電阻率測深法野外工作中常見干擾及解決方法

付東明

黑龍江省有色金屬地質勘查研究總院

電阻率測深法野外工作中常見干擾及解決方法

付東明

黑龍江省有色金屬地質勘查研究總院

文章主要敘述了電法勘探的基本原理和工作方法，并根據筆者自己多年來的經驗簡要說明影響電法勘探效果的因素及具體解決辦法。

電法勘探；常見干擾

一、電法勘探的基本思想和方法

電法勘探是利用巖石具有導電性能的差異從而判斷地下礦體的存在的一種勘探方法。其工作方法主要是根據供電電流的性質，將其分為直流電法和交流電法兩種。而直流電法勘探則主要有電阻率法、激發極化法等方法；交流電法則是利用天然的或人工產生的交變電磁場作為場源來研究交變電磁場的分布規律和時間的變化關系，并同時用來解決地質問題和尋找礦床。

二、野外常見干擾

電阻率法是觀測供電時在電極M和N之間產生的穩定電位差。這種正常的信號傳到儀器后，一般來說，觀測數值都是比較穩定的。但由于各種干擾使數值的不穩定性，將會進一步影響電阻率法的觀測質量。通常，這些干擾抓喲有以下3類：不穩定地電場、感應電動勢、變化的電極電位。

1不穩定地電場

變化的地電場指的是大地電流、工業游散電流、隨時間變化的滲濾電場等，它們可能會引起測量數據的不穩定，有時甚至無法進行讀數。

大地電流場的強度一般都較小，具有一定的方向性，夏季強、冬季弱。在一天中，則是中午強、夜間弱，但其周期性較為復雜，是一種隨機干擾。可在大地電流較弱的時間觀測。下面是游散電流的解決方法：在停電或者用電低峰時間進行觀測；加大供電電流，以提高信噪比；盡量使布極方向垂直于游散電流方向。隨著時間的變化，滲濾電場會由于降雨或因地面干燥而澆水，在短時間內產生變化，我們稱之為隨時間變化的滲濾電場。這種電場將會造成測量儀器數據的緩慢變化。為了避免這種干擾，主要要注意一下兩個方面：一是下雨之后不要立即進行觀測；二是澆水后應過一段時間再進行觀測。

2感應電動勢

感應電動勢是指當測量導線懸空隨風搖動切割地磁場或其周圍存在變化的磁場時，在測量線路內產生感應電動勢，或者平行輸電線形成耦合干擾。因此，在測量過程中，我們應注意：測量導線盡量不要懸空，應盡量垂直于輸電線，遠離之后再平行鋪放。

3變化的電極電位

電極電位是由金屬電極與土壤接觸產生而成。土壤中含有的溶液性質或濃度的改變都會造成電極電位的變化，最終導致極化電位差的變化。而如何克服這種電極電位的變化，則有以下幾種方法：采用不極化電極、清理電極附近的植物、防止風吹動時植物時與電極接觸、嚴防測量導線漏電。

4.接地電阻的影響

供電電極的接地電阻的大小不僅會影響供電的電流強度，而且對漏電程度也有不同程度的影響。測量電極接地電阻的大小將會影響漏電電位差的大小。總之減少接地電阻是節省電源、提高工效、保證觀測精度的有效措施之一。

4.1 影響接地電阻的主要因素

我們在野外所常采用的電極是棒狀金屬電極，因此，如果電極處的土處于松動狀態，接地電阻就會增大。為了減少接地電阻的影響，我們應盡量使電極與周圍的土壤緊密接觸。R隨著電極入土深度的增大以及電極與周圍土壤接觸面積的增大而減小,但在電極入土深度大的時候，其置入、拔出都比較困難，過粗又會因為過于笨重而搬運不便，因此筆者認為電極一般可以使用4個直徑為30cm左右的鋁鏈做成，其入土深度最好在30cm～50cm的范圍內，這樣效果要比銅棒好。

4.2 減少接地電阻的措施

減少接地電阻主要有以下幾種方法：加大電極與土壤接觸面積。使用表面積比較大的電極，從而加大電極入土深度，并除去電極表面附著的鐵銹，從而使電極在打入地下后可以將其周圍的土壓緊；減少電極附近介質的電阻率。①在規范允許的情況下，將電極布置在潮濕的地方。②在電極附近澆水。根據點電源的電場分布，我們可以發現，在電極附近的電位降低較快,可見接地電阻主要表現在靠近電極附近的介質中，因此在電極附近澆水則可達到減少接地電阻的目的。切記不要將電極布置在電阻率大的砂子、石子附近。③供電時間較長會增大接地電阻，因此我們要盡量減少供電時間。

5.漏電的影響

在野外，特別是在雨后潮濕的環境中進行觀測，可能會發生漏電現象，而且電線老化時有可能漏電。漏電多數可能發生在供電線路、測量線路和儀器等部位。漏電部位和漏電程度不同，對觀測結果也會產生不同的影響。當漏電部位位于供電線路和測量線路的時候，電測深曲線會出現嚴重畸變，具體表現為：在某一個供電極距測量時電阻率很大或者很低時，電測深曲線會出現明顯的拐點。如果排除高阻或低阻巖體的影響，這種情況就有可能是漏電造成的。

5.1 供電線路漏電。由于漏電點的存在，這就相當于在測量電場內又多了1個點電源，就會影響數據結果，使其隨兩極接地電阻的增大而增大，在實際工作中應盡量減少電極A和電極B的接地電阻。

測量線路漏電。漏電位置越靠近測量電極，其產生的影響也就越大。這是因為F點靠近測量電極時，相當于在測量電極附近增加了1個附加電極，而該電極產生的電場強度對電極M和N的電位影響較大。因此在大極距工作時應特別注意供電線路漏電問題。

5.2 預防和消除漏電的方法

保持導線的干燥、清潔，防止線路老化，在發現漏電處時應及時用絕緣膠布包好；導線通過濕地、水田、河溝時要架空；盡量減少供電電極的接地電阻。

在野外觀測中，應經常按規范要求進行漏電檢查，特別是電測深曲線上出現畸變時一定要進行漏電檢查。

5.3 儀器漏電

觀測儀器在長久使用后，或密封被破壞的情況下，或在天氣較為潮濕時，會使得儀器內供電或測量回路發生漏電而造成較大的測量誤差。有時，儀器表面掉漆沾地也會引起讀數不穩現象，這也可能是儀器本身漏電的原因。

野外工作中出現的各種問題都會影響到測量精度和找礦效果，而有些因素則是完全可以避免的，比如說漏電等，因此我們在工作時一定要盡量排除干擾從而獲取準確的數據。

[1]劉福臣等.聯合剖面法探測泰山群變質巖地下水[J].灌溉與排水學報,2007

[2]劉福臣水資源勘察技術與方法[R].日照:山東水利職業學院,2003.

[3]傅良魁.電法勘探教程[M].北京:地質出版社,1993.

[4]林宗元.巖土工程試驗監測手冊[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,1994.

付東明（1982-），男，漢族，畢業于長春地質學院。