Question

电测深法的实际应用

Answer 1

（一）测网、比例尺及电极距的选择

1.测网、比例尺

测网及比例尺应根据地质任务及地质-地球物理条件决定。如果是查明工区地下构造及基岩起伏情况，测线方位应与估计的地质构造走向垂直，而测线长度则须大于预计的构造宽度。如进行普查，则只需一条测线。若为详查，则需在估计的最小而有意义的构造延伸范围内布置3～5条测线。测点间距离一般与探测地层的深度H相近即可，并要考虑勘探的性质与要求。当进行普查时，必须在所能探测的最小构造范围内，至少布置2～3个测深点。进行大比例尺的详查工作时，应事先用经纬仪打测网，否则将影响精度。而当H为几百米甚至超过一千米时，测深点常布置在公路或小道上或其两旁，可不必先打测网，根据铺设电线的长度丈量点距，这样可提高生产效率，而不会影响勘探效果。

2.供电电极距和测量电极距的选择

在每个测深点，需要用一系列电极距进行观测，选择电极系列的原则是：

曲线左支应达到ρ₁渐近线，以便求出ρ₁、h₁和对以下各层的解释，应使最小的AB小于h₁。

曲线右支应达标准层的ρ_s渐近线，一般使最大AB大于2NH_n-1，这里N为系数，由于不同类型的地电断面达到右渐近值的情况不同，系数N也不同，可根据实际情况选定。例如对三层断面，当ρ₃=∞或0时，N取5～20，当ρ₃有限时，N取20～50。

为使曲线光滑，以保证解释精度，各供电电极距在对数的轴上应均匀分布，一般使相邻两极距在模数为6.25 cm对数纸上相距约0.5～1.5 cm。

由于电测深解释时使用MN→0时的理论曲线，因此不应太大，一般取小于或等于，但MN太小又会使电位差过小或要求供电电流太大，而不便工作，故一般取大于或等于。

表2-1-1是电极距的一种选择方案，在AB改变的一段范围内MN不变，当AB增大到时，再将MN增大，在两种MN交替处的“接头点”，同一AB对两种MN都进行观测，以便圆滑曲线。

表2-1-1 电测深极距表

另一种方案是保持定值（例如，AB与MN同步增加，这种方案称为等比测深。

3.测点位置及布极方向

测点位置在平原可任意选择，如交通方便可选在沿公路、小路等地。在山区进行测深时，测点应选在尽量平坦的地带，即以最大为半径的范围内地形起伏不超过20 °的地段。中心点附近要求介质较均匀，所有的测量电极均必须布置在同一种介质中，避免通过接触带。

关于布极方向，在平原地区，当各层分界面及标准层顶板的倾角不超过几度时（≤5°），AB线的方向可任意选定。这时，极距的方向便沿着公路、小道以利布线和搬站的方便。当分界面倾角超过10度时，应沿岩层走向选定AB线方向，还应结合地形特点，在坡度不大的斜坡上，布极方向应与地形等高线大致平行。在山谷中，布极方向应与山谷走向一致，同时AB电极应尽量避免通过电性显著变化地带，如沟谷、河流、石崖、大断裂带等，以防止和减小地表电流屏蔽和非各向同性等的影响。

在有限体上进行电测深时，拉线方向对曲线有明显影响，对于良导体，一般应平行走向布极。

（二）电测深成果的定性解释图件

对电测深ρ_s曲线的定性解释是获得测区地质结论的重要组成部分。它可提供所获ρ_s曲线的地电断面情况，该地电断面与地质断面间的关系以及测区地质构造的定性概念，更重要的是可帮助人们选择和制定定量解释的方法和步骤以及应该注意的问题。通常是根据曲线的特征绘制反映测区电性变化的各种定性图件以说明测区的地质构造特征。

1.电测深曲线类型图

绘制曲线类型图，即在测深点分布平面图或剖面图的各测点，以缩小的比例尺绘出相应点的电测深曲线，标上首尾支的ρ_s值，根据曲线类型的不同划分同类型区。在可能条件下，根据地质和电性资料作出不同类型曲线和地质断面的对比，说明不同类型曲线变化的地质原因，当地质资料不足时，应提出不同类型曲线变化的初步假设。总之，曲线类型图可表示出该区地质断面和构造的粗略概念。

2.ρ_s等值线断面图

前面已经讨论过ρ_s等值线断面图，它是用得较多的一种定性图件，其纵轴可用算术坐标，也可用对数坐坐。构造起伏不明显时，最好用算术坐标。如构造起伏较大，一般用对数坐标。有时根据需要，亦可绘制两种不同坐标的断面图。纵坐标的比例尺选得适当时，可使曲线形态与地电断面有较形象的对应关系，例如图2-1-41 中，纵轴取可使等值线中心与球心对应。在实际工作中，可根据井旁测深结果来选取。一定的地电断面对应一定的ρ_s等值线断面图，但由于电测深的体积性作用，二者的图形并不是等同的，对于非水平层和有限体，ρ_s等值线断面图的形态还与拉线方向有关。

