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1、高密度电阻率法高密度电阻率法7/26/20247/26/20241 1高密度电阻率法高密度电阻率法内容内容1 高密度高密度电电阻率法的基本原理阻率法的基本原理 2 高密度高密度电电阻率法野外工作技阻率法野外工作技术术 0 绪绪言言5 资资料解料解释释与分析与分析4 数据数据处处理理6 应应用用实实例例3 野外数据采集野外数据采集7/26/20247/26/20242 2高密度电阻率法高密度电阻率法0 绪言绪言在矿产资源、工程及环境等地质调查中，由于地在矿产资源、工程及环境等地质调查中，由于地质背景的多变性和复杂性，使常规电法勘探很难质背景的多变性和复杂性，使常规电法勘探很难满足实际地质调查的需
2、要。因此，被地学中称为满足实际地质调查的需要。因此，被地学中称为“ “CT”CT”的高密度电阻率法有了长足的发展。在各的高密度电阻率法有了长足的发展。在各类地质调查中发挥了重要的效率与作用。类地质调查中发挥了重要的效率与作用。高密度电阻率法（又称电阻率影像法）是一种阵高密度电阻率法（又称电阻率影像法）是一种阵列式的电法勘探方法，早在列式的电法勘探方法，早在2020世纪世纪7070年代未期，年代未期，英国学者就设计了电测深偏置系统，建立了高密英国学者就设计了电测深偏置系统，建立了高密度电阻率的最新模式。度电阻率的最新模式。8080年代后期，我国地质矿年代后期，我国地质矿产部门首先开展了高密度电阻
3、率及其应用技术的产部门首先开展了高密度电阻率及其应用技术的研究，并探讨完善了该方法的技术和理论。研究，并探讨完善了该方法的技术和理论。7/26/20247/26/20243 3高密度电阻率法高密度电阻率法1 高密度电阻率法的基本原理高密度电阻率法的基本原理高密度电阻率法是常规电阻率法的一个变种，就高密度电阻率法是常规电阻率法的一个变种，就其原理而言，与常规电阻率法完全相同，仍然其原理而言，与常规电阻率法完全相同，仍然以以岩岩、矿石的电性差异为基础矿石的电性差异为基础，通过观测和研究人通过观测和研究人工建立的地下稳定电场的分布规律来解决矿产资工建立的地下稳定电场的分布规律来解决矿产资源源、环境和
4、工程地质问题环境和工程地质问题。当人工向地下加载直。当人工向地下加载直流电流时，在地表利用相应仪器观测其电场分布，流电流时，在地表利用相应仪器观测其电场分布，通过研究这种人工施加电场的分布规律来达到要通过研究这种人工施加电场的分布规律来达到要解决地质问题的目的解决地质问题的目的，研究在施加电场的作用下，研究在施加电场的作用下，地层中传导电流的分布规律。求解其电场分布时，地层中传导电流的分布规律。求解其电场分布时，在理论上一般采用解析法。其电场分布满足式在理论上一般采用解析法。其电场分布满足式（1.11.1）的偏微分方程：）的偏微分方程：7/26/20247/26/20244 4高密度电阻率法高
5、密度电阻率法式中式中 为电场点坐标，为电场点坐标， 为源点坐标，当为源点坐标，当 时，即只考虑无源空间时，上式变为拉普拉斯方程：时，即只考虑无源空间时，上式变为拉普拉斯方程： 。但是在复杂条。但是在复杂条件下，无法求得拉氏方程的解析解，因此主要是采用各种数值模拟方法。件下，无法求得拉氏方程的解析解，因此主要是采用各种数值模拟方法。例如：二维地电模型使用点源二维有限元法、三维地电模型则使用有限例如：二维地电模型使用点源二维有限元法、三维地电模型则使用有限差分法等来解决上述问题。差分法等来解决上述问题。高密度电阻率法在工作时与常规电阻率方法在原理上是一样的，电阻率高密度电阻率法在工作时与常规电阻率
6、方法在原理上是一样的，电阻率的求取通过给的求取通过给ABAB极供电极供电I I，利用，利用MNMN测量电位差测量电位差 而获得。实际中，通过而获得。实际中，通过式（式（1.21.2） （1.21.2）（1.1） 求得测点x处的视电阻率值。目前的高密度电阻率法实际上是多种排列的常规电阻率法与资料自动处理相结合的一种综合方法。（1.21.2）7/26/20247/26/20245 5高密度电阻率法高密度电阻率法1.1 1.1 电阻率法基本理论电阻率法基本理论电阻率法基本理论电阻率法基本理论电阻率法电阻率法是传导类电法勘探方法之一。它建立在地壳中各是传导类电法勘探方法之一。它建立在地壳中各种岩种岩(
7、 (矿矿) )石之间具有导电性差异的基础上，通过观测和研石之间具有导电性差异的基础上，通过观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，可究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，可以达到查明地下地质构造或解决某些地质问题、寻找有用以达到查明地下地质构造或解决某些地质问题、寻找有用矿产之目的。矿产之目的。1.1.11.1.1岩土介质的电阻率岩土介质的电阻率岩土介质的电阻率岩土介质的电阻率 岩岩( (矿矿) )石间的石间的电阻率差异是电阻率法的物理前提电阻率差异是电阻率法的物理前提. .电阻率电阻率是描述物质导电性能的一个电性参数。从物理学中我们已是描述物质导电性能的一个电性参数
8、。从物理学中我们已经知道。当电流沿着一段导体的延伸方向流过时，导体的经知道。当电流沿着一段导体的延伸方向流过时，导体的电阻率与其长度电阻率与其长度l l成正比，与垂直于电流方向的导体横截面成正比，与垂直于电流方向的导体横截面积成反比。即：积成反比。即：式中比例系数式中比例系数 ，称为该导体的电阻率。将上式改写成，称为该导体的电阻率。将上式改写成7/26/20247/26/20246 6高密度电阻率法高密度电阻率法显然，电阻率在数值上等于电流垂直通过单位立方显然，电阻率在数值上等于电流垂直通过单位立方体截面时，该导体所呈现的电阻。岩矿石的电阻率体截面时，该导体所呈现的电阻。岩矿石的电阻率值越大，
9、其导电性就越差；反之，则导电性越好。值越大，其导电性就越差；反之，则导电性越好。 在国际单位制中，电阻在国际单位制中，电阻R R的单位为的单位为 （欧姆），长（欧姆），长度度l l的单位为米，截面积的单位为米，截面积S S的单位为的单位为 ，电阻率的单，电阻率的单位为欧姆位为欧姆 米，写作米，写作 。电阻率的倒数即为电导率，。电阻率的倒数即为电导率，以以 表示，它直接表征了岩石的导电性能。其单位表示，它直接表征了岩石的导电性能。其单位为西门子为西门子/ /米，或米，或s/ms/m. .电阻率是物质的一种属性。从导电机制来看，溶液电阻率是物质的一种属性。从导电机制来看，溶液主要是借助于其中的带电
10、离子导电；而固体矿物则主要是借助于其中的带电离子导电；而固体矿物则可以分为三种类型：金属导体、半导体和固体电解可以分为三种类型：金属导体、半导体和固体电解质。各种天然金属都属于金属导体，由于它们含有质。各种天然金属都属于金属导体，由于它们含有大量的自由电子，因此电阻率很低。比较重要的天大量的自由电子，因此电阻率很低。比较重要的天然金属有自然铜和自然金。此外，石墨也是具有某然金属有自然铜和自然金。此外，石墨也是具有某些特殊性质的电子导电体。些特殊性质的电子导电体。 7/26/20247/26/20247 7高密度电阻率法高密度电阻率法大多数金属矿物均属于半导体。半导体中的自由电子很少，它们主要不
11、是靠大多数金属矿物均属于半导体。半导体中的自由电子很少，它们主要不是靠自由电子，而是靠自由电子，而是靠“ “空穴空穴” ”导电。因此，其电阻率都高于金属导体，并有较导电。因此，其电阻率都高于金属导体，并有较大的变化范围。表大的变化范围。表1.11.1列出了若干常见的半导体列出了若干常见的半导体矿物及其电阻率的变化范围。由表中可见，大多数金属硫化物矿物及其电阻率的变化范围。由表中可见，大多数金属硫化物( (如黄铜矿、黄如黄铜矿、黄铁矿、方铅矿等铁矿、方铅矿等) )和某些金属氧化物和某些金属氧化物( (如磁铁矿如磁铁矿) )电阻率都较低电阻率都较低( (小于小于1 1欧姆欧姆. .米米) )，具有
12、良好的导电性；部分金属硫化物和氧化物，具有良好的导电性；部分金属硫化物和氧化物( (如辉锑矿、锡石、软锰矿、如辉锑矿、锡石、软锰矿、铬铁矿和赤铁矿等铬铁矿和赤铁矿等) )电阻率较高。表电阻率较高。表1.11.1常见半导体矿物的电阻率值常见半导体矿物的电阻率值 表1.1常见半导体矿物的电阻率值7/26/20247/26/20248 8高密度电阻率法高密度电阻率法绝大多数的造岩矿物，如表绝大多数的造岩矿物，如表1.21.2所出了岩石的电阻率及其变化范围，所出了岩石的电阻率及其变化范围，如辉石、长石、石英、云母、方解石等均属于固体电解质。它们都如辉石、长石、石英、云母、方解石等均属于固体电解质。它们
13、都是离子键晶体，依靠离子导电，由于离子要克服的势垒电位相当大，是离子键晶体，依靠离子导电，由于离子要克服的势垒电位相当大，故其电阻率很高，导电性很差，在干燥情况下可视为绝缘体。故其电阻率很高，导电性很差，在干燥情况下可视为绝缘体。 表1.2 岩石的电阻率值 7/26/20247/26/20249 9高密度电阻率法高密度电阻率法由表由表1.21.2可见，尽管主要造岩矿物的电阻率都在可见，尽管主要造岩矿物的电阻率都在10 . 10 . 以上，但岩石的电阻率及以上，但岩石的电阻率及其变化范围都要小一些。岩浆岩的电阻率为其变化范围都要小一些。岩浆岩的电阻率为100100到到 ，沉积岩的电阻率一般为，沉
