高密度电阻率法和瞬变电磁法在场地溶洞勘查中的综合应用.docxVIP

高 密 度 电 阻 率 法 和 瞬 变 电 磁 法在 场 地 溶 洞 勘 查 中 的 综 合 应 用卢贵清 ,夏金儒 ,谌进波(武汉科岛地理信息工程有限公司 ,武汉 430081 )摘 要 : 文章介绍了高密度电阻率法和瞬变电磁法 ( T EM) 工作原理 、特点及工作方法 ,并举例示范两种物探方法查找场地内溶洞及岩溶发育带的工作程序 。高密度电阻率法对圈定岩溶分布 、断 层破碎带的追索 、管线调查 、物探找水 、采空区 、岩溶 、滑坡等问题非常有效 ,而且成果直观 、易于判 读 ;瞬变电磁法对探测低电阻目标物敏感 ,主要用于探测含水层 、溶洞 、陷落柱 、含水断层等地质构造情况 。两者综合应用 ,可以更好地解决工程地质问题 。关键词 : 高密度电阻率法 ;瞬变电磁法 ;原理 ;应用实例中图分类号 : P631 . 3 文献标识码 : A 文章编号 : 100121412 (2006) S020168203工场地尤为适应 。一条高密度电法测线能了解地下一个面状信息 ,通过合理布置测线 ,能三维勾划地质 体 ,从而达到立体勘探 。高密度电阻率法是一种阵列勘探方法 。野外测 量时只需将全部电极置于测点上 ,然后利用程控电极转换开关和微机 工程 电测 仪 便可 实现 数 据的 快 速 、自动采集 ,当将测量结果送入微机后 ,还可对数 据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结 果 。高密度电阻 率 法 较 常 规 电 阻 率 法 具 有 以 下 特 点 : ①电极布设一次完成 ,减少了因电极设置而引起的故障和干扰 ,为野外数据的快速 、自动测量奠定了 基础 ; ②能有效地进行多种电极排列方式的扫描测 量 ,可以获得较丰富的地电断面结构特征的地质信 息 ; ③野外数据采集实现了自动化或半自动化 ,采集 速度快 (每一测点需 2～5 s) ,避免了手工操作经常 出错的问题 ; ④可对资料进行预处理并显示剖面曲线形态 ,脱机处理后还可自动绘制 、打印各种成果图 件 ; ⑤与传统的电阻率法相比 ,成本低 、效率高 、信息 丰富 、解释方便 ,勘探能力显著提高 。1 . 2 瞬变电磁法( TEM 法) 的工作原理瞬变电磁法 ( 即 T EM 法) , 也称时间域电磁探 测法 ,是利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲式一次电磁场 ,在一次脉冲磁场的间歇期间 ,利用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁感应场的地下涡引言0地球物理勘查技术经过几十年的发展 ,基本理论和实际运用已逐渐成熟 ,每种方法又可以细分为 更多的方法 ,且每种方法都有自己的“特长”,能解决 特定的问题 ,为了避免单一物探方法的多解性 ,在工 程地质勘探中多采用综合物探方法 ,充分发挥每种 物探方法的优点 、抑制其局限性 ,互相补充 、互相印 证 。综合物探方法是物探发展的必然趋势 。本文以高密度电阻率法和瞬变电磁法 ( T EM) 综合应用为 例 ,介绍综合物探方法的工作程序 。1 工作原理1 . 1 高密度电阻率法的工作原理高密度电阻率法又称高密度电法 。它的基本原 理与普通电阻率法相同 ,它集中了电剖面法和电测 深法的特点 ,能快速而准确地获取丰富的地下信息 。该技术采用三电位电极系装置 ,通过连续密集的采 集测线的电响应数据 ,实现地下分辨单元的多次覆 盖测量 ,具有压制静态效应及电磁干扰的能力 ,对施收稿日期 :2006207205作者简介 :卢贵清 ( 19652) ,男 ,湖北荆州人 ,高级工程师 ,1986 年毕业于桂林冶金地质学院物探专业 ,从事地质找矿 、工程物探工作 。第 21 卷增刊卢贵清等 :高密度电阻率法和瞬变电磁法在场地溶洞勘查中的综合应用169流产生的二次电磁场的空间和时间分布 ,从而来解决有关地质问题的时间域电磁法 。它是在没有一次 场背景的情况下观测研究二次场 ( 纯异常) ,简化了 对地质对象所产生的异常场的研究 ,提高了探测能 力 ,具有良好的市场前景 。瞬变电磁法具有体积效 应小 、等值范围窄 、测地工作简单 、工作效率高等优 点 ,还具有探测深度大 、分辨能力强等特点 ,是近几年地球物理勘探中发展很快的一种方法 。瞬变电磁 法与传统的直流电法比有以下几个特点 : ①使用同 点装置工作 ,与目标体有最佳耦合 ,异常幅值大 、形 态简单 ,受旁侧地质体影响小 。在高阻地区由于高 阻屏蔽作用 ,直流电法要达到较大的探测深度需有较大的极距 ,故其体积效应就大 ; 而 T EM 在高阻区 用较小的回线可达到较大的探测深度 。因此 ,在同 样条件下 T EM 较直流电法的体积效应小得多 ; ② 在高阻围岩地区 , T EM 几乎不存在地形起伏引起的 假异常 ,而直流电法则受地形影响较大 ,这有利于高阻围岩地区开展 T EM 工作