超高密度电法的原理和应用

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1、超高密度电法的原理和应用澳大利亚ZZResistivityImagingResearchCenter西安澳立华勘探技术开发有限公司内容超高密度直流电法勘探的概念多通道数据采集技术电法正演和反演技术FlashRes64系统实例MNMNMNMN电法勘探的原理可否探测到异常体的三个因素：异常体的大小距电极的距离电阻率的反差视电阻率图如何处理空间电法数据电法勘探方法的新发展基于现代电子技术的发展反演技术的发展分布式系统多芯电缆系统1)、为什么需要多通道普通电法仪器一般是进行单通道数据采集，供电电极AB通一次电，然后测量一次测量电极MN之间的电位差，最后算出视电阻率值，完成一个数据的

2、采集。如下图，如假设我们用偶极法来采集数据，我们要采集如下图的一组数据，即AB-M1N1、AB-M2N2、……AB-MnNn。如果用普通电法仪器那么工作顺序如下：２、多通道技术（1）、AB通电测电流，同时测M1N1间电位差，AB断电；（2）、AB通电测电流，同时测M2N2间电位差，AB断电；（3）、……（n）、AB通电测电流，同时测MnNn间电位差，AB断电从以上工作流程可以看出，要采集这n组数据，就要给AB通n次电。实际上这n次所测电流在理论上应保持不变，AB通电后所形成的电场也应保持不变，但所用时间却是n次AB通电时间。如果用多通道技术进行数据采集，那么对以上n个数据，只

3、需要在AB上通一次电，就可以同时测得n个MN间（M1N1、2N2、……MnNn）的数据，仅用了一次AB通电的时间。即用了单通道数据采集时间的1/n。这样一次通电后就可以测得一组数据，所以叫多通道数据采集技术。3)、多通道的优势使用多通道技术进行数据采集，可以大大提高工作效率。对于用普通电法和高密度电法一次只测量几百到几千个数据来说，多通道的优势好象并不明显。但是对于我们的超高密度电阻率法来说，一次需要采集6万多个数据，使用多通道技术就可大大节省工作时间，提高工作效率。如果采集一个数据点耗费2秒时间，那么采集6万多个数据就需要30多个小时，这在实际工作中是不可接受的。而采用

4、我们的61通道数据采集方法后，就可在不到1小时内完成数据采集工作。多通道数据采集和单通道数据采集在原理上并无两样，但是由于它打破了传统的单通道数据采集思路，从而大大提高了工作效率，缩短了工作时间。现国际上已开始流行多通道数据采集技术，但道数最多的仪器GDP-2仅有16道，而我们的仪器是61道。3、2.5维正反演系统在所有实际的直流电法勘探中，对于每一个数据点都必须用4个电极（无论二极、三极或四极法），都能测得一个电流值I和一个电压值V。另外根据ABMN4个电极的位置可以算得一个几何参数K，人们称ρ=K×V/I为视电阻率。根据不同装置的要求，人们将这个视电阻率放到剖面图上的一个

5、确定位置。由多个数据点所测的数据所计算出的被放到剖面图上不同位置的视电阻率组成的图象，被称为视电阻率图。以前人们对直流电法数据的解释就依据此视电阻率图。视电阻率虽然不是地下岩石的真电阻率，但却是地下电性不均匀体和地形起伏的一种综合反映。在电法勘探发展的很长一段时间里，也是普通电法勘探的最终成果图。1)、视电阻率图2)、为什么要使用视电阻率图(1）、在电法勘探发展初期和计算机不发达的时代，没有先进的反演方法来进行数据处理，只能用视电阻率图作为电法勘探的最终成果图。(2）、视电阻率图作为一种广泛使用的电法成果图，如果地下地质异常体并不复杂，还是能够反映地下不同地质体之间的电阻率差

6、异，是电法勘探资料解释的常用手段。下面我们做了2个模型来说明这个问题：①、如图所示：地电模型-1分为左右两层，以测线中心为分界线。左边电阻率为500Ω·M，右边电阻率为1000Ω·M。模拟地下有一垂直断层构造，断层两边电阻率不同。对同一地电模型，用普通电法的不同电极装置和数据采集方式，所得到的视电阻率图，也还能够反映出地电模型的基本特征，但不是很明显。视电阻率图对不同地电体之间的界限（断层）反映不够，只是大概的显示出了断层的位置，在进行资料解释时，困难就相对大一些。②、如图所示：地电模型-2背景电阻率为100Ω·M，其中有一个高阻异常区域，电阻率为3000Ω·M。模拟地下一定

7、深度处有一岩溶空洞，且被空气所充满，电阻率比周边区域高很多。对同一地电模型，用普通电法的不同电极装置和数据采集方式，所得到的视电阻率图，对模型中高阻异常体的反映很明显，但是对异常体的大小和位置反映较差。在进行资料解释时，就很难得到岩溶空洞准确的信息。如图所示：地电模型-3中背景电阻率为100Ω·M，其中有两个异常区域，都为2×2M大小。一个高阻异常区是3000Ω·M，一个低阻异常区是3Ω·M。模拟地下为一均匀地质构造，其中有一些岩溶空洞。空洞中充水的电阻率较低，充满空气的电阻率较高。采用同一地电模型，用