14、积岩的电阻率一般为l0l0到到100100欧姆欧姆 米米，但化学沉积岩的电阻率要超过这个范围；至于变质岩，其电阻率一，但化学沉积岩的电阻率要超过这个范围；至于变质岩，其电阻率一般介于沉积岩和岩浆岩电阻率之间，且视其原岩的电阻率而异。般介于沉积岩和岩浆岩电阻率之间，且视其原岩的电阻率而异。各种岩、矿石的电阻率均无定值且有相当大的变化范围，这一事实表明，影各种岩、矿石的电阻率均无定值且有相当大的变化范围，这一事实表明，影响岩、矿石导电性的因素很复杂响岩、矿石导电性的因素很复杂. .其主要是岩、矿石的矿物成分及其结构、湿其主要是岩、矿石的矿物成分及其结构、湿度、温度，以及岩石孔隙中所含水溶波的矿化度
15、等。一船来说，岩、矿石中度、温度，以及岩石孔隙中所含水溶波的矿化度等。一船来说，岩、矿石中良导金属含量增高，电阻率就降低。但相比之下，岩石的结构具有关键性的良导金属含量增高，电阻率就降低。但相比之下，岩石的结构具有关键性的影响。事实证明，在良导性矿物含量相同的条件下，呈浸染状结构的岩石比影响。事实证明，在良导性矿物含量相同的条件下，呈浸染状结构的岩石比细脉状或网脉状结构的岩石具有更高的电阻率。这是因为，前者良导矿物颗细脉状或网脉状结构的岩石具有更高的电阻率。这是因为，前者良导矿物颗粒周围被劣导电性的岩石基质所包围，以致使它们彼此不相连通，不能形成粒周围被劣导电性的岩石基质所包围，以致使它们彼此
16、不相连通，不能形成良好的导电通道；而后者良导矿物却是互相连通的，见图良好的导电通道；而后者良导矿物却是互相连通的，见图1.11.1。 图1.1岩石中矿物结构示意图(a) 浸染状结构（b）细脉状结构 7/26/20247/26/20241010高密度电阻率法高密度电阻率法湿度对岩石的电阻率有很大的影响，这是因为水的电阻率湿度对岩石的电阻率有很大的影响，这是因为水的电阻率较小。含水岩石的电阻率远比干燥的岩石低。岩石的湿度较小。含水岩石的电阻率远比干燥的岩石低。岩石的湿度又与岩石自身的孔隙度有关，如岩桨岩孔隙度较小，故其又与岩石自身的孔隙度有关，如岩桨岩孔隙度较小，故其电阻率较高，但在受到风化或构造
17、破坏而裂隙增多的情况电阻率较高，但在受到风化或构造破坏而裂隙增多的情况下，湿度要增大，其电阻率将大为降低。另外还有下，湿度要增大，其电阻率将大为降低。另外还有个不个不容忽视的因素是水溶液的矿化度。随着矿化度的增大，水容忽视的因素是水溶液的矿化度。随着矿化度的增大，水的电阻率明显减小，岩石的电阻率就降低。温度升高时，的电阻率明显减小，岩石的电阻率就降低。温度升高时，地下水的溶解度增加，从而提高了矿化度地下水的溶解度增加，从而提高了矿化度, ,同时水溶液中同时水溶液中离子的迁移率增大，将导致岩石电阻率降低。当外界温度离子的迁移率增大，将导致岩石电阻率降低。当外界温度低于低于0 0度时，岩、矿石中的
18、裂隙水将由液态变为固态而使度时，岩、矿石中的裂隙水将由液态变为固态而使电阻率增大。对于层理发育的岩层而言，由于层理间往往电阻率增大。对于层理发育的岩层而言，由于层理间往往存在良导性层和不良导性层互层，因此电流垂直穿过层理存在良导性层和不良导性层互层，因此电流垂直穿过层理时所呈现的电阻率比平行穿过层理时大，这种现象称为岩时所呈现的电阻率比平行穿过层理时大，这种现象称为岩层电阻率的各向异性。层电阻率的各向异性。 7/26/20247/26/20241111高密度电阻率法高密度电阻率法一、均匀各向同性半空间点电源的电场一、均匀各向同性半空间点电源的电场均匀各向同性半空间是指地面下的岩石，它的电阻率在
19、各处都是均匀的，各方向都是相同的。均匀各向同性半空间是指地面下的岩石，它的电阻率在各处都是均匀的，各方向都是相同的。假设地表为水平，有一个正电极假设地表为水平，有一个正电极A A不断地往地下供电，另一端不断地往地下供电，另一端D D在无穷远处，这时电流线呈在无穷远处，这时电流线呈辐射状均匀向外流出，见图辐射状均匀向外流出，见图1.21.211电流线电流线 22等位线等位线图图1.2 1.2 地下电流线分布图地下电流线分布图若由若由A A，B B两点向地下供电，在其中间两点向地下供电，在其中间MNMN处的电位为处的电位为 由此由此式中K又仅与A，B，M，N电极相对距离有关，称为装置系数。在地表水
20、平的均匀介质中，不管K如何变化，所测得的电阻率都是不变的。 7/26/20247/26/20241212高密度电阻率法高密度电阻率法1.1.21.1.2、视电阻率、视电阻率、视电阻率、视电阻率在实际工作中，各种岩层具有不同的电阻率。由在实际工作中，各种岩层具有不同的电阻率。由ABAB供电，供电，MNMN测量电位差来测量电位差来确定岩石电阻率，利用确定岩石电阻率，利用=R(S/L)=R(S/L)式进行计算，其结果不是电阻率的真值，而式进行计算，其结果不是电阻率的真值，而是各种介质电性综合影响的结果，称之为视电阻率。而它还与电极系间距的是各种介质电性综合影响的结果，称之为视电阻率。而它还与电极系间
21、距的大小和介质中某些不均匀体的相对位置有关。我们还可用近似公式：大小和介质中某些不均匀体的相对位置有关。我们还可用近似公式： 表示 式中是测量电极MN之间的电流密度，是均匀介质中MN之间的电流密度，为MN间的真电阻率。 7/26/20247/26/20241313高密度电阻率法高密度电阻率法若地下有良导电的地质体存在，它对电流有吸引作用，电流大部分被良导若地下有良导电的地质体存在，它对电流有吸引作用，电流大部分被良导体吸引，使地表体吸引，使地表MNMN处附近的电流密度减少，即处附近的电流密度减少，即 减小，这时减小，这时 ，在电子导体上方在电子导体上方 是减小，在远离电子导体的地方，是减小，在
22、远离电子导体的地方， 趋近于趋近于 。相反，。相反，若地质体为高电阻率时，对电流有排斥作用，若地质体为高电阻率时，对电流有排斥作用， ，则，则 增大。增大。于是我们可以说，如于是我们可以说，如 在某处变小，则该处有低电阻率地质体存在在某处变小，则该处有低电阻率地质体存在( (如硫如硫化矿体，地下水等化矿体，地下水等) )；如；如 增大，则有高电阻率地质体存在。我们在地表增大，则有高电阻率地质体存在。我们在地表供电，在地表进行观测以判断地下的地质情况，这是与电流密度在地下分供电，在地表进行观测以判断地下的地质情况，这是与电流密度在地下分布状态有关的。布状态有关的。 图图1.31.37/26/20
23、247/26/20241414高密度电阻率法高密度电阻率法1.2 高密度电阻率法高密度电阻率法高密度电阻率法是一种新兴阵列勘探方法，将多个电极高密度电阻率法是一种新兴阵列勘探方法，将多个电极( (可达上百根可达上百根) )置于测线上，通过电极转换开关和工程电测置于测线上，通过电极转换开关和工程电测仪便可实现数据的快速自动采集并能够进行现场数据处理、仪便可实现数据的快速自动采集并能够进行现场数据处理、分析和成图。关于阵列电探的思想提出和发展已有分析和成图。关于阵列电探的思想提出和发展已有3030多年多年的历史，并先后开发研制成了几种类型的仪器。到的历史，并先后开发研制成了几种类型的仪器。到909
24、0年代年代后期，随着人们对高密度电阻率法应用技术认识的加深、后期，随着人们对高密度电阻率法应用技术认识的加深、电子技术和计算技术的发展，高密度电阻率法无论在装置电子技术和计算技术的发展，高密度电阻率法无论在装置选择、采集方式、数据处理和成像技术等方面均得到了很选择、采集方式、数据处理和成像技术等方面均得到了很大提高。高密度电阻率法具有较强的抗干扰能力，且探测大提高。高密度电阻率法具有较强的抗干扰能力，且探测深度较深，野外采集的数据量较大，从一定意义上讲提高深度较深，野外采集的数据量较大，从一定意义上讲提高了探测精度。相对于常规电阻率法而言，它具有以下特点：了探测精度。相对于常规电阻率法而言，它
25、具有以下特点： 7/26/20247/26/20241515高密度电阻率法高密度电阻率法1).1).电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。速和自动测量奠定了基础。2).2).能有效的进行多种排列方式的扫描测量，因而能有效的进行多种排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质地球物理信息。地球物理信息。3).3).野外数据采集实现了自动化，提高了采集速度。野外数据采集实现了自动化，提高
26、了采集速度。4).4).可对采集数据进行实时处理，并能计算出电阻可对采集数据进行实时处理，并能计算出电阻率成像的反演结果。率成像的反演结果。7/26/20247/26/20241616高密度电阻率法高密度电阻率法（一）、仪器结构（一）、仪器结构7/26/20247/26/20241717高密度电阻率法高密度电阻率法WDJD-3多功能数字直流激电仪 7/26/20247/26/20241818高密度电阻率法高密度电阻率法操作面板 7/26/20247/26/20241919高密度电阻率法高密度电阻率法高密度电法工作示意图高密度电法工作示意图 高密度电法工作示意图高密度电法工作示意图 7/26/2
27、0247/26/20242020高密度电阻率法高密度电阻率法高密度电阻率法电极排列的发展 高密度电法开始时，研究的排列方式主要有三种：高密度电法开始时，研究的排列方式主要有三种：阿尔法阿尔法阿尔法阿尔法，贝塔贝塔贝塔贝塔和和伽马伽马伽马伽马。现在排列方式已发展到十。现在排列方式已发展到十几种。不过仔细研究就可发现，所有排列都是从几种。不过仔细研究就可发现，所有排列都是从对称四极对称四极对称四极对称四极（施伦贝谢尔，（施伦贝谢尔，SchlumbergerSchlumberger）、）、偶极偶极偶极偶极- -偶极偶极偶极偶极（dipole-dipoledipole-dipole）、）、单极单极单极
