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科技论坛
常用电法勘探的原理及优点分析
马胜胜
(黑龙江省第四地质勘察院, 黑龙江哈尔滨150030)
摘要：随着经济的发展科学的进步，矿物资源越来越得到大家的重视，矿物产品的价值也在不断上涨。对于相关产业的重视度也上升，例如对于矿物资源的勘探技术。准确、有效的关于矿物资源勘探的技术也是众多学者研究的对象。因为资源与人们的生活联系的最为紧密。电法勘探原理的讨论和相关的技术研究就显得非常重要。本文所提及的三种电法勘探的主要方法也是非常典型的技术。本文提到了电法勘探的方法和原理、优缺点以及以后的发展情况并提出了一些建议与方法。
关键词:原理；物理勘测；技术方法；实施原理；优点分析电法勘探（electrical prospecting ）是根据不同岩土体之间电磁性质的差异，利用仪器探测人工产生或自然界本身存在的电场与电磁场，并对其特点和变化规律进行规律分析研究的地球物理勘探方法之一。电法勘探的有效性取决于稳定的电磁场和极点的稳固性，还取决于周围信号的干扰和数据提取时的颜色的充填比例等。
1常用电法勘探的主要原理及特点
1.1岩土体电阻率测试技术的方法及原理
下面介绍的则对于岩土体电阻率的测试，是可以采用很多种方法的。
是其中的一部分，是根据试验研究和工程的实测结果来计算的。通过直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用，来达到对岩土体电阻的测试。这样测试的结果有很高的准确度。
按工程建设的阶段，工程地质勘查一般会分为规划点至选址的工程
初步设计工程质地勘查和施工图设计工程地质勘查。工程地质地质勘查、
勘察的方法有很多，常用的有地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期监测等。点法勘探的理想导体是电阻率为零的导体，理想导体与充电点无关，只与充电电流、导体形状、周围介质电性分布情况有关。
实施原理：由于温纳装置是等比装置，且M N/AB=1/3，所以视电阻率
ρs=kΔUAM /I现场观测施工方法：AB 与电位差及电流强度的关系式为：
供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率ρs 。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以M N 为横坐标，计算M N/ρs ，并以M N/ρs 为纵坐标，在双对数坐
可求得标纸上绘制M N/ρs 与M N 的关系图。对各测深点依次作图解释，
各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。
岩土体电阻率测试技术和传统的勘测是有区别的。它更加的快捷、相对更加精准。岩土体电阻率测试技术是通过快速测试电阻率与划分岩层层位作为基础来得出一系列的相应数据。通过勘查了解岩层的情况，可以很大程度的提高地质解释的质量。岩土工程勘测是建设工程的必要程序，要学会综合气象、水文条件、岩土力学、地质情况、化学、工程学、环境学等学科进行深入的研究。要根据制图的标准来解决实际发生的问题，使结果更加的精确。在这个测试技术中温纳装置起着很重要的作用。
1.2三维直流电法的具体内容
三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻
该方法是传统直流电法的三维化，率层析成像技术进行资料处理和成图。
可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。
施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m 条测线，每个测线布置n 个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2～10米、测点距D=2～5米即可。
该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使用寿命；但又具有施工量大的缺点，性价比决定其适合于小区域的工程勘察。
1.3高密度电法的具体内容
高密度电法其实就是集中了电剖面法和电测深法，它是一种阵列勘探方法。它的原理与普通电阻率法相同，即以岩石、矿物的电性差异为基础，通过对目标的观测和研究人工建立的电流场在大地中的分布的规律，解决水文、环境和工程地质一些问题，所不同的是在观测中设置了高密度
的观测点。
高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同
现场测时，只需将全部电极布置在一电极排列方式的数据快速自动采集。
定间隔的测点上，然后进行观测。
高密度电法的优点在于能够经济而迅速的探测较大范围，减少了工作的盲目性，提高了精准度。缩短工程，减低成本，提高效率。充分应用了科学技术以及科学原理，这样大大的节省了勘测所需要的时间。数据非常准确，可以为以后的工作提供了非常有利的基础条件。而且这一方法非常
高密度电测系具有实用性，可以减少人员的配备。在设计和技术实施上，
统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探-样使用覆盖式的测量方式。
