A. 電測深法
在我國,用電測深法劃分鹹淡水界線較普遍,效果也較顯著。下面以河南鄢陵鹹水區的工作成果加以說明。
圖3-3-2 廣東皇崗地區物探推斷鹹淡水分界線平面圖
(據廣東物探隊,1986)
1—物探推斷鹹淡水界線;2—ps等值線(Ω·m);3—鑽孔及編號;Qαpl—沖洪積層;Q mc—海陸交互堆積層;Qm—海積層;Pz1—片狀石英岩、石英雲母片岩;
為配合農田供水勘探,電測深工作目的是查明該區鹹水的空間分布。電測深工作測網密度為2km×1km,局部地段為1km×1km。最大供電電極距AB/2=500m。
該區為華北平原的一部分,第四紀地層主要為亞粘土、亞砂土、砂層。地下水受大氣降水和地表水的補給,地下水埋深3~11.5m,地下水位自北西向南東逐漸變淺。地下水礦化度一般小於3g/L。
測區電測深曲線類型以KH、QH、H、K、Q 型為主。電測深曲線類型見圖3-3-3。各類型曲線的特徵如下。
1.KH型和K型曲線
曲線上部多為亞粘土、亞砂土的反映;中部為砂層的反映;下部為粘性土或地下水礦化度增高的反映。此類型曲線的分布佔全測區面積的3/4,為淺部含淡水層的主要分布區(圖3-3-4)。
2.QH型和Q型曲線
在圖3-3-4中,呈南北向條帶狀分布。曲線上部為亞砂土的反映,中部多為亞粘土、亞粘土夾薄層砂的反映,下部的低電阻率段反映了粘性土或地下水礦化度的增大。此類型曲線的分布,反映了區內淺部弱含淡水層的分布。
圖3-3-3 電測深曲線類型圖
(據張占昌,1987)
圖3-3-4 電測深曲線類型分布圖
(據張占昌,1987)
1—鑽孔;2—曲線類型
3.H 型曲線
呈斑塊狀分布在測區中部和東南部。此類型曲線分布區可視為無水或鹹水埋藏較淺的地段;曲線下部的高阻段反映了岩性的變化或地下水礦化度的降低。
由上述電測深曲線特徵的分析可知,曲線下部反映了高礦化鹹水層位的存在。因此,可用電測深曲線下部特徵和ρS-c相關曲線劃分鹹水層的空間分布。視電阻率(ρS)與相應探測深度上的礦化度(c)的相關曲線是用該區的井旁測深、電測井資料和淺井的水樣化驗結果作出的(圖3-3-5)。
從相關曲線上可看出,當ρS值為7~8.4Ω·m時,地下水礦化度為2~3g/L,當ρS為7~6Ω·m時,礦化度為3~4g/L,當ρS小於6Ω·m時,礦化度大於4g/L。若以礦化度2g/L為鹹淡水劃分的尺度,則劃分鹹淡水的視電阻率尺度為8.4Ω·m。用這個視電阻率尺度可對電測深曲線解釋的鹹水層的礦化度作判別,從而劃出鹹水層的分布范圍和礦化度的分布,見圖3-3-6。由圖可看出,鹹水由西向東呈扇形分布,其礦化度一般為2~3g/L,局部地段礦化度大於4g/L。
為表示鹹水體的空間分布,可用電測深曲線定量解釋鹹水層的結果繪制鹹水層頂、底板等深圖。由圖3-3-7可見,鹹水層頂板埋深在測區西部和東北部較大,如在只樂、馬欄一帶,在中部和東南部較淺,最淺在10m以內。鹹水層底板(圖3-3-8)埋深一般為200m左右,測區西部和北部較深,最深達300m,南部較淺,最淺為100m左右。
經鑽探驗證,用電測深法所確定的鹹水層頂、底板埋深與鑽探結果基本吻合(表3-3-2)[16]。
圖3-3-5 視電阻率(ρS)與相應探測深度上的礦化度(c)的相關曲線圖
(據張占昌,1987)
圖3-3-6 電測深法鹹水層分布圖
(據張占昌,1987)
1—鑽孔;2—礦化度;3—鹹淡水分界線
圖3-3-7 鹹水層頂板等深線圖
(據張占昌,1987)
1—鑽孔;2—鹹淡水分界線;3—頂板等深線
