電法勘探工程與環(huán)境地球物理勘探電阻率法什么是電阻率法

電阻率法是以地殼中巖石和礦石的電阻率差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測與研究人工電場的分布規(guī)律達到解決地質(zhì)勘查的目的。電阻率法是傳導類電法勘探方法之一電阻率法的電場是人工電場電法勘探分類應(yīng)用領(lǐng)域（1）金屬與非金屬礦（2）石油與天然氣（3）水文與工程地質(zhì)（4）煤田電法空間或工作場所

（1）航空電法

（2）地面電法

（3）地下電法

（4）海洋電法電法勘探分類

電法勘探工作原理

以巖、礦石的導電性、電化學活動性(激發(fā)極化特性)、介電性和導磁性的差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，使用專用的儀器設(shè)備，觀測和研究地下電（磁）場的變化和分布規(guī)律，來研究地質(zhì)構(gòu)造、尋找有用礦產(chǎn)資源、解決工程、環(huán)境、災害等地質(zhì)問題的地球物理勘探方法。第一節(jié)電阻率法的理論基礎(chǔ)巖、礦石的電阻率1.電阻率(resistivity)的基本公式電阻(resistance)是表征某一物體導電能力的物理量；其與物體長度、橫截面積有關(guān)；r為電阻率，是表征巖石導電性的物理量,在數(shù)值上等于該物質(zhì)組成的橫截面積為一平方米、長度為一米的導體所具有的電阻數(shù)值。電阻率的大小代表著巖石導電的難易程度；巖、礦石的電阻率電阻率的單位電導率

將電阻率的倒數(shù)稱為電導率，用s表示。二、巖石和礦石的電學性質(zhì)1巖石和礦石的電阻率

1)巖石電阻率的測定

銅板銅絲

2)巖石的導電方式

巖石的導電方式大致可分為四種：(1)電子導電：金屬、石墨——電阻率低；(2)半導體導電：大多數(shù)金屬硫/氧化物——電阻率低；(3)晶體離子導電：大多數(shù)造巖礦物，石英、云母、方解石等——電阻率高；(4)離子導電：含水礦物——電阻率低；不同種巖石的電阻率一般不同——電法勘探基礎(chǔ)；但不同種礦物電阻率的范圍有可能部分重合——電法勘探的局限性；

二、巖石和礦石的電學性質(zhì)二、巖石和礦石的電學性質(zhì)3)影響巖石電阻率的因素

二、巖石和礦石的電學性質(zhì)沉積巖石電阻率的相互關(guān)系

泥巖或粘土<頁巖<細砂巖或粉砂巖<中砂巖<粗砂巖<礫巖。3)影響巖石電阻率的因素(6)巖石電阻率與層理的關(guān)系

層理構(gòu)造是大多數(shù)沉積巖和變質(zhì)巖的典型特征，如砂巖、泥巖、片巖、板巖以及煤層等，它們均由很多薄層相互交替組成。這種巖石的電阻率具有明顯的方向性，即沿層理方向和垂直層理方向巖石的導電性不同，稱為巖石電阻率的各向異性。巖石電阻率的各向異性用各向異性系數(shù)

來表示.

3)影響巖石電阻率的因素3)影響巖石電阻率的因素代表垂直層理方向上的平均電阻率(橫向電阻率);代表沿層理方向的平均電阻率。（縱向電阻率）

圖1-1-1層狀結(jié)構(gòu)巖石模型以上兩種電阻率是如何得來的？rn的獲得設(shè)巖石由兩種巖性地層組成，電阻率和厚度分別為：r1,h1和r2,h2Srt的獲得設(shè)巖石由兩種巖性地層組成，厚度和電阻率分別為：r1,h1和r2,h2lbrn和rt

的關(guān)系垂直層理方向的電阻率總是大于沿著層理方向的電阻率！二、穩(wěn)定電流場的基本規(guī)律電位、電場強度與電流密度間的關(guān)系電流密度與電場強度成正比

j為電流密度矢量,E為電場強度矢量,r為該點巖石的電阻率,s為該點的電導率;

