李曉姝 許顥礫 秦高升

（中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州 221116）

直流電法探測深度影響因素研究*

李曉姝 許顥礫 秦高升

（中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州 221116）

直流電法勘探都已廣泛應(yīng)用在礦產(chǎn)普查和研究地質(zhì)構(gòu)造等方面。對其探測深度，目前仍存在不同的認(rèn)識。在高密度電法中，探測深度為總測線長度的1/6，甚至更小；而在煤田電法勘探中，探測深度一般為供電極距一半的0.6-0.9倍。本文從理論角度出發(fā)，分析總結(jié)了影響直流電法探測深度的因素。即在一定范圍內(nèi)供電電極距AO越大，探測深度越大，但二者之間沒有明顯的線性關(guān)系；為研究測量電極距與供電電極距之比的大小對探測深度的影響，本文利用多種異常體，分別采用對稱四極測深法和對稱四極剖面法，重點(diǎn)設(shè)計(jì)并實(shí)施了多組物理模型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在AB這個(gè)范圍內(nèi)，探測深度隨著MN/AB的減小而增大。

視電阻率 探測深度 電極極距 物理模型

1 引言

圖1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵皇疽鈭D

圖2 模型一電測深曲線對比圖

圖3 模型三電剖面曲線對比圖

直流電法的探測的深度一直存在著爭議。現(xiàn)今認(rèn)為其探測深度取決于電極間距、目標(biāo)物、裝置形式等諸多因素。本文利用對稱四極裝置，采用電阻率測深法與電阻率剖面法，對其中各個(gè)因素展開研究。

2 電阻率測深法與剖面法

電阻率測深法包括電阻率測深和激發(fā)極化測深，簡稱電測深法。測量電極MN的中心點(diǎn)O，通過逐次加大供電電極MN與供電電極AB極距的大小，測量同—點(diǎn)的、不同AB極距的視電阻率值，得出各個(gè)測點(diǎn)的地質(zhì)斷面情況。

電阻率剖面法的測量裝置類似于電測深法，其簡稱為電剖面法。是指測量電極MN和供電電極AB間的距離經(jīng)選定后恒定不變，并同時(shí)沿一定測線方向逐點(diǎn)進(jìn)行觀測，研究沿測線地下同一深度范圍內(nèi)視電阻率和極化率變化的一種方法。

3 水槽物理模型實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵唬褐鶢畹妥璁惓?，埋?.25m（電測深法）

將異常體（銅棒）水平放置在深度為0.25m處，以電測深法采用對稱四級裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖1。

利用對稱四級裝置，分別取MN/AB為1/3，1/5，1/10，1/15，1/20，1/30。采用對稱四極電測深法依次增大AB，MN的大小如圖2所示，測各個(gè)測點(diǎn)的視電阻率。

由實(shí)驗(yàn)一得出，當(dāng)取不同值的時(shí)候得到的電測深曲線對比圖。測點(diǎn)均位于異常體正上方。并得出：（1）隨著極距的增大，視電阻率的值也不斷增大，且各曲線變化趨勢基本一致；（2）MN/AB的值越小，所測得的視電阻率越大。

實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ投褐鶢畹妥璁惓＃裆?.25m（電剖面法）

實(shí)驗(yàn)二與實(shí)驗(yàn)一相同，但是實(shí)驗(yàn)二是采用對稱四極電剖面法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（點(diǎn)距0.1m），將異常體（銅棒）水平放置在深度為0.25m處。異常體中心正對指定的測點(diǎn)利用對稱四極電剖面法分別采用MN/ AB=1/3，1/4，1/5，1/10，1/20，1/30。測出視電阻率ρsA（Ω·m），ρsB（Ω·m）和ρs（Ω·m）。

圖3為實(shí)驗(yàn)二電剖面曲線對比圖，從圖中能較為明顯地看出在測點(diǎn)附近表現(xiàn)出的低阻異常，而該測點(diǎn)正對異常體中心，說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況是一致的。另外，總體上來看，MN/AB的值越小，所測得的視電阻率越大。

4 結(jié)語

本文采用對稱四極電測深法、電剖面法，實(shí)施了多組水槽物理模型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，AB在一定范圍內(nèi)，探測深度隨著MN/ AB的減小而增大。該實(shí)驗(yàn)說明供電電極距對直流電法探測的深度的影響，AO越大，探測深度也就越大。但這種情況存在上限，即在一定范圍內(nèi)，當(dāng)探測深度達(dá)到最大以后，就會出現(xiàn)AO增大而探測深度不再增大的現(xiàn)象。也就是說供電電極距與探測深度并沒有明顯的線性關(guān)系。

［1］傅良魁.電法勘探文集［M］.北京：地質(zhì)出版社，1986.

［2］楊玉蕊，張義平，繆玉松 等.高密度電法中勘探線長度與測深關(guān)系淺析［J］.中國煤炭地質(zhì)，2012，24（6）：63-67.

［3］岳建華，劉樹才.礦井直流電法勘探［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（201510290034Y）。