28、单极- -偶极偶极偶极偶极（pole-pole-dipoledipole）、）、单极单极单极单极- -单极单极单极单极（pole-polepole-pole）演变而来（其）演变而来（其中，伽马排列方式无变种）。如：中，伽马排列方式无变种）。如：AM=MN=NB AM=MN=NB 时时,Schlumberger,Schlumberger排列就变成阿尔法排列；排列就变成阿尔法排列；AB=BM=MNAB=BM=MN时，偶极时，偶极- -偶极排列就变成贝塔排列；偶极排列就变成贝塔排列；对于单极偶对于单极偶- -极排列，就极排列，就AMN,MNB,AM=MN AMN,MNB,AM=MN 和和,AM=!M
29、N,AM=!MN等等4 4种。至于所谓的滚动排列装置，在电种。至于所谓的滚动排列装置，在电极排列方式上基本不变，只不过是其排列方式有极排列方式上基本不变，只不过是其排列方式有利剖面滚动衔接而已。利剖面滚动衔接而已。7/26/20247/26/20242121高密度电阻率法高密度电阻率法一)高密度电法各种装置的布极方式 高密度电阻率法实质上纯属直流电阻率法, 其基本原理与直流电阻率法相同,不同的是它的装置是一种组合式剖面装置。本系统支持18种测量装置, 其中, 排列、排列、排列、A排列、B排列、2、自电M、自电MN、充电M、充电MN排列等适用于固定断面扫描测量, A-M、A-MN、AB-M、AB
30、-MN、MN-B、A-MN、A-MN-B、跨孔等电极排列适用于变断面连续滚动扫描测量, 分别介绍如下：7/26/20247/26/20242222高密度电阻率法高密度电阻率法（一）、固定断面扫描测量（一）、固定断面扫描测量该测量方法在测量时以剖面线为单位进行测量该测量方法在测量时以剖面线为单位进行测量, , 启动一次启动一次测量最少测一条剖面线测量最少测一条剖面线, , 存储与显示时亦以剖面线为单位存储与显示时亦以剖面线为单位进行。一个断面由若干条剖面线组成进行。一个断面由若干条剖面线组成, , 且每条剖面线有唯且每条剖面线有唯一编号一编号, , 简称剖面号。以简称剖面号。以 排列（温纳装置排
31、列（温纳装置AMNBAMNB）为例）为例, , 测量某一剖面测量某一剖面N N时时, AMNB, AMNB相邻电极保持极距相邻电极保持极距a, a, 每测量完每测量完一点向前移动一个基本点距一点向前移动一个基本点距x, x, 直至直至B B极为最后一个电极止极为最后一个电极止, , 剖面上的测点数随剖面号增大而减少剖面上的测点数随剖面号增大而减少, , 其断面上测点呈倒其断面上测点呈倒梯形分布梯形分布, , 当实接电极数为当实接电极数为60,60,剖面数为剖面数为16, 16, 断面测点分布断面测点分布如图如图1.41.4所示。所示。图1.4 固定断面扫描测量断面测点示意图 7/26/2024
32、7/26/20242323高密度电阻率法高密度电阻率法当实接电极数给定时当实接电极数给定时, , 任意剖面测点数由下式确定任意剖面测点数由下式确定: :sum sum （a a） 。其中，其中， 剖面号，剖面号， 剖面上的测点数，剖面上的测点数，sum sum 实接电极数，实接电极数， 装置电极数（装置等于，装置装置电极数（装置等于，装置等于）。等于）。例如对例如对 排列，电极数排列，电极数a a4 4，设实接电极数，设实接电极数sumsum6060，剖面数为，剖面数为16, 16, 则则6060（4 41 1） 606033。1 1 6060335757，161660603163161212
33、，断面总测点数断面总测点数1616（1 11616）/2/21616（57571212）/2=552/2=552。7/26/20247/26/20242424高密度电阻率法高密度电阻率法（二）、变断面连续滚动扫描测量（二）、变断面连续滚动扫描测量该测量方法在测量时以滚动线为单位进行测量该测量方法在测量时以滚动线为单位进行测量, , 启动一次测量最少测一条滚动启动一次测量最少测一条滚动线线, , 存储与显示时则仍以剖面线为单位进行。滚动线是一条沿深度方向的直线存储与显示时则仍以剖面线为单位进行。滚动线是一条沿深度方向的直线或斜线（不可视线），各测点等距分布其上或斜线（不可视线），各测点等距分布其
34、上, , 所有滚动线上相同测点号的测点所有滚动线上相同测点号的测点构成一条剖面构成一条剖面, ,不同深度的测点位于不同剖面上不同深度的测点位于不同剖面上, ,一条滚动线上的测点数等于断一条滚动线上的测点数等于断面的剖面数。一个断面由若干条滚动线组成面的剖面数。一个断面由若干条滚动线组成, , 且每条滚动线有唯一编号且每条滚动线有唯一编号, , 简称简称滚动号。滚动号。测量一条滚动线的过程称作单次滚动测量一条滚动线的过程称作单次滚动, , 即在保持供电电极与某个电极接通不动即在保持供电电极与某个电极接通不动的情况下沿测线方向（电极号由小到大）移动测量电极，测量电极与供电电极的情况下沿测线方向（电
35、极号由小到大）移动测量电极，测量电极与供电电极间距起始为一个基本点距，测量并存储当前点电阻率后便移动一次测量电极，间距起始为一个基本点距，测量并存储当前点电阻率后便移动一次测量电极，每次移动一个基本点距，重复上述测量移动过程直至测量点数等于剖面数为止。每次移动一个基本点距，重复上述测量移动过程直至测量点数等于剖面数为止。7/26/20247/26/20242525高密度电阻率法高密度电阻率法图图1.51.5为变断面连续滚动扫描测量断面测点分布示意图为变断面连续滚动扫描测量断面测点分布示意图, , 图中图中, , 电极装置电极装置为为A-MA-M二极装置（其它装置测点分布相同二极装置（其它装置测
36、点分布相同, , 仅水平坐标不同而已），滚动仅水平坐标不同而已），滚动总数总数=15, =15, 实接电极数实接电极数=18, =18, 剖面数剖面数=8, =8, 断面上测点呈平行四边形分布。由断面上测点呈平行四边形分布。由于剖面数为于剖面数为8, 8, 所以在所以在1818根电极布好不动的情况下只能测量前根电极布好不动的情况下只能测量前1010条滚动线条滚动线, , 要测要测11111515号滚动线则须将号滚动线则须将1818根电极整体向前移动根电极整体向前移动1010个点距个点距, , 即原即原1111号号电极位置成为电极位置成为1 1号电极号电极, , 其余类推。其余类推。当电极排列与
37、实接电极数当电极排列与实接电极数sumsum确定时确定时, , 最大剖面数（也即一条滚动线上最大剖面数（也即一条滚动线上最多测点数）由下式决定：最多测点数）由下式决定：maxmaxsum sum （a a）。）。其中，其中，max max 最大剖面数，最大剖面数，sum sum 实接电极数，实接电极数， 装置电极数（装置等于，装置等于，装置等于）装置电极数（装置等于，装置等于，装置等于）。若设定断面剖面数为（。若设定断面剖面数为（ maxmax），则在不移动电极情况下可连续），则在不移动电极情况下可连续测量的滚动线条数测量的滚动线条数n n由下式决定：由下式决定：n nmax max （）。（
38、）。若设定断面滚动总数为若设定断面滚动总数为sumsum，则测量完全部滚动线须移动布置电极次，则测量完全部滚动线须移动布置电极次数由下式决定：数由下式决定：sumsumn n 整除，整除，或或 sumsumnn 不整除，其中不整除，其中, , 表示取整数部分。表示取整数部分。断面总测点数滚动断面总测点数滚动( (线线) )总数总数 剖面数。剖面数。测测11111515滚动线时电极新位置滚动线时电极新位置 1 5 6 7 8 9 10 11 12 131 5 6 7 8 9 10 11 12 137/26/20247/26/20242626高密度电阻率法高密度电阻率法图1.5 变断面连续滚动扫描
39、测量断面测点分布示意图例如对二极排列，电极数a2，设实接电极数sum30，则最大剖面数max30（21）29。若取剖面数16，则 n29（161）14，即当30根电极布好后, 在不移动电极情况下可连续测量14条滚动线。若设定断面滚动总数sum200，则测量完全部滚动线须移动布置电极次数20014115。该断面总测点数sum200163200。7/26/20247/26/20242727高密度电阻率法高密度电阻率法（三）、电极排列（三）、电极排列 排列（温纳装置排列（温纳装置排列（温纳装置排列（温纳装置AMNBAMNB） 该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如下：该装置适用于固定断面扫描测量，
40、电极排列如下： 图图1.6 1.6 温纳装置排列示意图温纳装置排列示意图采用对称四极装置方式时，当采用对称四极装置方式时，当AM=MN=NB=AM=MN=NB=时，这种对称等距排列称为温纳时，这种对称等距排列称为温纳（WennerWenner）装置（如图）装置（如图1.61.6）。其）。其 s s表达式为：表达式为： （1.31.3）其装置系数为：其装置系数为： （1.41.4）【特点特点】测量断面为倒梯形。测量断面为倒梯形。【描述描述】测量时，测量时，AM=MN=NB=AM=MN=NB=为一个电极间距，为一个电极间距，A A、MM、N N、B B逐点同时向逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；
41、接着右移动，得到第一条剖面线；接着AMAM、MNMN、NBNB增大一个电极间距，增大一个电极间距， A A、MM、N N 、B B逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。倒梯形断面。7/26/20247/26/20242828高密度电阻率法高密度电阻率法排列（偶极装置排列（偶极装置ABMN） 该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图1.71.7：这种装置的特点是供电电极这种装置的特点是供电电极A A、B B和测量电极和测量电极MM、N N均采用偶极，并按一