電場強度:單位正電荷在所研究點所受的電場力。

點電源場的建立

為了建立地下電場，將A、B兩個電極向地下供電，A、B被稱為供電電極；

當供電電極大小比供電電極間距小得多時，可以將兩個供電電極看成是兩個“點”，所以將A、B稱為點電源；1.點電源時的電場一個點電源時的電場電流密度

設(shè)在地面A點向地下供電，電流強度為I，地下半空間的電阻率為r。地下距A點距離為R的M點處的電流密度為?j與電流強度I呈正比，與距離平方成反比；

電場強度電壓為標量，在此為正值；電場強度為矢量，有方向；電場強度的減小速度要比電壓的減小速度快。電位：電場中某點的電位在數(shù)值上等于將單位正電荷從無窮遠處移到該點反抗電場力所作的功。M點的電位是將單位正電荷從無窮遠處移到電場中該點所做的功，則：

即：電位值與電流強度I和巖石電阻率r成正比，與A到M點間距離成反比；點電源A(+I)處電位值最大。地表正、負兩個點電源的正常電流場疊加原理：當多個點電源同時存在時，任意一點M的電位是各電源單獨在該點產(chǎn)生的電位之和；任意一點的電場強度(或電流密度)是各電源單獨在該點產(chǎn)生的電場強度(或電流密度)的向量和。如圖所示，在均勻半空間表面布以電極A和B并分別以+Ⅰ和-Ⅰ向介質(zhì)中供電，根據(jù)電場的疊加原理，可寫出A、B兩個點電流源在M點形成的電位。2.地表正、負兩個點電源的正常電流場主斷面內(nèi)電位及電流分布

為了弄清電流場在地下的分布情況，AB不變，主斷面(A、B連線的中垂面上)電流密度的變化情況。當h=0時，AB中點O處的電流密度用j0表示主斷面內(nèi)電位及電流分布當h≠0時，l大部分電流都集中在近地表地層內(nèi)！主斷面內(nèi)電位及電流分布結(jié)論：當h<AB/6時，jh/j0=85%，因此，在此范圍內(nèi)，可以近似認為是均勻場；當h=AB時，jh/j0=8.9%，此時，如果有異常體存在時，很難識別異常；當h<AB/2時，jh/j0>35%，如果有異常體存在時，可以識別；因此，勘探深度h<AB/2;主斷面內(nèi)電位及電流分布h不變，jh隨AB的變化規(guī)律:為了探測100m深處的目標體，如何選擇電極距AB？什么時候jh最大？勘探深度、勘探體積根據(jù)以上討論可以得出以下結(jié)論：①.在地表由A、B供電時，大部分電流集中于AB附近。AB一定時，在地表觀測電場只能反映一定深度的不均勻體；②.欲增加勘探深度，必須加大供電電極距，使更多的電流流入深處。③.在AB連線之間，以中點的電流分布最深，電場最均勻，勘探深度最大。因此，以中點觀測最佳，可以以最小的電極距達到最大的勘探深度。 勘探深度：h=AB/2

