淺談電法勘探在探測工程中的作用及其前景

李卓鈺+趙振杉+趙永強+陳克思

摘 要：隨著科技的不斷進步，各種地質探測技術在不斷發展，其中極為重要的就是電法勘探。經濟的高速發展，城市化的持續進行，資源的過度開采造成資源的枯竭和一系列其他的問題。電法勘探作為重要的探測手段，深入研究其利用及其前景，可以為經濟的可持續發展提供能源保證，也能解決一下城市化中的重大問題。本文主要電法勘探的發展趨勢著手。

關鍵詞：電法勘探；地球物理；地質探測；工程地質；應用；前景

電法勘探是地球物理勘探方法中的一種。它是以巖石、礦石的導電性、電化學活動性即激發極化特性、介電性和導磁性的差異為物質基礎，使用專用的儀器設備。觀測和研究地殼周圍物理場的變化和分布規律。進而達到解決地質問題的目的的一組地球物理勘探方法。主要用于尋找金屬、非金屬礦床、勘查地下水資源和能源、解決某些工程地質及深部地質問題。

1 電法勘探的特點

電法勘探主要特點：利用的場源形式多，方法變種多，能解決的地質問題多，工作領域寬廣，如地面、航空、海洋、地下等都可以用不同的電法勘探進行探測。電法勘探發展歷史悠久，由于應用廣泛，所以發展前景良好。以高密度電阻率法為例，其具有以下特點：電極布設是一次完成的，為野外數據的快速和自動測量奠定了基礎。其次能有效地進行多種電極排列方式的掃描測量，因而可以獲得較豐富的關于地電斷面結構特征的地質信息。第三是野外數據采集實現了自動化或半自動化，不僅采集速度快，大約每一測點需2～5s，而且避免了由于手工操作所出現的錯誤。第四是可以對資料進行預處理并顯示剖面曲線形態，脫機處理后還可以自動繪制和打印各種成果圖件。最后與傳統的勘探方法相比，成本低、效率高、信息豐富、解釋方便、勘探能力顯著提高。

2 電法勘探的幾種常用方法及其優缺點分析

電法勘探的方法有很多，常用的為電阻率剖面法，中間梯度法和電阻率測深法三種。這三種方法各有優缺點，下面簡析其應用及優缺點。

2.1 電阻率剖面法

電阻率剖面法常用的裝置有，聯合剖面裝置，對稱四極裝置，偶極裝置等幾種。

這些裝置各有最佳適用的情形，分清其最佳適用情況，合理選擇裝置，在實際應用中會有事半功倍的效果。如偶極剖面法視電阻率特征：最佳電極距與礦體埋深有關，埋深大，電極距大；異常較復雜，曲線形態和大小均與電極距密切相關；電極距增加，曲線由單峰變為雙峰，幅值由小變大再減小；深度增加，擬斷面等值線異常變寬，據閉合等值線圖可確定低阻球體的大致空間位置；高阻球體異常與低阻球體類似，僅曲線的高、低是相反的，且高阻球體的異常幅值較低球體的幅值小。由于偶極裝置對低阻敏感，所以在探測金屬礦物時比較適用。但其缺點為假異常大、不易分辨，不均勻及地形影響大，耗能大即費電等，所以在選取裝置時需要綜合考慮。同樣，聯合剖面法的優點是異常幅度大，分辨能力強，異常曲線清晰這點就比偶極剖面曲線好，但是其缺點為生產效率較低，地形影

響大。

對稱剖面法的特點是異常大，易讀數，裝置輕便、效率高，不均勻干擾和地形干擾小。其缺點是不易發現陡立薄脈狀良導體，異常幅度小。那么在實際生產中，如果根據其他地質資料我們可知礦床的產狀是陡立的薄脈狀金屬礦床，我們就要避免用這種方法進行下一步的勘探。

2.2 中間梯度法

中間梯度法對于不同的地質體，有不同的作用。對于直立良導薄脈上，圖像異常幅度很小，除非直接出露地表；對于直立高阻薄脈：異常幅度很大。對于水平良導薄板：圖像異常明顯，且薄板的水平寬度愈大，異常愈明顯；而水平高阻薄板：圖像異常很小。高阻和低阻傾斜脈狀體的圖像異常曲線形態特征有明顯差別。對于高阻傾斜脈，圖像異常極大值坐標大約位于脈頂在地面投影處，兩側有不對稱的極小值，傾向一側極小值明顯；對于良導傾斜脈， 脈頂于地表投影附近r圖像異常為零，脈體傾向一側出現異常極小值，反傾向一測為極大值。總之，對于中間梯度法來講，其優點是不均勻及地形影響小且生產效率高，但是其缺點很明顯，為勘探深度小，不易發現直立狀低阻脈。由于這些特點，中間梯度法通常用來追索高阻陡傾斜巖脈；而陡傾斜低阻脈如斷層破碎帶等的追索就很少用到。

2.3 電測深法

即電阻率垂向測深法，其實質為改變供電電極距來控制測量深度，通過由淺入深測量，獲得測點處垂向上電阻率變化；通過沿測線定性和定量解釋獲得各測線地電斷面資料；最后通過全區測線綜合分析從而獲得水平、垂直各向變化綜合資料。電測深法常用于定性解釋，其主要任務是確定工區內地電斷面的類型和地電斷面與地質分界的關系、建立測區內地電斷面變化的初步概念以及獲得地質斷面、地質構造的定性認識。電測深法的主要工作包括：電性資料研究，鉆孔資料和孔邊測深曲線對比。繪制和分析各種定性解釋成果圖件。定性解釋是定量解釋基礎，其正確與否直接關系到定量解釋結果和地質結論的可靠性。在實用中，定性解釋和定量解釋相輔相成、互相補充，有時甚至交叉進行。以使推斷解釋結論更加符合實際情況。

3 電法勘探的發展趨勢及應用前景

隨著各項技術的發展，材料工藝的進步，電法勘探設備向小型化，輕型化，智能化趨勢發展。電法勘探技術更趨向專業化，各方面不斷創新。其中創新意義尤為重要，電法勘探的創新在于我國在進行技術創新過程中積極和國際上展開交流與溝通，并對技術進行引進，并對技術進行全面的創新。電法勘探的前景十分廣闊，其在傳統的探礦工程中具有傳統的優勢，比如找煤，石油天然氣，或者深部固體礦產，在此不再列舉。電法勘探在水文地質，工程地質中以及環境工程中也有十分重要的意義。早期曾用電阻率法找水，現如今已經形成了專業化的電法勘探找水隊伍，對解決我國廣大群眾的生活水資源問題做出突出貢獻。在工程地質中，常用地質雷達來探測與工程相關的地質問題。同時，該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術，使其迅速發展，可以在更多的領域發揮作用。而瞬變電磁法逐步向工程檢測、環境、災害等應用領域發展。

4 結束語

電法勘探技術在我國地質資源勘查中發揮的作用非常重要，因此在使用該技術過程中需要實現進一步的提升，保證該技術向著經濟化、智能化的方向，實現人才、技術、科研等多方面的發展，從而促進我國資源勘查以及水文，環境工程等工作的穩定開展。

引用文獻

[1]云美厚：匯聚科技創新篇章，引領石油物探方向——2010年《石油地球物理勘探》評述

[2]錢德松：常用電法勘探的原理及優點分析

[3]周風桐：推進電法勘探在資源、環境與工程領域中的應用與發展