42、定的距均采用偶极，并按一定的距离分开。由于四个电极都在同一测线上，故又称偶向偶极。其离分开。由于四个电极都在同一测线上，故又称偶向偶极。其 s s表达式为表达式为 （1.51.5） 其中其中 KK=6 a =6 a （1.61.6）【特点特点】测量断面为倒梯形。测量断面为倒梯形。【描述描述】测量时，测量时，AB=BM=MN=aAB=BM=MN=a为一个电极间距，为一个电极间距，A A、B B、MM、N N逐点同时向逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着右移动，得到第一条剖面线；接着ABAB、BMBM、MNMN增大一个电极间距，增大一个电极间距， A A、B B、MM、N N 逐点同时向右移动
43、，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。倒梯形断面。偶极装置排列示意图 7/26/20247/26/20242929高密度电阻率法高密度电阻率法 排列（微分装置排列（微分装置排列（微分装置排列（微分装置AMBNAMBN） 该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图1.81.8：其：其 s s表达式为表达式为 （1.71.7）式中：式中：KK=3 a =3 a （1.81.8）【特点特点】测量断面为倒梯形。测量断面为倒梯形。【描述描述】测量时，测量时，AM=MB=BN=aAM
44、=MB=BN=a为一个电极间距，为一个电极间距，A A、MM、B B、N N逐点同时向右移动，逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着得到第一条剖面线；接着AMAM、MBMB、BNBN增大一个电极增大一个电极间距，间距， A A、MM、B B、N N 逐点同逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。图图1.81.87/26/20247/26/20243030高密度电阻率法高密度电阻率法AA排列（联剖正装置排列（联剖正装置排列（联剖正装置排列（联剖正装置AMNAMN） 该装置适用于固定断面扫描测量
45、，电极排列如图该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图1.91.9：图图1.9 1.9 联剖正装置排列示意图联剖正装置排列示意图【特点特点】测量断面为倒梯形。测量断面为倒梯形。【描述描述】测量时，测量时，AM=MNAM=MN为一个电极间距，为一个电极间距，A A、MM、N N逐点同时向右移动，逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着得到第一条剖面线；接着AMAM、MNMN增大一个电极间距，增大一个电极间距， A A、MM、N N 逐点同时逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。7/26/202
46、47/26/20243131高密度电阻率法高密度电阻率法BB排列（联剖反装置排列（联剖反装置排列（联剖反装置排列（联剖反装置 MNBMNB） 该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图该装置适用于固定断面扫描测量，电极排列如图1.101.10：【特点特点】测量断面为倒梯形。测量断面为倒梯形。【描述描述】测量时，测量时，MN=NBMN=NB为一个电极间距，为一个电极间距，MM、N N、B B逐点同时向右移逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着动，得到第一条剖面线；接着MNMN、NBNB增大一个电极间距，增大一个电极间距， MM、N N、B B 逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测
47、量下去，得到逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。倒梯形断面。7/26/20247/26/20243232高密度电阻率法高密度电阻率法A-MA-M二极排列二极排列二极排列二极排列 该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图1.111.11：【特点特点】测量断面为平行四边形。测量断面为平行四边形。【描述描述】测量时，测量时，A A不动，不动，MM逐点向右移动，得到一条滚动线；接着逐点向右移动，得到一条滚动线；接着A A、MM同时向右移动一个电极，同时向右移动一个电极，A A不动，不动，MM逐点向右移动，得到
48、另一条滚动逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。线；这样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。图图1.111.11二极排列示意图二极排列示意图7/26/20247/26/20243333高密度电阻率法高密度电阻率法A-MN三极排列三极排列 该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图图1.121.12：【特点特点】测量断面为平行四边形。测量断面为平行四边形。【描述描述】测量时，测量时，A A不动，不动，MM、N N 逐点向右同时移动，得逐点向右同时移动，得到一条滚动线；接着到一条滚动线；接着A A、MM、N
49、N同时向右移动一个电极，同时向右移动一个电极，A A不动，不动，MM、N N 逐点向右同时移动，得到另一条滚动线；这逐点向右同时移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。 7/26/20247/26/20243434高密度电阻率法高密度电阻率法AB-M三极排列三极排列 该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图1.131.13： 图图1.13 AB-M1.13 AB-M三极排列示意图三极排列示意图【特点特点】测量断面为平行四边形。测量断面为平行四边形。【描述描述】测量时，测量时
50、，A A、B B不动，不动，MM逐点向右移动，得到一条滚动线；接着逐点向右移动，得到一条滚动线；接着A A、B B、MM同时向右移动一个电极，同时向右移动一个电极，A A、B B不动，不动，MM逐点向右移动，得到另一条滚动线；逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。这样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。7/26/20247/26/20243535高密度电阻率法高密度电阻率法AB-MN偶极排列偶极排列该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图1.141.14： 图图1.14 AB-MN1.14 AB-MN
51、偶极排列示意图偶极排列示意图【特点特点】测量断面为平行四边形。测量断面为平行四边形。【描述描述】测量时，测量时，A A、B B不动，不动，MM、N N 逐点向右同时移动，得到一逐点向右同时移动，得到一条滚动线；接着条滚动线；接着A A、B B、MM、N N同时向右移动一个电极，同时向右移动一个电极，A A、B B不动，不动，MM、N N 逐点向右同时移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测逐点向右同时移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到平行四边形断面。量下去，得到平行四边形断面。7/26/20247/26/20243636高密度电阻率法高密度电阻率法10MN-B排列排列 该装置适用
52、于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图1.151.15： 图图1.15 MN-B1.15 MN-B排列示意图排列示意图【特点特点】测量断面为矩形。测量断面为矩形。【描述描述】测量时，测量时，MM、N N不动，不动，B B 逐点向右移动，得到一条滚动线；接着逐点向右移动，得到一条滚动线；接着MM、N N、B B同时向右移动一个电极，同时向右移动一个电极，MM、N N不动，不动，B B 逐点向右移动，得到另一条滚动逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。7/26/20247/26/2
53、0243737高密度电阻率法高密度电阻率法11、2排列排列该装置适用于固定断面扫描测量，该装置适用于固定断面扫描测量， 电极排列如图电极排列如图1.161.16：【特点特点】测量断面为倒梯形。测量断面为倒梯形。【描述描述】测量时，测量时，AM=MN=NBAM=MN=NB为一个电极间距，为一个电极间距，A A、B B、MM、N N逐点同时逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着向右移动，得到第一条剖面线；接着AMAM、NBNB增大一个电极间距，增大一个电极间距，MNMN始始终为一个电极间距，终为一个电极间距，A A、B B、MM、N N 逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；逐点同时向右移动，得到