勘探體積：長AB、寬AB/2、高AB/23.巖石電阻率的測定及視電阻率巖石電阻率的測定巖石電阻率的測定巖石電阻率的測定上式中K稱為裝置系數(shù)，單位為米；在均勻、各向同性介質(zhì)中，巖石的電阻率與K、I無關(guān)；當供電電極A、B與測量電極M、N互換位置時，測定的電阻率結(jié)果不變，這一結(jié)論稱作“互換原理”。3.巖石電阻率的測定及視電阻率非均勻介質(zhì)的地下電流場及視電阻率地電斷面——根據(jù)地下地質(zhì)體電阻率的差異而劃分界線的斷面；非均勻介質(zhì)的地下電流場高阻體:具有向周圍排斥電流的作用;低阻體:具有向其內(nèi)部吸引電流的作用;r2r1非均勻介質(zhì)的地下電流場及視電阻率視電阻率：當在電流場的作用范圍內(nèi)巖石不均勻或地形不平坦時，仍按均勻巖石電阻率的測定方法，并按電阻率測定公式計算出的電阻率值，不再是某一種巖石的電阻率值，而是電流場作用范圍內(nèi)各種巖石電阻率的綜合反映，我們稱之為“視電阻率”，用符rs表示，單位仍為歐姆·米。計算公式為:電阻率法的實質(zhì)：rs的變化是與不均勻體的存在密切聯(lián)系的，通過觀測和研究rs的變化，來了解不均勻體存在的情況，這就是電阻率法的實質(zhì)。視電阻率——在電場有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體電阻率的綜合反映。非均勻介質(zhì)的地下電流場及視電阻率視電阻率的定性分析在地形不平坦或地質(zhì)體不均勻時，視電阻率可表示為：因此，測定的視電阻率的變化并不一定代表有不均勻地質(zhì)體的存在。有可能是地表不平坦而引起的。非均勻介質(zhì)的地下電流場及視電阻率電極裝置——供電電極A、B與測量電極M、N的排列形式和移動方式稱為電極裝置。視電阻率的影響因素1.不均勻體的電性(地質(zhì)體與圍巖的電性差異)、規(guī)模(相對于埋深而言)和產(chǎn)狀(走向、傾向、埋深)——目標地質(zhì)體屬性的影響；非均勻介質(zhì)的地下電流場及視電阻率2.電極相對不均勻體的位置(包括裝置形式)，布極方向，極距大小等——觀測方式的影響；非均勻介質(zhì)的地下電流場及視電阻率3.地形起伏對視電阻率的影響；1電阻率剖面法2電測深法3高密度電法第三節(jié)電阻率剖面法當保持供電電極距AB不動時，電極系探測深度一定，移動電極系時就可以反應(yīng)一定深度范圍內(nèi)的地下電阻率的變化情況，這種方法稱之為電阻率剖面法。電阻率剖面法裝置特點：保持供電電極及測量電極之間的距離不變，幾個電極同時沿測線移動；在不同測點電流場的作用范圍大致不變，因此，在各測點所觀測的視電阻率的變化反映地下一定深度和范圍內(nèi)介質(zhì)電阻率的變化；第三節(jié)電阻率剖面法電阻率剖面法的應(yīng)用前提：被勘探對象必須與圍巖在水平方向上有明顯差異；被勘探對象相對于埋深應(yīng)具有一定規(guī)模；干擾水平相對較低，即被勘探對象引起的異常能從干擾背景中區(qū)分出來；沿測線方向地形起伏不大；第三節(jié)電阻率剖面法電阻率剖面法的分類：聯(lián)合剖面法；中間梯度法；對稱剖面法；偶極剖面法；電剖面法的應(yīng)用范圍劃分不同巖性陡立的接觸帶、巖脈；追蹤構(gòu)造破碎帶、地下暗河等；第三節(jié)電阻率剖面法電剖面法電極距的選擇原則考慮蓋層的厚度(H)及其電阻率，AO≥3H；地電斷面的產(chǎn)狀、規(guī)模，相鄰地質(zhì)體的影響；其它干擾情況；電剖面法野外工作技術(shù)1.3.1聯(lián)合剖面法聯(lián)合剖面法的特點聯(lián)合剖面法是由兩個三極裝置組合而成，較其它電剖面法有更為豐富的地質(zhì)信息；聯(lián)合剖面法還具有分辨能力強、異常明顯等優(yōu)點，因此在水文及工程地質(zhì)等調(diào)查中獲得了廣泛的應(yīng)用；由于聯(lián)合剖面法有無窮遠極，野外工作中有裝置笨重、受地形影響大等缺點。聯(lián)合剖面法裝置在每一測點分別用兩個三極裝置AMN及MNB進行觀測；所得視電阻率分別用rsA和rsB表示，在一條剖面上便可獲得兩條視電阻率曲線；一般將rsA用實線表示，

rsB用虛線表示；公共電極C被置于遠離測線并大于5AO的距離上，稱為“無窮遠”極——即相對于觀測地段而言，其影響可以忽略。(1)直立接觸面上的聯(lián)合剖面rs曲線沒有覆蓋層時兩種巖石直立接觸面上的聯(lián)合剖面法rs曲線形態(tài)，三極排列AMN位于界面不同位置，r1>r2,MN→0AMN在界面左側(cè)遠離界面時,此時:三極裝置逐漸接近直立接觸面時(K12<0,d>x)：