圖3-3-8 鹹水層底板等深線圖
(據張占昌,1987)
1—鑽孔;2—鹹淡水分界線;3—底板等深線
表3-3-2 用電測深法確定的鹹水層頂、底板埋深與鑽探結果對照表
B. 電測深法應用實例
(一)在水文地質工作中的應用
1.在平原區第四系水資源調查中的應用
平原區第四系沉積物一般由黏土、亞黏土、砂土、亞砂土以及砂礫石組成,其中砂層和礫石層透水性較好,賦存著豐富的地表水和大氣降水,是第四紀沉積層中主要含水層,由於它和圍岩間有明顯電性差異,所以為開展電測深工作提供了地球物理前提。
圖1-33是北西—東南向橫切成都平原的物探、地質綜合剖面圖。由圖可見,平原區內電測深曲線類型主要是KQ型,在ρS斷面圖的上部,ρS為20~80Ω·m,反映了砂質黏土及黏土的分布;在斷面圖中部,ρS為150~300Ω·m,等值線呈閉合狀,異常反映了高阻的砂、礫層,為本區主要的含水層;在斷面圖的底部,ρS在100Ω·m以下,主要反映了基底的電性。斷面圖中ρS曲線分布密集或有明顯扭曲的部位可能反映了隱伏斷裂的存在。在成都以東,電測深曲線類型由K及KQ型變成H型,ρS斷面上出現高阻閉合圈,說明成都以東沒有砂、礫石含水層存在。
圖1-33 橫穿成都平原物探、地質綜合剖面圖
1—鑽探見到的
圖1-34 電測深法探測古河道工作成果圖
2.用電測深法探測古河道
古河道是過去的河流變遷後遺留下來的古道,其堆積物多為顆粒較大的砂礫石或中細砂層,經常含有豐富的地下水。由於古河道中充填的砂、礫石層為高阻,其兩側的砂、黏土層為低阻,所以在古河道上電測深曲線為明顯的K型曲線,曲線中段的高阻異常是高阻砂礫石層的反映;在古河道的兩側,ρS曲線多呈平直的低值曲線,它是電性均勻的黏土層的反映。
圖1-34是雲南某地用電測深法尋找古河道的工作結果。該區古河道分布在湖積黏土地段。在古河道正上方,電測深曲線為明顯的K型曲線,在古河道兩側曲線平直,說明岩層均勻。由等值線斷面圖可見,高阻異常(ρS為20~35Ω·m)反映了古河道中的砂、礫石層。圖1-34(b)是電極距AB/2=15m時的ρS等值線平面圖,圖中高阻異常大致反映了古河道的平面分布。
(二)在工程地質工作中的應用
圖1-35是某水利工程建設中應用電測深法探測水下岩層分布的成果圖。電測深觀測在水上進行,由於水淺,最大極距為150m。圖1-35(a)上等值線斷面圖的低阻封閉圈反映該處水下存在低阻的含泥質條帶灰岩和頁岩互層。這種岩石質地鬆散,不適於作為工程基底。為了解其分布,在低阻中心處做了四個不同方位的環形電測深,圖1-35(b)為所取得的ρS極形圖,圖中AB/2為20m和40m的曲線明確指示出低阻帶延伸方向,為極形圖的短軸方向,從而為選擇壩址提供了寶貴資料。
圖1-35 某水利工程區電測深成果圖
(a)視電阻率等值斷面圖;(b)環形電測深極形圖(1cm=100Ω·m)
1—粗晶灰岩;2—泥質灰岩;3—砂質灰岩
(三)在地熱勘查中的應用
西藏羊八井地熱田是我國著名的高溫地熱田。多年來,在查明熱田的地熱地質條件、熱儲層的分布和地下高溫熱流體的運動方向等問題方面,物、化探工作起了重要作用。在羊八井的地熱勘查中,首先投入了面積性的電測深工作,電測深曲線類型以QHA型為主,有明顯的極小值。圖1-36給出了西藏羊八井地熱田電測深曲線極小值等值線圖及推斷構造圖。