54、另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。 7/26/20247/26/20243838高密度电阻率法高密度电阻率法12、A-MN-B四极测深排列四极测深排列 该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图1.171.17： 图图1.17 A-MN-B1.17 A-MN-B四极测深排列示意图四极测深排列示意图【特点特点】测量断面为矩形。测量断面为矩形。【描述描述】测量时，测量时，MM、N N不动，不动，A A 逐点向左移动，同时逐点向左移动，同时B B 逐点向右移动，得逐点向右移动，得到一条滚动线
55、；接着到一条滚动线；接着A A、MM、N N、B B同时向右移动一个电极，同时向右移动一个电极，MM、N N不动，不动，A A 逐点向左移动，同时逐点向左移动，同时B B 逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。量下去，得到矩形断面。7/26/20247/26/20243939高密度电阻率法高密度电阻率法13、矩形、矩形A-MN排列排列 该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图该装置适用于变断面连续滚动扫描测量，电极排列如图1.181.18： 图图1.181.18矩形矩形A-MNA-MN排列示意图排列示意图【特点
56、特点】测量断面为矩形。测量断面为矩形。【描述描述】测量时，测量时，MM、N N不动，不动，A A 逐点向左移动，得到一条滚动线；接着逐点向左移动，得到一条滚动线；接着A A、MM、N N同时向右移动一个电极，然后同时向右移动一个电极，然后MM、N N不动，不动，A A再逐点向左移动，又得到再逐点向左移动，又得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。7/26/20247/26/20244040高密度电阻率法高密度电阻率法2 高密度电阻率法野外工作技术高密度电阻率法野外工作技术1 1）研究对象的调查与分析）研究对象的调查与分析在开展工作
57、之前，首先分析研究整个工作区地质地球物理特征，在开展工作之前，首先分析研究整个工作区地质地球物理特征，论证论证使用高密度电阻率法探测方法的可行性使用高密度电阻率法探测方法的可行性。确认探查对象的电阻率和周。确认探查对象的电阻率和周围介质的电性差异较大，所要探查地层的厚度和异常体的体积与其埋围介质的电性差异较大，所要探查地层的厚度和异常体的体积与其埋深都比较高，用电阻率方法进行探查显得有一定的优势。深都比较高，用电阻率方法进行探查显得有一定的优势。2 2）地质地球物理资料的系统收集）地质地球物理资料的系统收集由于同地层介质的弹性波速度值相比较，影响介质电阻率的因数更多，由于同地层介质的弹性波速度
58、值相比较，影响介质电阻率的因数更多，比如，探查对象构成物质的颗粒电阻率、孔隙度、含水饱和度、孔隙比如，探查对象构成物质的颗粒电阻率、孔隙度、含水饱和度、孔隙水电阻率、温度等。另外，地层岩体的生成年代不同，生成后是否经水电阻率、温度等。另外，地层岩体的生成年代不同，生成后是否经历构造运动，热水变质作用，风化作用等因素也影响了电阻率值的大历构造运动，热水变质作用，风化作用等因素也影响了电阻率值的大小。因此，在对探查的电阻率结果进行详细解释时，所对比应用的资小。因此，在对探查的电阻率结果进行详细解释时，所对比应用的资料越多越好。地质踏勘资料、钻孔资料、测井资料、室内岩土实验资料越多越好。地质踏勘资料
59、、钻孔资料、测井资料、室内岩土实验资料都是应收集的有用资料料都是应收集的有用资料7/26/20247/26/20244141高密度电阻率法高密度电阻率法3) 3) 各种影响因数各种影响因数( l )( l )场区地形影响场区地形影响在数据采集过程中，采集仪所测得的电位值不仅和地下构造分布有关，还受在数据采集过程中，采集仪所测得的电位值不仅和地下构造分布有关，还受地形变化的影响一般来说，凸地形情况和平坦地形相比，测得的电阻率值地形变化的影响一般来说，凸地形情况和平坦地形相比，测得的电阻率值偏大，凹地形情况下偏小，偏大，凹地形情况下偏小，高密度电阻率法所探测的结果，是测量装置下方高密度电阻率法所探
60、测的结果，是测量装置下方地电介质的分布情况和地下构造和地形起伏双重影响下的视电阻率二维断面地电介质的分布情况和地下构造和地形起伏双重影响下的视电阻率二维断面图图。沿测线方向地形变化的影响必须要校正，如果测线横穿陡崖和角度大于。沿测线方向地形变化的影响必须要校正，如果测线横穿陡崖和角度大于45 45 度的斜坡，很容易发生伪像，这种情况下地形校正显得尤为重要测线度的斜坡，很容易发生伪像，这种情况下地形校正显得尤为重要测线横穿区域地形变化可通过有限元、边界元等数学方法进行地形校正，但测线横穿区域地形变化可通过有限元、边界元等数学方法进行地形校正，但测线两侧地形变化很大的情况下，很难找到合适的数学校正
61、方法。考虑到工区地两侧地形变化很大的情况下，很难找到合适的数学校正方法。考虑到工区地形较为复杂，选择垂直测线方向做一条辅助测线进行比较，以确定伪像的有形较为复杂，选择垂直测线方向做一条辅助测线进行比较，以确定伪像的有无和数据结果的可靠程度。无和数据结果的可靠程度。 (2 )(2 )人工构造物影响人工构造物影响铁路、地下埋设金属管线、高压电线、钢筋混凝土建筑物、金属堆积物等人铁路、地下埋设金属管线、高压电线、钢筋混凝土建筑物、金属堆积物等人工构造物对电法测量精度的影响很大。这些构造物和周围介质相比表现低阻工构造物对电法测量精度的影响很大。这些构造物和周围介质相比表现低阻特征，便吸引电流集中流向这
62、里，使测量地层真实电阻率值变得困难。因此，特征，便吸引电流集中流向这里，使测量地层真实电阻率值变得困难。因此，野外布线时应尽量避开这些构造物如果不能避开的话，在野外实际布线时，野外布线时应尽量避开这些构造物如果不能避开的话，在野外实际布线时，尽量做到以下几点：尽量做到以下几点：7/26/20247/26/20244242高密度电阻率法高密度电阻率法a a 、当测线必须横穿构造物时，则尽量使测线横穿构造物、当测线必须横穿构造物时，则尽量使测线横穿构造物的距离达到最短（垂直构造物的长轴走向）。横穿高压线的距离达到最短（垂直构造物的长轴走向）。横穿高压线的情况下，测线要垂直高压线布设，为了减小感应电
63、流的的情况下，测线要垂直高压线布设，为了减小感应电流的影响，测线要尽量从相邻铁塔的中央通过（如图影响，测线要尽量从相邻铁塔的中央通过（如图2.1a2.1a所示）所示）。 b b 、当测线从构造物的旁侧通过时，若构造物沿测线方向、当测线从构造物的旁侧通过时，若构造物沿测线方向的长度大于探测深度，测线离构造物的距离要大于探测深的长度大于探测深度，测线离构造物的距离要大于探测深度，若构造物的长度小于探测深度，测线离构造物的距离度，若构造物的长度小于探测深度，测线离构造物的距离要大于构造物的长度（图要大于构造物的长度（图2.1b ) ;2.1b ) ; c c 、当测线从构造物的旁侧通过时，如电极排列
64、的电极距、当测线从构造物的旁侧通过时，如电极排列的电极距大于构造物沿测线方向的长度，构造物对测量结果的影响大于构造物沿测线方向的长度，构造物对测量结果的影响较小（图较小（图2.1c ) 2.1c ) 。 野外施工测线布置示意图 7/26/20247/26/20244343高密度电阻率法高密度电阻率法4 4 ）探查深度的厘定）探查深度的厘定高密度电阻率法的探查深度，从野外施工的角度来说，最大可高密度电阻率法的探查深度，从野外施工的角度来说，最大可达到达到 500 500 米的深度，但分布方式由于受采集系统的器件性能的米的深度，但分布方式由于受采集系统的器件性能的影响，在实际工作中所探测深度则要浅
65、一些。影响，在实际工作中所探测深度则要浅一些。设计探查深度是在电极排列布置前所要考虑的工作。由于随着设计探查深度是在电极排列布置前所要考虑的工作。由于随着电极间距的拉大，使测量结果的精度降低。因此，设计探查深电极间距的拉大，使测量结果的精度降低。因此，设计探查深度约为探查目标体深度的度约为探查目标体深度的1.3 1.3 倍。在有些现场条件允许的情况下，倍。在有些现场条件允许的情况下，则设计为则设计为 2 2 倍。做到既保证精度也不影响深度。倍。做到既保证精度也不影响深度。 5 5 ）电极间隔的确定）电极间隔的确定虽然高密度电阻率探测结果具有体积效应，但是断面分析的分虽然高密度电阻率探测结果具有
66、体积效应，但是断面分析的分辨率仍和最小电极间距相当。从这一点考虑，设计最小电极间辨率仍和最小电极间距相当。从这一点考虑，设计最小电极间距应为探查深度的距应为探查深度的 1 / 10 1 / 15 1 / 10 1 / 15 。在实际实践过程中，如果发。在实际实践过程中，如果发现电极间距小于探查深度的现电极间距小于探查深度的1 / 15 1 / 15 ，测得的结果中就包含一些，测得的结果中就包含一些不稳定随机因素，同时也容易产生不稳定随机因素，同时也容易产生“ “伪像伪像” ”。7/26/20247/26/20244444高密度电阻率法高密度电阻率法 高高密密度度电电阻阻率率法法的的数数据据采采
67、集集包包括括电电极极系系，多多芯芯电电缆缆，多多路路电电极极转转换换器器和和测测量量主主机机。观观测测时时按按设设计计一一定定间间隔隔。等等间间距距电电极极由由多多芯芯电电缆缆通通过过转转换换器器与与主主机机联联接接，实实现现了了数数据据采采集集，存存贮贮，传传输输等等计计算机自动控制的全过程。算机自动控制的全过程。 3 野外数据采集野外数据采集7/26/20247/26/20244545高密度电阻率法高密度电阻率法 在工区布好测线在工区布好测线,按一定的间距插按一定的间距插上电极上电极,用智能电缆将他们连接用智能电缆将他们连接,进而进而用采集仪采集工区数据用采集仪采集工区数据。7/26/20