因為K12<0，MN向界面移動過程中d減小，rs的值增大；當d=x時，即MN剛好在接觸面上時，視電阻率取極大值，即：當A點與MN位于直立接觸面兩側(cè)時：此時視電阻率曲線為一平直段，長度為AM。當AMN剛過直立接觸面時，有(K21>0)：當AMN剛過界面時，由于介質(zhì)1為高阻的排拆作用，jMN>j0，所以rs>r2。當d=0時，取極大值2r1r2/(r1+r2)

；隨著d的增大，視電阻率逐漸減小。當AMN在界面右側(cè)，遠離界面時界面的排拆作用逐漸減小，rs→r2；曲線出現(xiàn)新的漸近線。AMN三級裝置過垂直接觸面時的rsA剖面線r1>r2MN=0MNB三極裝置過直立接觸面時，r1>r2,MN→0當MNB遠離界面時，jMN→j0，rs→r1；曲線出現(xiàn)的漸近線。當B逐漸接近界面時，介質(zhì)2對電流具有吸引作用，MN的電流密度減小，此時視電阻率的計算公式為：即：隨著B接近界面，視電阻率逐漸減小；當B在界面上時，視電阻率取最小值。實電源與虛電源電流線方向相反！當電極B位于介質(zhì)2中，而MN還在介質(zhì)1中時，有：此時，視電阻率為一個常值，視電阻率曲線為平直線。當MNB剛過直立界面時，由于介質(zhì)1的排拆作用，jMN突然減小，視電阻率突然減小當d=0，即MN在界面上時，視電阻率最小。MNB三級裝置過垂直接觸面時的rsB剖面線r1>r2MN=0rsA和

rsB剖面線疊合結(jié)果圖r1>r2MN=0電極距AB對曲線異常幅度無影響，只影響曲線異常的寬度！電極距MN影響曲線異常幅度，對曲線異常的寬度無影響！表層浮士對曲線的影響，r1>r2MN=0浮土越厚,異常幅度越小.兩種巖石直立接觸面上的聯(lián)合剖面法rs曲線形態(tài)rs曲線的特點:在距界面很遠的地方，

rsA和rsB分別趨近于r1和

r2；在界面上，

rsA和rsB分別出現(xiàn)最大值或最小值，并發(fā)生急劇跳躍；在界面兩側(cè)跳躍的幅度與r1/

r2的比值成正比；異常極值的大小不受AO大小的影響，AO大小只影響異常范圍；MN增大時，rs曲線變得平滑，極值相對界面位移了MN/2；地表有浮士時，

rs曲線變得平緩，極值變小，接觸面位于陡曲線上部1/3位置處。直立良導體礦脈對電流場的屏蔽作用良導礦體吸引電流線，并把電流沿走向和向深部導走，正是這種“屏蔽作用”使點電源電流場產(chǎn)生很大的畸變，可引起明顯的視電阻率異常。直立低阻薄礦脈上聯(lián)合剖面rs曲線曲線關(guān)于礦脈中心對稱，礦脈寬度等于最大最小值間上部1/3處的連線。(2)