根據電測深資料及地熱顯示,確定以30Ω·m等值線圈定熱田的邊界。經鑽探驗證,在所圈定的范圍內,均見到溫度、壓力較高的熱蒸氣,最高的 13號孔中,熱蒸氣溫度達171℃,井壓力為4~5kPa。圖中也表示了由聯合剖面法所推斷的熱田斷裂的分布情況,由圖可見,斷裂構造和電測深極值點等值線的密集區有很好的對應關系。熱田中心位於北西向張性斷裂與北東東向弧形扭性斷裂的交匯處。
圖1-36 西藏羊八井地熱田電測深極小值等值線圖及推斷構造圖
1—極小值等值線;2—溫泉;3—鑽孔;4—聯合剖面法推斷斷裂
C. 激電測深法
3.3.4.1 方法簡介
3.3.4.1.1 基本原理
當供電電極向地下供電時,供電電流不變,測量電極之間的電位差隨時間增長會趨於某一飽和值,斷電後,在測量電極之間仍然存在著隨時間減小的電位差,並逐步衰減趨近於零,這種現象稱為「激發極化效應」[4]。激電測深法就是以岩石、礦石、地下水激發極化效應的差異為基礎,用人工地下直流電流激發,以電測深裝置形式,接收、研究地下橫、縱向激發極化效應的變化,以查明礦產資源和有關水文地質問題的方法。
金屬礦石、石墨等電子導體,地下水、岩石等離子導體,具有各不相同的激發極化性質和特點,觀察它們的激發極化效應便能達到勘查這些目標並且區分它們的目的。通常金屬硫化物等電子導體,石墨、含碳質的岩石,具有比非電子導體和其他岩石高得多的二次電位,具有更加強烈的激發極化效應。實驗表明,激發條件相同時,石墨的充放電過程比其他電子導體更加遲緩,顆粒大的岩石充放電速度比顆粒小的慢,為衰減時法找水提供了物理基礎。如飽含水分的粘土就沒有強的激發極化效應,而充水的古河道、岩溶溶洞水、砂岩裂隙水和充水的斷層破碎帶等含水層,都有較明顯的激發極化效應。因此激電尋找地下水就是利用含水岩石在人工電流場作用下產生的激電效應及其時間特性,該方法受地形影響小,所以最適用於山區找水。
我國是世界上利用激電法找水用戶最多、效果最好的國家,在援助索馬里的找水工作中,激電測深法發揮了重要作用,在城市供水方面准確率為100%,在條件非常復雜的牧區,成井率也在70%以上。近年來我國在非洲許多國家找水的隊伍,利用激電測深法找水取得了令人滿意的效果。
3.3.4.1.2 應用范圍及適用條件
主要用於區分含碳質岩層與水引起的異常,尋找地下水,劃分富水地段。確定地下水位埋深,與視電阻率法配合,可圈定岩溶、斷層破碎帶的分布范圍及埋深。
要求勘查對象與圍岩具有明顯的極化效應差異,沒有工業游散電流及地下管線的干擾影響,接地條件良好,激發源有較大的供電電流。
3.3.4.1.3 工作布置原則與觀測方法
測線應盡量垂直於勘查對象的走向,使供電線(AB)與測量線(MN)相互分開,測量電極使用不極化電極。
視電阻率法中採用的裝置均可用於激電測深法中,在找水工作中最常用的是對稱四極測深裝置。
3.3.4.1.4 資料整理及成果解釋
檢查驗收合格的原始觀測資料,編繪系列基礎圖件:電測深曲線圖(冊)、剖面平面圖、等值線平面圖、推斷成果圖等。
成果解釋遵循從已知到未知、從易到難、反復實踐、反復認識的原則,綜合分析、研究測區多種參數曲線特徵,正確劃分異常並判斷異常可靠性,確定異常位置及深度,結合水文地質條件,分析引起異常的地質因素。
3.3.4.2 試驗情況
激電測深方法試驗布置在大衣村、萬畝果園、三家村3個實驗區,共7個點。使用WDJD-1型和DZD-3型多功能數字直流激電儀,採用對稱四極裝置,最大極距AB=1000m,供電時間5~10s。
觀測參數視極化率MS、半衰時St、衰減度D,計算參數有視電阻率ρS、激發比J、相對衰減時SR、Z參數。
3.3.4.3 主要成果