68、247/26/20244646高密度电阻率法高密度电阻率法 高高密密度度电电法法探探测测时时电电极极多多，在在仪仪器器自自检检电电极极接接地地效效果果时时，提提示示的的接接地地不不良良电电极极，要要处处理理好好，必必要要时时可给电极周围加水，使之接地良好。可给电极周围加水，使之接地良好。 7/26/20247/26/20244747高密度电阻率法高密度电阻率法4 数据处理数据处理包括包括包括包括: :预处理预处理预处理预处理 实质性处理实质性处理实质性处理实质性处理预处理预处理预处理预处理: :由于地下不均匀体的存在、布设电极的接由于地下不均匀体的存在、布设电极的接地电阻大、地形起伏及地质噪声
69、等因素的影响，地电阻大、地形起伏及地质噪声等因素的影响，都会产生干扰异常。为能得到真实的结果，一般都会产生干扰异常。为能得到真实的结果，一般要对原始数据进行预处理，以达到剔除干扰异常要对原始数据进行预处理，以达到剔除干扰异常的目的。预处理主要是针对这些在实际工作中经的目的。预处理主要是针对这些在实际工作中经常遇到的问题所作的，以便为后续实质性处理作常遇到的问题所作的，以便为后续实质性处理作好准备。预处理方法主要包括相邻断面的数据拼好准备。预处理方法主要包括相邻断面的数据拼接、剔除虚假点、插值和地形改正等几个方面。接、剔除虚假点、插值和地形改正等几个方面。 7/26/20247/26/20244
70、848高密度电阻率法高密度电阻率法l ）数据拼接数据拼接主要是对两相邻数据断面重叠的部分进行处理。在实际数据拼接主要是对两相邻数据断面重叠的部分进行处理。在实际工作中，经常会遇到长剖面测量中两相邻断面有数据重叠的部分工作中，经常会遇到长剖面测量中两相邻断面有数据重叠的部分（图（图4.1 4.1 ）。为能够对长断面数据进行解释，而且还要避免在重）。为能够对长断面数据进行解释，而且还要避免在重叠区域因处理不当压制异常成分或造成伪异常，故对重叠数据进叠区域因处理不当压制异常成分或造成伪异常，故对重叠数据进行再处理。其处理方法主要是对重叠数据取平均值，并沿剖面方行再处理。其处理方法主要是对重叠数据取平
71、均值，并沿剖面方向作五点三次平滑，使两相邻数据断面在重叠区能够平滑过渡。向作五点三次平滑，使两相邻数据断面在重叠区能够平滑过渡。图图4.1 4.1 两相邻数据断面衔接示意图 7/26/20247/26/20244949高密度电阻率法高密度电阻率法2 ）二维插值在实际工作中，由于一些特殊情况，两相邻数据断面不能完全衔接，形成数在实际工作中，由于一些特殊情况，两相邻数据断面不能完全衔接，形成数据空缺（上图据空缺（上图4.14.1）。为便于对整个长数据断面进行二维反演及地质资料解释，）。为便于对整个长数据断面进行二维反演及地质资料解释，故需要对其进行二维插值，使其形成完整的数据体。这里可以选用的插值
72、算故需要对其进行二维插值，使其形成完整的数据体。这里可以选用的插值算法为趋势面拟合加残差叠加算法。经实践验证这是一种比较好的插值方法，法为趋势面拟合加残差叠加算法。经实践验证这是一种比较好的插值方法，通常情况下都能得到比较平滑的插值曲面。其算法描述与实现过程如下：通常情况下都能得到比较平滑的插值曲面。其算法描述与实现过程如下： a a 、首先构造一个由二元四次方程组成的四次趋势面，其形式为：、首先构造一个由二元四次方程组成的四次趋势面，其形式为： b 、求出已知点的实测值 与拟合值 的残差 ，即： ( i = l , 2 , 3 , m ）。其中， m 为已知点的个数。c、利用按方位取点加权法
73、，将残差作加权处理，分配到待插值的网格点上。按方位取点加权法是以网格点为中心把区域分成若干个象限，从每个象限内取一点作加权平均。 d 、将网格点上的趋势面拟合值和残差相加，作为网格上的内插值。7/26/20247/26/20245050高密度电阻率法高密度电阻率法B B样条分层离散插值样条分层离散插值样条分层离散插值样条分层离散插值 B B样条分层离散插值方法技术是利用样条分层离散插值方法技术是利用B B样条改进控制点网格层的优化多层离样条改进控制点网格层的优化多层离散插值，以此来估计二维或者三维均匀网格点上的离散值。这一方法已经散插值，以此来估计二维或者三维均匀网格点上的离散值。这一方法已经
74、在计算机图像学和医学图像分析上取得了很好的效果，然而，该方法在地在计算机图像学和医学图像分析上取得了很好的效果，然而，该方法在地球物理勘探中的应用方面的文章目前还是空白球物理勘探中的应用方面的文章目前还是空白。首次应用到地球物理勘探首次应用到地球物理勘探方法之一的磁测数据处理中，取得了很好的成果，方法之一的磁测数据处理中，取得了很好的成果，离散数据插值是指用一组平滑的平面来拟合或者逼近离散或者是非均匀分离散数据插值是指用一组平滑的平面来拟合或者逼近离散或者是非均匀分布的数据采样，插值的目的是构造一组函数，例如平面或者体，该函数在布的数据采样，插值的目的是构造一组函数，例如平面或者体，该函数在任
75、意点上都能求出值。这使得某一值域中的任意点的值都可以根据已知的任意点上都能求出值。这使得某一值域中的任意点的值都可以根据已知的离散点平滑地推导出来。离散点平滑地推导出来。 7/26/20247/26/20245151高密度电阻率法高密度电阻率法图6 B样条分层离散插值结果平面等值线图实测异常平面等值线图7/26/20247/26/20245252高密度电阻率法高密度电阻率法实测异常平面等值线图 B样条分层离散插值结果平面等值线图 7/26/20247/26/20245353高密度电阻率法高密度电阻率法3)滤波处理滤波处理 在高密度电阻率法测量中，由于电极接触不好或存在其它方面的干扰等原因，常常
76、使在高密度电阻率法测量中，由于电极接触不好或存在其它方面的干扰等原因，常常使数据断面出现一些虚假点或突变点，进而造成电阻率拟断面图的虚假异常，难于对其数据断面出现一些虚假点或突变点，进而造成电阻率拟断面图的虚假异常，难于对其进行准确解释，所以要剔除数据断面中的虚假点电极打好后，同一根电极可能是供进行准确解释，所以要剔除数据断面中的虚假点电极打好后，同一根电极可能是供电电极或测量电极，如果某个电极接触不好，对于供电回路，直接影响着供电电流的电电极或测量电极，如果某个电极接触不好，对于供电回路，直接影响着供电电流的大小，从而影响着电位差的测量精度；对于测量回路，会产生读数不稳定或出现假异大小，从而
77、影响着电位差的测量精度；对于测量回路，会产生读数不稳定或出现假异常，最终使整个断面记录出现常，最终使整个断面记录出现“ “八八” ”字型假异常。字型假异常。( (图图4.2) 4.2) 是两种不同情况的记录：图是两种不同情况的记录：图4.2a 4.2a 是接触不好或有问题的电极位于剖面中部，使用温纳装置测量时，影响到是接触不好或有问题的电极位于剖面中部，使用温纳装置测量时，影响到 A A 、 B B 、 M M 、 N N 使剖面形成两个使剖面形成两个“ “八八” ”字型假异常；图字型假异常；图4.2b 4.2b 是接触不好的电极靠近剖面的是接触不好的电极靠近剖面的左边，使断面记录形成左边，使
78、断面记录形成“ “ ” ”型假异常。由此可见，在仪器开始扫描之前，一定要对型假异常。由此可见，在仪器开始扫描之前，一定要对电极的接触情况进行检查，对接触不好的电极要设法处理，条件允许时，最好对电极电极的接触情况进行检查，对接触不好的电极要设法处理，条件允许时，最好对电极进行浇水处理，改善电极接地条件，提高数据的采集质量。但是当野外条件不允许，进行浇水处理，改善电极接地条件，提高数据的采集质量。但是当野外条件不允许，无法改善电极接地条件时，那么只能先将数据记录下来，然后再剔除掉断面记录中的无法改善电极接地条件时，那么只能先将数据记录下来，然后再剔除掉断面记录中的虚假数据。而针对其它干扰则须对整个
79、观测数据作对应的滤波处理。虚假数据。而针对其它干扰则须对整个观测数据作对应的滤波处理。图 4.2 电极接触不好时的两种断面记录情况 7/26/20247/26/20245454高密度电阻率法高密度电阻率法4)地形校正地形校正 实际的野外勘探工作中（特别是长断面测量），地形起伏是不可避免的。由实际的野外勘探工作中（特别是长断面测量），地形起伏是不可避免的。由于地形异常的引入，会使探测目标的视电阻率异常的形态与位置发生畸变和于地形异常的引入，会使探测目标的视电阻率异常的形态与位置发生畸变和位移，甚至可能掩盖有用异常，因而有必要对高密度电阻率法的观测数据进位移，甚至可能掩盖有用异常，因而有必要对高密
80、度电阻率法的观测数据进行地形改正。高密度电阻率法中的地形校正主要利用有限单元法和有限差分行地形改正。高密度电阻率法中的地形校正主要利用有限单元法和有限差分的方法来实现。图的方法来实现。图4.3 4.3 和图和图 4.4 4.4 是在反演过程中地形改正前后（注：图为反是在反演过程中地形改正前后（注：图为反演不同精度结果）的剖面区别。演不同精度结果）的剖面区别。 图 4.3地形改正前的电阻率断面图 图 4.4地形改正后的电阻率断面图 7/26/20247/26/20245555高密度电阻率法高密度电阻率法图 4.5未经地形校正实测资料的反演结 图 4.6地形校正后实测资料的反演结果7/26/202
81、47/26/20245656高密度电阻率法高密度电阻率法5)5)资料正反、演处理资料正反、演处理资料正反、演处理资料正反、演处理 ( (实质性处理实质性处理实质性处理实质性处理) )(l )(l )高密度电阻率法有限元法正演的基本思想高密度电阻率法有限元法正演的基本思想有限单元法（有限单元法（ Finite Element Method Finite Element Method ，简称，简称 FEM FEM ）是一种以变分原理和剖分插值为基础的数值计算方法。是一种以变分原理和剖分插值为基础的数值计算方法。用这种方法求解稳定电流场电位，首先要利用变分原用这种方法求解稳定电流场电位，首先要利用变