直立良導體上的rs曲線影響良導礦脈上聯(lián)合剖面rs曲線的因素電阻率差異對rs曲線的影響：礦體電阻率與圍巖電阻率差別倍數(shù)越大，異常越明顯。礦體頂部埋深H對rs曲線的影響：當AO較小時，H↑，

rsA和rsB兩條曲線分離帶和異常幅度均減小。礦脈走向長度L和延深長度d對rs曲線的影響；極距AO對rs曲線的影響：當AO很小時，AO↑異常幅度↑；當AO增大到一定程度時，異常幅度不再增大，反而減小。傾斜程度對rs曲線的影響：MN大小對rs曲線的影響：MN↓，

rs曲線幅度↑陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.可以通過不同極距AB的聯(lián)合剖面視電阻率曲線追蹤傾斜界面。(3)高阻直立礦脈上的rs曲線(1)此時rsA和rsB曲線關(guān)于高阻礦脈對稱；(2)曲線相交方式與低阻礦脈時剛好相反——稱為反交點；AB(3)高阻傾斜礦脈上的rs曲線(3)高阻直立礦脈上的rs曲線特點曲線關(guān)于高阻直礦脈左右對稱。在礦脈上方出現(xiàn)高阻反交點,即;

遠離交點的供電電極供電時的視電阻率較小，靠近交點電極供電時的視電阻率較大。在本例中，交點左側(cè)rsB>rsA，右側(cè)rsB<rsA。交點處的視電阻率rs>圍巖視電阻率r1。當高阻礦脈斜時，交點向下斜方向偏移；傾角越小，不對稱性越強。隨著極距增大，曲線變得復雜—大極距時高阻直立礦脈的rs曲線大極距時高阻直立礦脈的rs曲線特點：在礦脈左側(cè)，rsA有一不明顯極小值，rsB有一較明顯的極小值和次級極大值；在礦脈右側(cè)有類似情況，只不過rsA

和rsB

情況互換。在反交點左側(cè)，rsA和rsB同步上升，在反交點右側(cè)rsA和rsB

同步下降。陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.不同極距時球體異常上的視電阻率曲線(4)聯(lián)合剖面法資料解釋及應(yīng)用實例確定直立巖石接觸面（斷層等）的位置 利用rsA陡度最大處或極小值到極大值幅度的2/3處來確定。AB(4)聯(lián)合剖面法資料解釋及應(yīng)用實例追索破碎帶走向,確定傾向在剖面平面圖上，低阻正交點的聯(lián)線即為破碎帶走向；rsA和rsB不對稱，說明破碎帶傾斜，傾向的確定可根據(jù)極小值點大小和不同極距AO時正交點的偏移方向來判斷。剖面平面圖：所謂剖面平面圖：將測線按一定的水平比例尺繪在平面圖上，然后選擇合適的參數(shù)比例尺繪出每條測線的rs剖面曲線。1.包含異常的剖面分布特點;2.包含異常平面上的變化規(guī)律;能直觀地反映整個測區(qū)在一定深度范圍內(nèi)電性異常體的分布規(guī)律。ChinaUniv.ofMining&Tech.1—測線；2—基線；3—測點；4—曲線；5—

正、反交點；6—低阻正交點異常軸；7—反交點異常軸；8—巖性接觸帶1.3.2對稱四極剖面法對稱四極裝置如圖所示因此，可以將對稱四極裝置看作是兩個三級裝置的組合，對稱四極剖面法的測量結(jié)果和相同極距聯(lián)合剖面法的測量結(jié)果存在以下關(guān)系，即：對稱四極剖面曲線等于相同極距聯(lián)合剖面曲線的平均值。對稱四極剖面與聯(lián)合剖面曲線的關(guān)系直立低阻體(1)關(guān)于直立低阻體左右對稱(2)最小視電阻率>r0,<r1對稱四極剖面法曲線直立接觸面——理論曲線地表有浮土時實際曲線對稱四極剖面法rs曲線定性分析圖高阻突起復合對稱四極剖面法對稱四極剖面法存在的問題——多解性