試驗結果,瀘西岩溶盆地下游的三家村激電測深曲線與上游的萬畝果園、大衣村激電測深曲線有著較大差異。下游三家村激電測深曲線除相對衰減時(SR)曲線呈下降趨勢外,其他參數曲線呈上升趨勢(圖3-11)。而上游萬畝果園、大衣村激電測深曲線除相對衰減時(SR)曲線呈下降趨勢、視電阻率(ρS)曲線呈上升趨勢外,其他參數曲線為近一水平的鋸齒狀跳躍曲線(圖3-12、圖3-13)。盆地下游三家村視電阻率(ρS)變化范圍20~350Ω·m,視極化率(MS)變化范圍0.2%~3.0%,總體表現為低阻高極化特徵。盆地中部萬畝果園視電阻率(ρS)變化范圍35~850Ω·m,視極化率變化范圍0.3%~1.1%(刪除孤立的跳點),為中高視電阻率、中低視極化率特徵。盆地上游大衣村視電阻率(ρS)變化范圍75~1400Ω·m,視極化率變化范圍0.51%~0.95%,為高阻低極化特徵。
圖3-11 瀘西小江流域三家村102/2點電測深曲線及鑽井剖面圖
圖3-12 瀘西小江流域萬畝果園90/10點電測深曲線及鑽井剖面圖
三家村電測深曲線對應岩溶含水層段視極化率(MS)、半衰時(St)、激發比(J)、Z參數存在明顯異常,如三家村102/2點深約100m岩溶裂隙發育段,MS大於2.6%,St大於1200ms,J大於1%,Z大於4000ms;而淺部10~20m岩溶發育段,SR、D、St出現局部相對高異常。由於J、Z都是由極化率導出的參數,對高極化異常起到了突出和放大的作用。相對衰減時(SR)參數是突出低阻含水層的弱半衰時(St)異常,因此,對視電阻率(ρS)曲線為A型的地區,深部岩溶含水層電阻率值較高,因而相對衰減時(SR)異常較弱;而對淺部電阻率較低的含水層,相對衰減時(SR)異常反映明顯,如三家村淺部4m、9m的粘土層低ρS異常地段,出現明顯的SR異常,反映了粘土層中局部賦水段。
萬畝果園與大衣村電測深曲線對應岩溶含水層段,視極化率(MS)無明顯的異常,但相對於岩溶裂隙發育的含水段,半衰時(St)、激發比(J)、衰減度(D)、Z參數均有局部的相對高異常顯示,如萬畝果園90/10點及大衣村90/9點深150m附近的岩溶裂隙含水層,同時出現St、J、D、Z局部異常。
圖3-13 瀘西小江流域大衣村90/9點電測深曲線及鑽井剖面圖
根據三家村、大衣村相對衰減時(SR)測深曲線,可看出在地下水位附近均出現了低值突變點。
3.3.4.4 結論
經3個鑽孔的驗證,瀘西岩溶盆地下游總體反映為低阻高極化特徵,視電阻率 ρS測深曲線的緩傾段,視極化率 MS大於2%,半衰時 St大於1000ms,激發比 J 大於1%,參數Z大於4000ms的測深曲線段為岩溶含水層的反映。盆地上游反映為高阻低極化特徵,岩溶含水層視電阻率 ρS測深曲線同樣表現為小角度的上升曲線,半衰時(St)、激發比(J)、衰減度(D)、參數Z測深曲線同時出現相對高的局部異常。
D. 電測深法電極裝置及結果圖示
(一)裝置特點
圖1-42是對稱四極電測深的裝置形式,它與對稱四極剖面法的裝置形式完全相同,因此其視電阻率及裝置系數的表達式亦是一致的,即
電法勘探技術
但是,由於電測深法是在同一測點上每增大一次AB就計算一個K值,因此它的K值是變化的,這又與對稱四極剖面法K為恆值的情況有所不同。
(二)雙對數坐標的應用
測深曲線的極距AB/2由小到大成倍增加,小至數米,大至幾千米,如果用直角坐標表示,則無法選擇作圖比例尺,因為比例尺大時,圖紙太長;比例尺小時,小極距或淺層電阻率又表現不出來。而對數坐標的特點是:相差倍數相同的任意兩數之間距離相等。例如2與4,3與6、1000與2000皆差兩倍,每一組數在對數坐標上的距離皆相同,故使用對數坐標,既能把小極距又能把大極距時的ρs變化表現清楚。