82、分原理将给定边值条件下求解电位理将给定边值条件下求解电位 U U 的微分方程问题，等的微分方程问题，等价地变成求解相应的变分方程，也就是所谓泛函的极价地变成求解相应的变分方程，也就是所谓泛函的极值问题；然后，离散化连续的求解区，即按一定的规值问题；然后，离散化连续的求解区，即按一定的规则将求解区域剖分为一些在节点处相互连接的网格单则将求解区域剖分为一些在节点处相互连接的网格单元；进而在各单元上近似地将变分方程离散化，导出元；进而在各单元上近似地将变分方程离散化，导出以各节点电位值为变量的高阶线性方程组；最后解此以各节点电位值为变量的高阶线性方程组；最后解此方程组算出各节点的电位值，得到地下半空
83、间场的分方程组算出各节点的电位值，得到地下半空间场的分布，以表征稳定电流场的空间分布。布，以表征稳定电流场的空间分布。7/26/20247/26/20245757高密度电阻率法高密度电阻率法 (2)）有限元正演程序流程图高密度电阻率法二维有限元模拟程序流程如图4.7。 7/26/20247/26/20245858高密度电阻率法高密度电阻率法(3)(3)资料反演资料反演高密度电阻率法的测量数据在处理方法上采用佐迪方法高密度电阻率法的测量数据在处理方法上采用佐迪方法进行二维反演。佐迪法是基于进行二维反演。佐迪法是基于 schfumbergerschfumberger( (施伦贝谢施伦贝谢尔尔) )
84、和和 wennerwenner 法的解释而提出的。它的原理实际上是法的解释而提出的。它的原理实际上是通过不断调整初始模型参数使正演曲线与实际曲线之差通过不断调整初始模型参数使正演曲线与实际曲线之差达到最小，由此所得的最终模型参数作为反演结果。它达到最小，由此所得的最终模型参数作为反演结果。它是一种最小二乘优化法佐迪法的基本思想是：首先设是一种最小二乘优化法佐迪法的基本思想是：首先设定模型上的层数和测深曲线上的点数相同，每层的电阻定模型上的层数和测深曲线上的点数相同，每层的电阻率为测深曲线上相应各点的视电阻率，每层的深度等于率为测深曲线上相应各点的视电阻率，每层的深度等于测深曲线上相应各点的电极
85、距再乘以一常数。利用上述测深曲线上相应各点的电极距再乘以一常数。利用上述模型得到一理论测深曲线，将该曲线与野外实测曲线对模型得到一理论测深曲线，将该曲线与野外实测曲线对比，若两曲线同相（一般幅值会有不同），调整模型各比，若两曲线同相（一般幅值会有不同），调整模型各层电阻率值，再次正演计算理论曲线，直到实测曲线和层电阻率值，再次正演计算理论曲线，直到实测曲线和模型曲线的均方根误差达到最小。此时得到的模型就作模型曲线的均方根误差达到最小。此时得到的模型就作为实际测量所得到的地质模型。为实际测量所得到的地质模型。7/26/20247/26/20245959高密度电阻率法高密度电阻率法系统处理软件系统
86、处理软件 Res2dinv Res2dinv 是以平滑约束最小二乘（是以平滑约束最小二乘（smoothness-smoothness-constrained least-squaresconstrained least-squares）为基础，以拟牛顿（）为基础，以拟牛顿（quasi-quasi-Newton)Newton)反演为准则的最小二乘法来实现的。这项技术在处理反演为准则的最小二乘法来实现的。这项技术在处理大数据量时比常规最小二乘法快。平滑约束最小二乘法满足下大数据量时比常规最小二乘法快。平滑约束最小二乘法满足下式：式：其中：其中： ，式中，式中 fxfx 为水平平滑滤波，为水平平滑滤
87、波， fzfz 为垂直平滑为垂直平滑滤波，滤波， J J 为雅可比偏导数矩阵，为雅可比偏导数矩阵， 为雅可比偏导数矩阵的转置形为雅可比偏导数矩阵的转置形式，式， 为阻尼因子，为阻尼因子， d d 为模型扰动矢量，为模型扰动矢量， g g 为模型误差矢量。为模型误差矢量。使用这种方法的优点之一就是阻尼因子和平滑滤波系数可以调使用这种方法的优点之一就是阻尼因子和平滑滤波系数可以调整以适合不同的数据类型。在该系统中还使用常规的高斯一牛整以适合不同的数据类型。在该系统中还使用常规的高斯一牛顿顿 ( ( GanssNewtonGanssNewton ）法，它比拟牛顿法慢许多，但是它在处）法，它比拟牛顿法
88、慢许多，但是它在处理电阻率值相差很大（达到理电阻率值相差很大（达到 10 : 1 10 : 1 ）的区域所采集到的数据时，）的区域所采集到的数据时，能够得到较好的反演结果。该系统的第三个优点就是用高斯一能够得到较好的反演结果。该系统的第三个优点就是用高斯一牛顿法先进行牛顿法先进行 2 2 到到 3 3 次迭代，然后使用拟牛顿法再进行迭代计次迭代，然后使用拟牛顿法再进行迭代计算。在大多数情况下，这种折衷的办法可以提供最好的结果。算。在大多数情况下，这种折衷的办法可以提供最好的结果。7/26/20247/26/20246060高密度电阻率法高密度电阻率法程序中所使用的程序中所使用的 2 - D 2
89、 - D 模型，是把地表分成许多矩形块（图模型，是把地表分成许多矩形块（图 4.8 4.8 ）。其目的就是测定矩形域的电阻率，使其产生的视电阻率拟断）。其目的就是测定矩形域的电阻率，使其产生的视电阻率拟断面与实际测量相符对于不同的装置形式，模型每层的厚度与极面与实际测量相符对于不同的装置形式，模型每层的厚度与极距的比值都会不同，例如对于距的比值都会不同，例如对于 wennerwenner 和和 schlumbergerschlumberger 来说，来说，第一层厚度设为极距的第一层厚度设为极距的 0 . 5 0 . 5 倍；而对倍；而对 Pole-Pole Pole-Pole 、 Dipole
90、-Dipole-Dipole Dipole 、 Pole-Dipole Pole-Dipole ，其厚度分别设成电极距的，其厚度分别设成电极距的 0 . 9 0 . 9 倍、倍、 0 . 0 . 3 3 倍和倍和 0 . 6 0 . 6 倍。倍。图图 4.8 4.8 模型与采集点示意图 7/26/20247/26/20246161高密度电阻率法高密度电阻率法5.资料解释与分析资料解释与分析为了更准确查清地下地质情况，在解释时为了更准确查清地下地质情况，在解释时结合实际地形条件，采用多种方法进行解结合实际地形条件，采用多种方法进行解释。释。 1) 通过与试验图像的异常特征对比进行解释通过与试验图
91、像的异常特征对比进行解释2) 同一剖面两种或两种以上装置的图像对比同一剖面两种或两种以上装置的图像对比解释解释 3) 将图像与已知地质剖面、钻孔等进行对比将图像与已知地质剖面、钻孔等进行对比 4) 抽取少量几组符合测深条件的电测深数据抽取少量几组符合测深条件的电测深数据进行反演解释进行反演解释 7/26/20247/26/20246262高密度电阻率法高密度电阻率法一、一、高密度电阻率成像技术在滑坡体覆盖层厚高密度电阻率成像技术在滑坡体覆盖层厚度勘探中的应用度勘探中的应用 由于滑坡体与基岩之间存在明显的电性差异，由于滑坡体与基岩之间存在明显的电性差异，故电阻率色谱图反映的物性界面清晰。故电阻率
92、色谱图反映的物性界面清晰。 为了消除高密度电法成像反演电阻率成果、为了消除高密度电法成像反演电阻率成果、解释中可能存在多解性，提高解释精度，在解释中可能存在多解性，提高解释精度，在解释过程中充分地利用现有钻孔资料，进行解释过程中充分地利用现有钻孔资料，进行综合分析，查明了滑坡体厚度及滑面起伏形综合分析，查明了滑坡体厚度及滑面起伏形态，为库区稳定性评价提供了依据。态，为库区稳定性评价提供了依据。 7/26/20247/26/20246363高密度电阻率法高密度电阻率法 从高密度电阻率色谱图可以看出，在桩号从高密度电阻率色谱图可以看出，在桩号从高密度电阻率色谱图可以看出，在桩号从高密度电阻率色谱图
93、可以看出，在桩号A40A40A80A80段和桩号段和桩号段和桩号段和桩号A295A295A380A380测段表层呈现高阻晕团，电阻率为测段表层呈现高阻晕团，电阻率为测段表层呈现高阻晕团，电阻率为测段表层呈现高阻晕团，电阻率为5005001500.m1500.m；在桩号；在桩号；在桩号；在桩号A80A80A295A295间出现一电阻率渐变带，且电阻率值变化较小，多在间出现一电阻率渐变带，且电阻率值变化较小，多在间出现一电阻率渐变带，且电阻率值变化较小，多在间出现一电阻率渐变带，且电阻率值变化较小，多在2020250.m250.m之间变化；之间变化；之间变化；之间变化；基岩为灰岩电阻率呈高阻反映，
94、其电阻率为基岩为灰岩电阻率呈高阻反映，其电阻率为基岩为灰岩电阻率呈高阻反映，其电阻率为基岩为灰岩电阻率呈高阻反映，其电阻率为5005001500.m1500.m。7/26/20247/26/20246464高密度电阻率法高密度电阻率法 分析解释成果图可见：在分析解释成果图可见：在分析解释成果图可见：在分析解释成果图可见：在A40A40A80A80段覆盖层变化较小，其厚度为段覆盖层变化较小，其厚度为段覆盖层变化较小，其厚度为段覆盖层变化较小，其厚度为4 46m6m之间；在之间；在之间；在之间；在A80A80A240A240段覆盖层呈两端薄中间厚，厚度为段覆盖层呈两端薄中间厚，厚度为段覆盖层呈两端