如左圖的中間上升段，可解釋為：高阻基巖的隆起，也可以解釋為低阻基巖的凹陷——多解性。對稱四極剖面法的缺陷！復合對稱四極剖面法復合對稱四極剖面法解決方法設(shè)計兩個不同極距AB的對稱四極裝置，并保持測量電極MN極距不變，同時使用這兩種對稱四極裝置進行測量的方法稱為復合對稱四極剖面法。比較兩個不同極距AB的測量結(jié)果即可解決對稱四極剖面法的多解性問題。設(shè)：大極距AB，視電阻率曲線rs；小極距A’B’，視電阻率曲線rs’。極距↓,視電阻率↓,上部地層電阻率<下部地層，即為高阻隆起！極距↓,視電阻率↑,上部地層電阻率>下部地層，即為低阻凹陷！復合對稱四極剖面法應(yīng)用解決地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)（背斜、向斜、斷層位置等）地質(zhì)填圖圈定傾斜煤層的露頭位置等高阻異常？低阻異常？橫穿古河道的對稱四極剖面rs曲線1—砂礫巖；2—堅硬砂巖1.3.3

中間梯度法裝置特點

AB=(70～80)HH浮土厚度

MN=(1/30～1/50)AB工作過程供電電極AB不動，測量電極MN間距離不變，在AB中部1/3~1/2范圍內(nèi)沿測線逐點移動，觀測MN間的電位差，并計算各測點(MN中點)的視電阻率rs=K△U/I。每次測量時裝置系數(shù)K相同嗎？1.3.3

中間梯度法由于中間梯度法的裝置系數(shù)K在每一個測點都不同，因此，在施工之前應(yīng)將各測點的K值計算出來。中間梯度法rs曲線對高/低阻礦脈的響應(yīng)特征測線垂直直立高阻礦脈：高異常；測線平行直立高阻礦脈：無異常；測線過水平高阻礦脈：無異常；測線垂直于低阻薄礦脈：無異常；rs曲線對高/低阻礦脈的響應(yīng)特征測線平行于低阻直立礦脈：低異常；測線過水平低阻礦脈：低異常；中間梯度電阻率剖面法的特點優(yōu)點：

①最大限度地克服了供電電極附近電性不均勻體的影響，AB大，中間電流場均勻，移動AB的次數(shù)少。②rs的變化反映了MN電極附近地下電性的變化。③工作效率高。缺點：

①AB移動時，曲線不連續(xù)；②每點的勘探深度略有變化。中間梯度法主要用來尋找陡傾的高阻體，如石英脈、偉晶巖脈等。上圖是我國東北某礦區(qū)采用中間梯度法所得的rs剖面平面圖。圖中兩條連續(xù)的rs高峰值帶就是由石英脈引起的。1.3.4偶極剖面法裝置特點

單邊軸向偶極剖面

oo’為電極距1.3.5

各種電剖面法應(yīng)用范圍和比較探測的地電斷面優(yōu)點缺點

聯(lián)合剖面法陡立良導體高阻巖脈接觸面異常幅度大，分辨力強異常曲線清晰（比偶極好）效率低地形影響大對稱四極剖面法構(gòu)造、基巖起伏、厚巖層、接觸面（普查）異常幅度大，易讀數(shù)輕便、效率高不均勻體、地形干擾小不易發(fā)現(xiàn)陡立良導薄脈異常幅度小中間梯度法陡立高阻礦脈測接觸面（詳查）不均勻體、地形干擾小效率高勘探深度小不易發(fā)現(xiàn)陡立良導薄脈偶極剖面法良導體、陡立高阻脈接觸面(詳測)異常幅度大，靈敏輕便、效率高假異常大，不易分辨不均勻、地形影響大費電1.3.6地形影響及校正地形影響

地形起伏相當于在原來均勻半空間中的地表附近疊加一個不均勻地電體。 山谷（凹地）———疊加高阻體 山脊————疊加低阻體地形校正地形校正實例a—地形校正后曲線b—模擬地形影響曲線c—野外實測曲線1—白云巖；2—含礦斷層破碎帶二、電測深法電阻率測深法：測量電極MN固定，不斷增大供電電極AB電極距，逐次觀測。特點：隨供電電極距的加大，逐次觀測的視電阻率反映了地下電性層隨深度增大變化的分布特征。但在實際測量中，AB極距不斷加大，測量電極MN固定不變，UMN