圖1-42 對稱四極測深裝置
通常把實測曲線繪在「模數」為6.25cm的雙對數坐標紙上,取AB/2為橫坐標,ρs為縱坐標,圖1-43是縮小了的示意圖。對同一斷面進行計算獲得的理論曲線也繪在相同的雙對數坐標紙上,但橫坐標取為AB/(2h1),縱坐標取為ρs/ρ1。可以看出實測曲線和理論曲線的形狀,大小完全一。如果保持兩坐標軸平行,當兩曲線重合時,理論曲線坐標系ρs/ρ1-AB/(2h1)的原點(1,1),將落在實測曲線曲線坐標系ρs-AB/2的(h1,ρ1)點上。
圖1-43 二層曲線雙對數坐標的利用
以上特點具有普遍意義,即不論對哪一個多層斷面都適合,這是對數函數的性質所決定的,理由如下:
在直角坐標系中,視電阻率測深曲線的一般表達式為
電法勘探技術
在雙對數坐標系中則為
電法勘探技術
而理論曲線的繪制皆以h1和ρ1為單位,則一般表達式為
電法勘探技術
繪在雙對數坐標系中則為
電法勘探技術
比較公式(1-60)和公式(1-62),可看出理論曲線比實測曲線在縱軸上少了lgρ1,在橫軸上少了lgh1。以後將要講到,利用雙對數坐標的這種性質給解釋各層的埋藏深度帶來很大的方便。
E. 如何用surfer 繪制電測深斷面圖
這個分兩類,一是直接用-AB/2為縱軸(X)、平面坐標或者相對坐標為橫軸(Y),電阻率或者極化率作為Z來成圖;第二種是轉換成深度,通過系數變換或者通過反演等轉換城市深度後作為X,Y和Z同上進行成圖
F. 電測深法的基本原理
電測深法也可像電剖面法那樣使用不同的裝置,如三極電測深、對稱四極電測深、偶極電測深等,而在實際工作中經常用到的是對稱四極測深,其電極裝置形式與對稱四極剖面法相似。
我們知道勘探深度取決於供電電極距的大小,因此只要在同一測點上採取不斷地擴大供電電極距AB的距離,即會達到控制勘探深度的目的,藉以了解岩石電阻率隨深度的變化情況,這就是電測深法的基本出發點。
下面通過二層電測深曲線說明電測深法的基本原理。
圖1-41為二層電性層組成的地電斷面,第一層電阻率為ρ1,厚度為h1;第二層電阻率為ρ2,厚度為h2→∞(即第一層以下均為第二層),且有ρ2>ρ1。
地面上的O點為測點,將AMNB電極以O點為中心,呈左右對稱排列成一直線。當A、B電極供電時測量出M、N兩點間電位差ΔUMN及AB迴路中電流IAB,並按下式計算視電阻率ρs:
電法勘探技術
式中的K值隨AB變化而變化,在工作之前應預先算好。然後保持O點不動,仍以O點為中心,分別向左右對稱地移動A、B,以便擴大AB間的距離。再測量M、N兩點間的電位差及供電電流。這樣又可以計算出一個ρs值。如此繼續擴大AB,就可以算出對應於每個AB的ρs。如果我們以AB/2為橫坐標,以ρs為縱坐標則可繪出圖1-41中的電測深曲線。
圖1-41 電阻率測深原理圖
現在來分析二層地電斷面ρs曲線的形成過程。
1)當AB/2≪h1時,因供電電極距很小,由兩個電源A、B形成的電場僅能控制一個很淺的范圍,而不會超越h1進入第二層介質中。對於厚度為h1的岩層,在AB/2≪h1的條件下,已經構成了一個均勻的無限大的水平岩層。由A、B點電源形成的電流線均勻分布在這一層中,所以這一層的電場即相當於均勻介質中的電
場。因此M、N間的電流密度jMN就是均勻介質中的電流密度j0,即jMN=j0,由於MN電極在ρ1介質中,所以ρMN=ρ1,因此ρs=ρ1。