95、薄中间厚，厚度为段覆盖层呈两端薄中间厚，厚度为6 636m36m之间，其中之间，其中之间，其中之间，其中A100A100处最厚达处最厚达处最厚达处最厚达36m36m，在，在，在，在A150A150处厚度为处厚度为处厚度为处厚度为22m22m，在，在，在，在A240A240处厚度为处厚度为处厚度为处厚度为10m10m；在；在；在；在A240A240A400A400段覆盖层呈两端薄中间厚，其厚度为段覆盖层呈两端薄中间厚，其厚度为段覆盖层呈两端薄中间厚，其厚度为段覆盖层呈两端薄中间厚，其厚度为3 323m23m之间，在之间，在之间，在之间，在A310A310处厚达为处厚达为处厚达为处厚达为23m23
96、m，在，在，在，在A400A400桩号处厚度仅为桩号处厚度仅为桩号处厚度仅为桩号处厚度仅为3m3m。滑面形态与地面起伏形态基本一致，在。滑面形态与地面起伏形态基本一致，在。滑面形态与地面起伏形态基本一致，在。滑面形态与地面起伏形态基本一致，在A40A40A100A100段滑面较陡，在段滑面较陡，在段滑面较陡，在段滑面较陡，在A100A100A240A240段滑面平直，在段滑面平直，在段滑面平直，在段滑面平直，在A240A240A400A400段滑面段滑面段滑面段滑面较缓。较缓。较缓。较缓。 7/26/20247/26/20246565高密度电阻率法高密度电阻率法二、二、二、二、高密度电阻率成像
97、技术在高速公路高密度电阻率成像技术在高速公路高密度电阻率成像技术在高速公路高密度电阻率成像技术在高速公路勘探中的应用勘探中的应用勘探中的应用勘探中的应用图图4.114.11为奉云高速比较线为奉云高速比较线BK118BK118320320 BK118BK118460460电阻率原始观测值及处电阻率原始观测值及处理结果，电极距为理结果，电极距为5 5米。上图是观测值米。上图是观测值经野点处理后的视电阻率拟断面，下图经野点处理后的视电阻率拟断面，下图是电阻率当前迭代的反演结果，中图是是电阻率当前迭代的反演结果，中图是该结果经正演计算得到的视电阻率拟断该结果经正演计算得到的视电阻率拟断面。可以看出实测
98、视电阻率拟断面与正面。可以看出实测视电阻率拟断面与正演结果有比较好的一致性，当前的拟合演结果有比较好的一致性，当前的拟合差分别为差分别为14.0%14.0%，另外，图中的反演结，另外，图中的反演结果中明显的高低阻区域在相应的视电阻果中明显的高低阻区域在相应的视电阻率观测断面上都有着清楚的反映。这证率观测断面上都有着清楚的反映。这证明反演即保证了数值上较小的拟合差，明反演即保证了数值上较小的拟合差，同时趋势上符合实际地质情况，没有出同时趋势上符合实际地质情况，没有出现奇异解，综合考虑反演结果是可信的。现奇异解，综合考虑反演结果是可信的。从图中可以看出，从图中可以看出，BK118BK1183753
99、75BK118BK118390390段和段和BK118BK118405405BK118BK118410410段均为低阻区与高阻区接段均为低阻区与高阻区接触带，推测这几处附近为断层或塌陷，触带，推测这几处附近为断层或塌陷，后经钻孔证实后经钻孔证实, ,这些地段确有断层存在这些地段确有断层存在 7/26/20247/26/20246666高密度电阻率法高密度电阻率法7/26/20247/26/20246767高密度电阻率法高密度电阻率法上图是观测值经野点处理后的视电阻率拟断面，下图是电阻率当前迭代的反演结果，中图是该结果经正演计算得到的视电阻率拟断面。可以看出实测视电阻率拟断面与正演结果有比较好的
100、一致性，当前的拟合差为6.2%，另外，反演结果在AK 136+835位置深部的高阻灰岩同视电阻率的观测断面上的相对高阻对应，AK 136+915 AK136+995位置浅部的低阻河床在视电阻率断面上也有较强的反映。这证明该反演即保证了数值上较小的拟合差，同时趋势上符合实际地质情况，没有出现奇异解，综合考虑该反演结果是可信的。高电阻区(大于2500被认为是未风化的致密坚硬的灰岩；中间电阻区(3002500)为较弱的灰岩（断裂带或风化带）；低电阻区(小于300)为含水土层、河流、碳质灰岩或被灰岩碎块、干燥的风化土填充的溶洞。图4.2中AK136965AK136995段的低阻异常区我们经分析推测为一
101、个充填有低阻物质的溶洞，最后结合钻探资料证实这两处的确有溶洞分布。直径约510m，深约48m。)被认为是未风化的致密坚硬的灰岩；中间电阻区(3002500)为较弱的灰岩（断裂带或风化带）；低电阻区(小于3007/26/20247/26/20246868高密度电阻率法高密度电阻率法图图4.44.4的上图是观测值经野点的上图是观测值经野点处理后的视电阻率拟断面，下处理后的视电阻率拟断面，下图是电阻率当前迭代的反演结图是电阻率当前迭代的反演结果，中图是该结果经正演计算果，中图是该结果经正演计算得到的视电阻率拟断面。可以得到的视电阻率拟断面。可以看出实测视电阻率拟断面与正看出实测视电阻率拟断面与正演结
102、果有比较好的一致性，当演结果有比较好的一致性，当前的拟合差为前的拟合差为10.4%10.4%，而反演，而反演结果在结果在K115+004K115+004位置的高阻位置的高阻桥墩与视电阻率观测断面上的桥墩与视电阻率观测断面上的高阻相对应。这证明该反演即高阻相对应。这证明该反演即保证了数值上较小的拟合差，保证了数值上较小的拟合差，同时趋势上符合实际地质情况，同时趋势上符合实际地质情况，没有出现奇异解，综合考虑该没有出现奇异解，综合考虑该反演结果是可信的。从图反演结果是可信的。从图4.44.4可以看出，该桥桥墩结构完好，可以看出，该桥桥墩结构完好，地下地质结构比较稳定。地下地质结构比较稳定。图图4.
103、4重庆市奉节县小溪河凤凰石桥重庆市奉节县小溪河凤凰石桥视电阻率拟断面图视电阻率拟断面图7/26/20247/26/20246969高密度电阻率法高密度电阻率法剖面布置在芝麻塘磨沟右岸山地平台部位，高密剖面布置在芝麻塘磨沟右岸山地平台部位，高密度电法可解段桩号为度电法可解段桩号为1-1381-1381-5221-522测段，覆盖层测段，覆盖层厚度变化范围为厚度变化范围为404085m85m之间，物质成分为残坡之间，物质成分为残坡积碎块石土层，其电阻率为积碎块石土层，其电阻率为200200800m800m。基岩。基岩为砂质灰岩与板岩及千枚岩互层，电阻率为为砂质灰岩与板岩及千枚岩互层，电阻率为100
104、010002000m2000m。其中在剖面桩号为。其中在剖面桩号为1-2701-2701-4561-456测测段覆盖层厚度相对较深，其厚度一般多在段覆盖层厚度相对较深，其厚度一般多在606080m80m之间变化，其它部位为之间变化，其它部位为45m45m左右。基岩顶板左右。基岩顶板界面大致呈中部凹型状。界面大致呈中部凹型状。7/26/20247/26/20247070高密度电阻率法高密度电阻率法定性分析高密度电阻率成像反演色谱图，反演色谱图见图4.2。上色谱图部呈不均匀高阻晕团推测为覆盖层块碎石、砂卵石的反映，色谱图下部呈现比较均匀低阻晕团推测为基岩的反映，两者界线明显。定量解释银恩水电站闸址
105、区覆盖层块碎石、砂卵石厚度为512m，电阻率为7002000m；基岩砂岩及板岩电阻率为100700m，Z剖面基岩顶板高程为34073414m。7/26/20247/26/20247171高密度电阻率法高密度电阻率法深层长剖面地质解释研究区为查明隐伏银矿体深部的延深特征与规律，又对应浅层短剖面开展了深层高密度视电阻率测量，测量成果研究表明a ）研究区各时代地层随着埋深深度的增大，视电阻率也相应有逐步增高的变化趋势与规律，为含矿层位（ ）深部解释提供了重要判断依据，扩大了深部找矿前景 7/26/20247/26/20247272高密度电阻率法高密度电阻率法b b）研究区各时代地层，尤其是含矿层位（
106、）研究区各时代地层，尤其是含矿层位（ ），由浅至深，由南而北产状总体由东），由浅至深，由南而北产状总体由东倾倾自立自立西倾，由缓变陡的变化规律，陡产状转折高程同步由高西倾，由缓变陡的变化规律，陡产状转折高程同步由高低低高的演变高的演变趋势和规律。这一事实客观地揭示了控矿构造带或矿层（体）的走向、倾向的舒缓趋势和规律。这一事实客观地揭示了控矿构造带或矿层（体）的走向、倾向的舒缓波状特征和压扭性的力学特征波状特征和压扭性的力学特征, ,为深部勘探提供了一定的信息与依据，且与甚低频为深部勘探提供了一定的信息与依据，且与甚低频（VLFVLF）所显示的低阻矿（矿体）斜列展布所揭示的控矿断裂带压扭性力学性
107、质相一）所显示的低阻矿（矿体）斜列展布所揭示的控矿断裂带压扭性力学性质相一致，并与勘探（致，并与勘探（LD-1LD-1）事实与深部地质推断有较高的拟合度，为深部勘探提供了重）事实与深部地质推断有较高的拟合度，为深部勘探提供了重要的地球物理依据要的地球物理依据。即由北而南视电阻率（即由北而南视电阻率（ ）总体由高变低的变化规律，有由）总体由高变低的变化规律，有由410410欧姆米的欧姆米的228228欧姆米的变化趋势，客观地揭示了相应锶矿（化）体的特征由北到欧姆米的变化趋势，客观地揭示了相应锶矿（化）体的特征由北到南，由弱增强的变化规律和沿带向南寻找南，由弱增强的变化规律和沿带向南寻找“ “隐伏
108、隐伏” ”锶矿体的地球物理信息特征和远锶矿体的地球物理信息特征和远景景 7/26/20247/26/20247373高密度电阻率法高密度电阻率法研究区天青石应属沉积构造作用形成的层控型锶矿床。沉积型锶矿（化）层形成于早三叠纪（ ），主成矿期含矿热卤水改造期为喜山期，含矿热卤水在水力梯度、温度梯度和构造压力驱动下，沿层间破碎带和层间断裂带向低压的牵层环境运移逐次结晶沉凝，由下而上形成了不同类型、不同品级的矿石类型，并形成了研究区天青石矿的空间分带特征，其既决定于含矿热液的物理化学特征，也受控于控矿构造特征。控矿构造和锶矿体的上缓下陡甚至反倾的垂向变化与甚低频测量成果和实际锶矿成矿地质事实有很高的拟合度，不但预示着成矿深度的增大，而且一定深度上也预示着高品级、高密度、呈板状产出的天青石集合体的产生。 7/26/20247/26/20247474高密度电阻率法高密度电阻率法
