高密度电阻率法研究进展.pdf

第48卷第5期
地与物
Yol. 48 No 5
2012年9月
CEOLOGY AND EXPLORATTON
September, 2012
高密度电阻率法研究进展
杨振威,严加永,刘彦,王华峰
(中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037)
摘要]文中从高密度电法系统的发展、电极排列方式,反演方法及应用等方画,介绍了高密度
电阻率法的应用研究进展。说明了高密度电法仪器从集中式到分布式,电极排列方式为适应地形变化
等因素的影响,由某一种排列方式发展到组合排列和自定义排列方式。反演方法由早期的最小二乘反
演发展到佐迪反演、基于bom近似反演等反演方法,且从一维发展到三维,甚至四维。反演软件也从二
维反演发展到三维反演,如德国DMT公司的反演软件从Res2DINV发展到Res3DNV,美国AGI公司的
Earthimage反演软件可以进行水域、跨孔高密度电法发演。列举了高密度电法近几年来在多个领城的应
用概况,最后,文章总结出高密度电法仪器的发展方向为:提高发射机功率,増大供电电流,以及增加排
列长度,提高仪器通道数量;带地形的非线性共轭梯度三维反演具有需要内存小、计算速度快,可以更好
的定位异常体的空间位置等优点,将会得到更为广泛的应用。
[关键词]仪器反演四维RES2DNV
[中图分类号]P631.
[文献标识码]A[文章编号]0495-5531(2012)05-0969-10
Yang zhen-wei, Yan jia-yong, Liu Yan, Wang hua-feng. Research progresses of the high-densi-
ty resistivity method[ J]. Geology and Exploration, 2012, 48(5):0969-0%78
高密度电阻率法属于电阻率法范畴,它是为了度电阻率法传入中国,地矿部、中国地质大学、长春
实现环境地质调查和解决水文工程问题而研制的一地质学院等単位开展了高密度电阻率法的科研工
种阵列电探系统。该系统包括两部分:数据采集系作,高密度电阻率法的研究与应用在我国得到迅速
统和数据处理系统。数据采集时只需将电极一次布的发展。经过科研工作者20余年的辛苦努力,该方
设完成,之后即可对剖面进行数据观测。一次观测法得到了长足的发展和进步,数据处理和反演由
即可完成剖面的二维劫探,既能完成所探测异常体维发展到三维,并逐步实现了高密度电法的三维数
在某一深度上沿水平方向岩性变化,也能反映其在据场可视化。近年来,高密度电阻率法已广泛应用
垂直方向不同深度上的岩性变化规律,获取较为丰于环境地质调查、工程地质调查、煤矿水害防治和地
富的地电信息。与常规电法相比,高密度电阻率法裂缝探查等众多行业领域(董浩斌等,2003;2004)。
工作效率高,劳动强度低,探沏精度较高,高密度电高密度电阻率法系统和电极排列方式如图1所示。
法在电极布设和观测形式上做了改进,使电法勘探
高密度电阻率法系统包括数据采集和数据处理
的智能化程度大大提高(董浩斌等,2003;赵光辉两部分,该系统可分为两种:一种是传统式高密度电
等,2006)。
法系统,另外一种是分布式高密度电法系统。传统
式高密度电法仪主要由电测仪、电极转换盒等组
高密度电阻率法系统的发展
成,60根电极,60根导线与电极转换器连接,电极转
高密度电阻率法的锥形是20世纪80年代初英换盒输出数码控制电测仪,控制数码经由译码电路
国学者设计的电阻率测深偏置裝置杀统,80年代中控制各个继电器,从而实现不同电极和不同极距的
期日本地质计测株式会社通过电极转换板实现了高切换。新型分布式智能化高密度电法仪主要山计算
密度电阻率法数据自动快速采集,80年代后期高密
[收稿日期]2012-01-16[修订日期]2012-04-09;[责任编辑]郝情情
基金项目]国家“十一五”科技支撑计划重大项目课题(2009BAB43B02)资助
第一作者]杨振威(1984年-),男,中国地质科学院在读博士研究生、地球探测与信息技术专业。F-mail: yangzhenwei?2009126.cm
地质与探
12年
多芯电缆
28293031
多芯电缆
[L【
地
地前
紫电极
电极转换箱
1~30道
31~60道
A B
M N
B程控线
电测仪(含控制系统)
(a)
电极转换器
地面
紫铜电极
多芯电缆
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电测仪(含控制系统)
(b)
图1高密度电阻率法测量系统结构示意图((a)集中式、(b)分布式
lfi
Sketch showing a measurement system of the high density resistivity method
a-centralized mode, b-distributed mode)
机主机、电缆和连接盒组成。主机负责发送控制指1.1高密度电法仪器发展
令和接收信号,主电缆由多芯电线组成,负责信号传
高密度电法仪是一个多电极测量系统,早期高
输,电极连接盒根据主机指令转换电极、数据采集密度电法仪电极转换由人工进行,随着计算机技术
与传输。一根电缆覆盖剖面的所有测量电极,并且的发展进步,电极转换实现自动化,事实上,高密度
使用计算机进行控制,使得每一个电极都可能成为电法仪器的发展也就是电极转换开关的发展,在高
供电或者测量电极(吕玉增等,2004,2005;李晓斌,密度电法发展的初期,电极转换由人工控制,即机械
2008;肖宏跃等,2008)。
式电极转换开关,之后,随着电子技术的发展,由微