2)當AB/2的距離逐漸增大,電流場的影響范圍亦隨之擴大,電流向下穿透的深度則要相應的增大。此時不但ρ1介質中有電流通過,而且有一部分電流已經深入到第二層ρ2介質中。因ρ2>ρ1,所以第二層介質對電流起排斥作用,結果使MN間的實際電流密度比不存在ρ2介質時要大,即jMN>j0。所以ρs>ρ1,因此出現ρs曲線隨AB/2增大而升高的現象。
3)當AB/2≫h1時,表明供電電極距AB遠比h1要大得多,由AB控制的電流深度亦遠較h1要大得多,h1與AB控制的電場深度比較僅是薄薄的一層。這時可認為電場均分布在第二層中,則第二層又形成一個均勻介質電場,在均勻介質中視電阻率即等於該層岩石的真電阻率,則有ρs=ρ2。
通過上述分析可以看出,改變供電電極距的目的就是改變電場作用的空間范圍,從而達到對測點下面不同深度岩層研究的目的。這就是電測深法的物理實質。
G. 復雜條件下的電測深曲線
1.3.4.1 斜觸層上的電測深曲線
兩種電阻率地層的分界面傾斜時,測深曲線的形狀除與μ2及界面傾角a有關外,還與布極方向有關。圖1.3.7為μ2=19的斜觸層上平行走向布極的ρs曲線,其形狀與二層水平斷面的ρs曲線相似,不易區分,解釋應予以注意。
圖1.3.7 斜觸層上的電測深曲線
曲線的左漸近線為ρ1,曲線右支與水平層曲線相似。可利用這一點解釋h1,但此時求得的h1為測點到傾斜面的垂直距離。曲線右支視電阻率值較界面水平時的電測深曲線右支低得多。當ρ2→∞時,不再有與橫軸成45°角的漸近線,而是趨於一有限值。隨a角的增大,該有限值變小,這是由於高阻介質排斥電流作用逐漸減弱的結果。
可從電流分布情況分析ρs的右支漸近值。當AB/2→∞時,在計算測點MN處的電流密度時可設d→0,即A點位於兩岩層接觸面與地面的交線上。以單極A供電而言,設在ρ1與ρ2地層中電流分別為I1和I2,傾斜角為a的地層內,在以r為半徑的球面上所對應的面積S等於2ar2,故有
2ar2·j1+2(π-a)·j2=I
式中:j1為ρ1地層中的電流密度;j2為ρ2地層中的電流密度。
在分界面兩側,電場強度切向方向連續j1ρ1=j2ρ2,即流經兩種介質中的電流密度與其電阻率成反比,於是可求得
電法勘探
當AB/2→∞時,測點MN處的電流密度將平行地面與界面走向,於是可求得
電法勘探
可見,ρs漸近值與ρ1、ρ2和a有關。因此,如不知道a,便無法從測深曲線確定ρ2值。根據上式可寫出
電法勘探
為了確定a角,可沿垂直地層走向的測線上作兩個測深點,然後用水平地層定量解釋方法求h,這時的h實際等於測深點到分界面的垂線長度,將兩個測深點的h連成一條線,即可確定a,之後,由上式便可求出ρ2。
理論計算結果表明,對於高阻(ρ2=∞)分界面,當傾角小於20°時,平行於分界面走向布極的電測深曲線可當作水平界面的測深曲線解釋,而不會引起很大誤差(<20%),且其誤差將隨ρ2/ρ1的減小而減小。但與傾角a=0 的水平層狀地層的曲線相比,仍有明顯差異。
當垂直傾斜界面走向布極時,在ρ2=∞的情況下,曲線尾支將超過45°上升。
1.3.4.2 電測深的旁側影響
在進行電測深工作時,常會遇到旁側影響,這里以垂直分界面為例進行討論。