高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样，它通过A 、B 电极向地下供电（电流为I ），然后测量M 、N 极电位差△U ，从而求得该记录点的视电阻率值ρs=K*△U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。
电极排列布置在工作中最优先选用的是四极装置，它是公认的最稳妥的装置，虽然需要的场地开阔，但是能获得最大的测量电位，对节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要意义，而且四极装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判别。
高密度电法广泛应用于城市建筑等工程物探中，由于受场地范围、地形起伏的局限，高密度电法多选用AM N 和M NB 的三极装置，如同常规电法的三极装置一样在电性界面附近，因ρs 电流密度呈现非线性变化，造成M N 极的电位差的阶跃，从而使ρs 出现规律性的畸变。对于三极装置在方法上可按照联合剖面的工作方法进行，即把测得的值作对称四极装置化处理。
2结论
总而言之，常用的电法勘探的技术是三维直流电法探测技术、岩土体电阻率测试技术和高密度电法，都是常用的技术方法。它们具有准确度高、精细度好、信息量大等特点，是我们在生产生活中非常便利使用的方法。对于矿产的勘测和研究都有着很大的价值。但是要想达到更加精致的水平，就要不断的在此基础上进行创新，有创新才能有进步。要提高相关工作人员的素质，和科学文化知识的水平。要将这一技术更加深入的推广到其他行业的领域范围内，这样才能有更好的发展空间。要在认清一项技术的本质规律、优点以及不足的情况下做出进一步的优化创新，使之更好的为国家和企业创造出更大利益。
参考文献
[1]傅良魁. 电法勘探教程[M].北京：地质出版社，1990. [2]李金铭. 电法勘探方法发展概况[J].物探与化探，1996，20（4）. [3]许新刚，等. 三维直流电法勘探在地下人防工程勘察中的应用[J].物探与
2004（2）. 化探，
[4]张赛珍，王庆乙，罗延钟. 中国电法勘探发展概况[J].地球物理学报，1994，37（增刊1）. [5]董浩斌，王传雷. 高密度电法的发展与应用[J].地学前缘（中国地质大学）2003，10（1）. [6]底青云，石昆法，王妙月等.CSAMT 法和高密度电法探测地下水资源[J].地球物理学进展，2001，16（3）.
[7]祁明星，白军会. 高密度电法勘察地下防空洞的效果[J].石油仪器，2008，22（6）：56-59.
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常用电法勘探的原理及优点分析
马胜胜
(黑龙江省第四地质勘察院, 黑龙江哈尔滨150030)
摘要：随着经济的发展科学的进步，矿物资源越来越得到大家的重视，矿物产品的价值也在不断上涨。对于相关产业的重视度也上升，例如对于矿物资源的勘探技术。准确、有效的关于矿物资源勘探的技术也是众多学者研究的对象。因为资源与人们的生活联系的最为紧密。电法勘探原理的讨论和相关的技术研究就显得非常重要。本文所提及的三种电法勘探的主要方法也是非常典型的技术。本文提到了电法勘探的方法和原理、优缺点以及以后的发展情况并提出了一些建议与方法。
关键词:原理；物理勘测；技术方法；实施原理；优点分析电法勘探（electrical prospecting ）是根据不同岩土体之间电磁性质的差异，利用仪器探测人工产生或自然界本身存在的电场与电磁场，并对其特点和变化规律进行规律分析研究的地球物理勘探方法之一。电法勘探的有效性取决于稳定的电磁场和极点的稳固性，还取决于周围信号的干扰和数据提取时的颜色的充填比例等。
1常用电法勘探的主要原理及特点
1.1岩土体电阻率测试技术的方法及原理
下面介绍的则对于岩土体电阻率的测试，是可以采用很多种方法的。
是其中的一部分，是根据试验研究和工程的实测结果来计算的。通过直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用，来达到对岩土体电阻的测试。这样测试的结果有很高的准确度。
按工程建设的阶段，工程地质勘查一般会分为规划点至选址的工程
初步设计工程质地勘查和施工图设计工程地质勘查。工程地质地质勘查、
勘察的方法有很多，常用的有地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期监测等。点法勘探的理想导体是电阻率为零的导体，理想导体与充电点无关，只与充电电流、导体形状、周围介质电性分布情况有关。
实施原理：由于温纳装置是等比装置，且M N/AB=1/3，所以视电阻率
ρs=kΔUAM /I现场观测施工方法：AB 与电位差及电流强度的关系式为：
供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率ρs 。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以M N 为横坐标，计算M N/ρs ，并以M N/ρs 为纵坐标，在双对数坐
可求得标纸上绘制M N/ρs 与M N 的关系图。对各测深点依次作图解释，
