进行钻井。

经在测线179m处钻井验证，第四系土层厚度6.6m，下部岩层为灰岩，在深度26.6m～27.6m岩芯较破碎含少量岩溶裂隙水，在深度59m～60m见含水溶洞，为主要含水层，经过抽水试验，钻井的流量为100m3/h。

5 结语

通过实践验证，对比用高密度电法系统作常规联合剖面和施伦贝尔装置剖面在寻找深部资源的应用，用高密度电法系统作常规联合剖面可行，其异常分辨率较施伦贝尔装置剖面高，测量深度较施伦贝尔装置剖面深，ρsa和ρsb曲线清晰明了，易于解释。施伦贝尔装置剖面效率较高，同时间采集数据多，异常显示也明显。在实践中两种方法相互印证，结合施伦贝尔装置剖面效率较高的特点可以进行初步判断，在利用联合剖面分辨率高的特点对施伦贝尔剖面过滤筛选，从物探角度，结合两种方法将更加有利于对异常的分析解释，从而提高寻找深部资源成功率。