將逐漸小到不可測，通常要求：1、電阻率測深法的實質(zhì)電阻率測深大多采用對稱四極裝置特點：AM=BN，取MN中點為記錄點雙對數(shù)坐標紙

2、電測深曲線水平二層電測深曲線類型

G型：D型：

水平三層電測深曲線類型圖H型:Q型:A型:K型:水平二層電測深曲線量板及其使用水平三層電測深曲線量板3、電測深曲線的解釋（1）電測深曲線類型分析（2）電測深曲線特征研究（3）斷層在電測深曲線上的反映（4）電測深曲線的定量解釋4、電測深定性圖件的繪制及解釋（1）曲線類型圖（2）等視電阻率斷面圖（3）等視電阻率平面圖5、電測深法的應(yīng)用

電阻率測深的應(yīng)用

電阻率測深斷面圖1-粘土；2-泥灰?guī)r；3-巖溶泥灰?guī)r4-砂層；5-粘土；6-電阻率等值線7-斷層；8-煤層第四節(jié)高密度電法1、高密度電法原理2、高密度測量系統(tǒng)3、數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換4、Res2dinv反演方法及步驟5、物理模擬6、高密度電阻率的野外工作7、高密度電法應(yīng)用1、高密度電法原理高密度電法原理是以常規(guī)直流電阻率法為基礎(chǔ)，在探測斷面上同時布置多個電極(如60或120個)，由人工向地下發(fā)送電流，使地下形成穩(wěn)定的電流場，通過自動控制轉(zhuǎn)換裝置對所布設(shè)的斷面進行自動觀測和記錄的一種物探方法。

圖2-2-1高密度電法系統(tǒng)示意圖1、高密度電法原理1、高密度電法原理高密度電阻率法與常規(guī)電法相比較有以下特點：1．電極布設(shè)一次完成，減少了因電極設(shè)置而引起的故障和干擾，為野外數(shù)據(jù)的快速采集和自動測量奠定了基礎(chǔ)。2．能有效地進行多種電極排列方式的掃描測量，因而可獲得較豐富的關(guān)于地電斷面結(jié)構(gòu)特征的地質(zhì)信息。3．野外數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)了自動化或半自動化，不僅采集速度快，而且避免了由于手工操作所出現(xiàn)的錯誤。4．對資料進行反演處理，通過彩色分階顯示使地質(zhì)異常更加突出更加直觀。5．與傳統(tǒng)的電阻率法相比，高密度電阻率法效率高，信息豐富，解釋方便。1、高密度電法原理三電位電極系是將溫納四極、隅極及微分裝置按一定方式組合后所構(gòu)成的一種統(tǒng)一測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實際測量時，只須利用電極轉(zhuǎn)換開關(guān)、便可將每四個相鄰電極進行一次組合。從而在一個測點便可獲得多種電極排列的測量參數(shù)。圖2-1三電位電極系點距x=1m，極距a=2·x，隔離系數(shù)n=2

1.1、高密度電阻率法的裝置形式1、高密度電法原理1.2視參數(shù)及特點1.2.1視電阻率參數(shù)各裝置形式的視電阻率公式，分別為：

式中、、分別為α、β、γ三種排列的視電阻率。1、高密度電法原理對于溫納四極排列，也可增設(shè)無窮遠極，從而增加聯(lián)合三極測深的測量方式，相應(yīng)的視電阻率參數(shù)的計算公式為：；