各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。
岩土体电阻率测试技术和传统的勘测是有区别的。它更加的快捷、相对更加精准。岩土体电阻率测试技术是通过快速测试电阻率与划分岩层层位作为基础来得出一系列的相应数据。通过勘查了解岩层的情况，可以很大程度的提高地质解释的质量。岩土工程勘测是建设工程的必要程序，要学会综合气象、水文条件、岩土力学、地质情况、化学、工程学、环境学等学科进行深入的研究。要根据制图的标准来解决实际发生的问题，使结果更加的精确。在这个测试技术中温纳装置起着很重要的作用。
1.2三维直流电法的具体内容
三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻
该方法是传统直流电法的三维化，率层析成像技术进行资料处理和成图。
可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。
施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m 条测线，每个测线布置n 个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2～10米、测点距D=2～5米即可。
该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使用寿命；但又具有施工量大的缺点，性价比决定其适合于小区域的工程勘察。
1.3高密度电法的具体内容
高密度电法其实就是集中了电剖面法和电测深法，它是一种阵列勘探方法。它的原理与普通电阻率法相同，即以岩石、矿物的电性差异为基础，通过对目标的观测和研究人工建立的电流场在大地中的分布的规律，解决水文、环境和工程地质一些问题，所不同的是在观测中设置了高密度
的观测点。
高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同
现场测时，只需将全部电极布置在一电极排列方式的数据快速自动采集。
定间隔的测点上，然后进行观测。
高密度电法的优点在于能够经济而迅速的探测较大范围，减少了工作的盲目性，提高了精准度。缩短工程，减低成本，提高效率。充分应用了科学技术以及科学原理，这样大大的节省了勘测所需要的时间。数据非常准确，可以为以后的工作提供了非常有利的基础条件。而且这一方法非常
高密度电测系具有实用性，可以减少人员的配备。在设计和技术实施上，
统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探-样使用覆盖式的测量方式。
高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样，它通过A 、B 电极向地下供电（电流为I ），然后测量M 、N 极电位差△U ，从而求得该记录点的视电阻率值ρs=K*△U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。
电极排列布置在工作中最优先选用的是四极装置，它是公认的最稳妥的装置，虽然需要的场地开阔，但是能获得最大的测量电位，对节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要意义，而且四极装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判别。
高密度电法广泛应用于城市建筑等工程物探中，由于受场地范围、地形起伏的局限，高密度电法多选用AM N 和M NB 的三极装置，如同常规电法的三极装置一样在电性界面附近，因ρs 电流密度呈现非线性变化，造成M N 极的电位差的阶跃，从而使ρs 出现规律性的畸变。对于三极装置在方法上可按照联合剖面的工作方法进行，即把测得的值作对称四极装置化处理。
2结论
总而言之，常用的电法勘探的技术是三维直流电法探测技术、岩土体电阻率测试技术和高密度电法，都是常用的技术方法。它们具有准确度高、精细度好、信息量大等特点，是我们在生产生活中非常便利使用的方法。对于矿产的勘测和研究都有着很大的价值。但是要想达到更加精致的水平，就要不断的在此基础上进行创新，有创新才能有进步。要提高相关工作人员的素质，和科学文化知识的水平。要将这一技术更加深入的推广到其他行业的领域范围内，这样才能有更好的发展空间。要在认清一项技术的本质规律、优点以及不足的情况下做出进一步的优化创新，使之更好的为国家和企业创造出更大利益。
参考文献
[1]傅良魁. 电法勘探教程[M].北京：地质出版社，1990. [2]李金铭. 电法勘探方法发展概况[J].物探与化探，1996，20（4）. [3]许新刚，等. 三维直流电法勘探在地下人防工程勘察中的应用[J].物探与
2004（2）. 化探，
[4]张赛珍，王庆乙，罗延钟. 中国电法勘探发展概况[J].地球物理学报，1994，37（增刊1）. [5]董浩斌，王传雷. 高密度电法的发展与应用[J].地学前缘（中国地质大学）2003，10（1）. [6]底青云，石昆法，王妙月等.CSAMT 法和高密度电法探测地下水资源[J].地球物理学进展，2001，16（3）.
[7]祁明星，白军会. 高密度电法勘察地下防空洞的效果[J].石油仪器，2008，22（6）：56-59.