當存在兩種介質的垂直接觸面時,在界面的一側進行電測深工作,必然會受到界面另一側介質的影響。這時,可以用鏡像法計算其電場分布。圖1.3.8是布極方向平行接觸面的理論曲線。設測深點在介質ρ1中,當AB/2≪D時,界面影響很小。隨著極距增大,ρ2的影響也增大。如果ρ2>ρ1,則ρ2排斥電流而使ρs上升;如果ρ2<ρ1,則由於ρ2吸引電流而使ρs下降。這種影響從 AB/2 接近 D 開始,而在 AB/2 >10 D 時,ρs逐漸趨於漸近值,由式(1.3.57)可知,其漸近為
電法勘探
當ρ2=∞,在極距很大時,電流密度較均勻半空間幾乎加大一倍,因而ρs的漸近值為2ρ1。而ρ2=0時,在AB/2很大時,電流全部吸入ρ2介質中,使ρs趨於零。
圖1.3.8 布極方向平行垂直接觸面走向時的ρs理論曲線(圓括弧內為μ2值)
圖1.3.9是測深點在ρ1中,AB垂直界面時的理論曲線。從AB/2約為0.5 D開始,由於逐漸受ρ2的影響,使ρs偏離ρ1,當AB/2=D時影響最大,達到極大值(ρ2>ρ1)或極小值(ρ2<ρ1)。但當供電電極跨過界面後,隨著AB/2的增加,使電流線逐漸垂直於分界面,因而界面對電流分布的影響逐漸減小。當AB/2>10 D時,ρs又逐漸趨於ρ1。
對比圖1.3.8和圖1.3.9可見:當AB/2 <D時,平行界面布極的畸變小於垂直界面布極;但當極距很大時,情況相反,平行界面布極的畸變大得多,特別是當ρ2為低阻時畸變更大。當布極與界面斜交時,曲線形狀介於上述兩者之間。
圖1.3.9 垂直接觸面對電測深曲線的影響
(AB垂直接觸面,圓括弧內為μ2值)
1.3.4.3 岩層非各向同性對電測深曲線的影響
假設岩層水平方向的電阻率為ρt,垂直方向的電阻率為ρn,取直角坐標系的z軸為垂直方向。從式
電法勘探
出發,可得到電位滿足的方程為
電法勘探
作坐標變換,令
x′=x,y′=y,z′=λz
顯然,電位在(x′,y′,z′)坐標系中滿足的方程為拉普拉斯方程
電法勘探
由此可知,非各向同性岩層中電位在(x′,y′,z′)坐標系中的表達式與其在各向同性岩層中電位在(x,y,z)坐標系中的表達式形式完全相同,可以直接利用前面得到的公式計算非各向同性水平地層上的電測深曲線。而如果將非各向同性水平地層上的電測深曲線當作各向同性水平地層解釋,得到的各層厚度實際上是其「視」厚度h′,必須將其除以各向異性系數後才能得到地層的真厚度
h=h′/λ (1.3.62)
岩層的非各向同性是普遍存在的。例如,第四系中的沉積層常常是互層的,將第四系沉積層作為一層對待,它就是非各向同性的。如果作電測深曲線解釋時忽略非各向同性的影響,得到的深度往往偏深。
1.3.4.4 地形起伏對電測深曲線的影響
在地形切割嚴重地區進行電測深工作,會引起電測深曲線的嚴重畸變。在電剖面法一節。已經介紹了地形起伏對電阻率測量結果的影響規律,這些規律也完全適用於電測深。一般說來,電測深的布極方向垂直地形走向對ρs曲線的畸變要比平行地形走向布極嚴重得多。因此,為減小地形起伏對電測深曲線的影響,應該盡量平行地形走向布極。
在地形切割嚴重地區進行電測深工作,必須進行地形改正,才能得到正確的解釋結果。採用比值法進行地形改正可以削弱地形起伏的影響,採用考慮地形的二維或三維反演技術可以很好地解決地形影響。
對於更為復雜的二維地電斷面的測深工作,單點的電測深工作很難達到地質目的。野外工作中,一般採用測深-剖面法,即在一條測線上布置若干個測點,在每個測點上進行電測深工作,這樣就能得到地下電性沿剖面和深度變化情況。在三維地質條件下,就要進行面積性的測深工作了。
H. gdp32做常規電法測深擬斷面圖怎麼畫
GDP32測深都有反演的,zonge公司自帶的反演誠信,帶狗的,不過也是要收費的