1、高密度電法原理各裝置形式的視電阻率之間的關(guān)系為：1、高密度電法原理1、高密度電法原理圖1-1-3

在同一地電模型上方視電阻率參數(shù)及視比值參數(shù)λ的斷面等值線圖1、高密度電法原理（2）比值參數(shù)Ts：另一類比值參數(shù)是直接利用三電位電極系的測量結(jié)果并將其加以組合而構(gòu)成的，考慮到三電位電極系中三種視參數(shù)的分布規(guī)律，我們選擇并設(shè)計了以偶極和微分兩種電極排列的測量結(jié)果為基礎(chǔ)的一類比值參數(shù).1、高密度電法原理地下石林模型上方視電阻率及視比值參數(shù)斷面等值線圖2、高密度測量系統(tǒng)DUK-2A型高密度電法儀--重慶地質(zhì)儀器廠高密度電法儀是普通的電測儀＋電極轉(zhuǎn)換開關(guān)，為多電極測量系統(tǒng)。

2、高密度測量系統(tǒng)--AGI大多數(shù)電測儀與電極轉(zhuǎn)換開關(guān)分開2002年12月份，美國的AGI公司出品的一款新儀器才將電測量主機與開關(guān)單元結(jié)合在一起.近年來，我國陸續(xù)出現(xiàn)這種結(jié)合高密度電法儀器，體積小，重量輕。內(nèi)置電極開關(guān)箱2、高密度測量系統(tǒng)--E60D型高密度電法儀3、數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換原始數(shù)據(jù)格式DUK-2fix-1 2003.10.28 10:201800.0411616031552316.43 25.52 49.87302.64 25.01 45.64363.32 29.23 43.75375.04 28.18 43.49瑞典格式溫納剖面法0.041552100.06 0.04 38.030.1 0.04 45.570.14 0.04 40.570.18 0.04 40.860.22 0.04 42.220.26 0.04 42.180.3 0.04 42.87李曉琴格式37.438.4936.2838.7737.1637.9538.0936.5239.7136.8438.2839.2237.0638.1538.9936.2939.5337.44E60D型數(shù)據(jù)采集軟件E60D型高密度電法儀采集軟件為EMS2008.EXE，該軟件具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)文件存盤、數(shù)據(jù)文件的回放調(diào)用等功能。如果測線較長，可以設(shè)置拼接采集方式，即根據(jù)拼接要求，系統(tǒng)自動選擇起止測點并提示移動電纜條數(shù)，以達到節(jié)省時間便于操作的目的。另外，該軟件還可以設(shè)定隔離系數(shù)（層數(shù)）范圍，以及設(shè)定使用電極數(shù)等靈活的采集功能E60D型數(shù)據(jù)采集軟件E60D型高密度電法儀可直接保存所需數(shù)據(jù)格式文件在保存時自動存了兩種數(shù)據(jù)格式，分別為儀器可調(diào)用的txt格式和Res2dinv數(shù)據(jù)格式dat，需要注意的軟件默認的文件名為數(shù)據(jù)保存時的時間：時分秒_年_月_日，因此建議在野外記錄好班報。4、Res2dinv反演—算法圓滑約束最小二乘法使得大數(shù)據(jù)量下的計算速度較常規(guī)最小二乘法快10倍以上，且占用內(nèi)存較少。4、Res2dinv反演--步驟A、運行RES2DINV點擊[開始][程序][Res2dinv][Res2dinv]，運行RES2DINV程序。B、調(diào)入數(shù)據(jù)點擊[file][Readdatafile],屏幕提示輸入數(shù)據(jù)文件(RES2DINV格式)名,選中轉(zhuǎn)換的RESD2DINV格式文件,再點擊[打開],該文件即被調(diào)入。4、Res2dinv反演--步驟C、反演點擊[Inversion][Least-squaresinversion],RES2DINV軟件便開始用默認反演參數(shù)對調(diào)入的高密度視電阻率數(shù)據(jù)進行反演,屏幕顯示出反演過程,反演過程依數(shù)據(jù)量大小可能要花幾分鐘～十幾分鐘時間,請耐心等待。直到屏幕底行出現(xiàn)“InversionCompleted”,表明反演過程結(jié)束。屏幕上顯示出反演結(jié)果圖件。4、Res2dinv反演--步驟D、保存反演圖件點擊[print][SaveScreenasPCXorbmpfile],屏