3.相同极距的ρ_s剖面图和平面图

为探查某一深度上视电阻率的变化，常选择某一固定极距的ρ_s，做出剖面图或平面图。作剖面图时，横轴按工作比例尺绘上测点位置，纵轴绘出某一极距时在各测点上的ρ_s值。实际上这便是选出某种或几种极距的ρ_s值所作的电剖面图（对称剖面曲线），其地质解释与电剖面法相同。

作平面图时，先将测点位置点在平面图上，然后将某一极距的ρ_s写在各测点上，最后连成等值线图。平面图可选一种或几种极距制成，它可反映全区内构造走向等概念。

以上图件是定性解释常用的。此外，根据测区实际地质情况及解释的需要，还可做出其他图件。例如，对于尾部有45°渐近线的曲线，可根据渐近线与ρ_s等于一的横轴交点横坐标求出纵向电导S，将各测深点的纵向电导值绘成剖面或平面图，当覆盖层电阻率在水平方向较为稳定时，S值的大小变化可反映基岩顶面深度的变化。又如H型和K型曲线的ρ_s极值点的纵、横坐标图可反映h₂、ρ₂以及h₁、ρ₁、ρ₃等的相对变化，等等。

（三）电测深法应用实例

1.电测深法找水应用实例

图2-1-65所示为河北省任丘县（AB/2=500 m）电测深的ρ_s平面等值线图。该图是根据图中七条测线，几十个点上AB/2=500 m的ρ_s值用内插法勾出的等值线图。

图2-1-65 河北省任丘县电测深找水的ρ_s平面等值线图

结合水文地质资料推断，图中由24 Ω·m等值线所圈出的范围（图中斜线部分），反映了大约为15～200 m深度段内地下含水砂层的分布情况。钻探结果表明，这是一个沿北东方向分布的含淡水的砂层带。其中在西子村打的ZK₂ 井为自流井。该井资料证明，在60～150 m范围内有厚60 m的含淡水砂层。

图2-1-66 北京小汤山温泉区电测深ρ_s断面等值线图及地质剖面图

图2-1-66所示是在北京小汤山温泉区，做电测深得到的一张ρ_s断面等值线图。

ρ_s断面等值线图的横轴代表测线、测点，纵轴代表AB/2电极距大小。AB/2越大，表示探测越深。由ρ_s断面等值线图可以看出，由ρ_s=20和18 Ω·m勾出的低阻等值圈，说明在40号点到20号点之间，地下有一个电阻率较低的低阻层。验证结果证实（见地质剖面图），该低阻层即为地下热水（≥40℃）的存储范围。

2.电测深法在金属矿区的应有用实例

电测深法在金属矿区应用时，在地质地球物理条件有利的情况下，可用以直接找矿，圈定矿体范围和确定矿体深度等。但在多数情况下，由于金属矿体形态复杂或埋藏较深等原因，用电测深直接找矿往往效果不好，但可用电测深研究地下构造，查明基岩起伏等，以划出成矿有利地段。在这方面常可取得良好地质效果（中南矿冶学院物探教研室，1980）。

云南某多金属矿区是以锡为主的多金属矿区，成矿与燕山期酸性花岗岩的侵入形态密切相关，花岗岩突起的凹陷部位为成矿的有利地段，如图2-1-67所示。矿床类型主要有两大类系：锡石-石英脉系；锡石-硫化物系。地层为中生代三叠系的砂页岩与灰岩、白云岩、大理岩组成，下伏燕山期花岗岩，构造发育。本区曾先后进行过电阻率、密度、波速、磁性等参数测定。

图2-1-67 云南某多金属矿区地质情况示意图

由于矿体埋藏深，用物探直接找矿较困难，因而主要用于研究花岗岩起伏、划出花岗岩突起部位。物性参数说明花岗岩只有微弱的磁性甚至不具磁性，因而不能用磁法来研究地下花岗岩的起伏状态。花岗岩与灰岩的波速、密度差均不大，也不具备用地震和重力法研究花岗岩的物性前提。而大量电阻率测定表明，花岗岩与上伏地层有明显的差异，因此，选择（AB/2）_max=2～10 km的极距，进行了400 km² ，1 ∶50万的面积性电测深工作，以查明地下花岗岩起伏状态。基本测网采用1 km×1 km，获得异常后加密至0.5 km×0.5 km，个别地段加密至0.25 km×0.25 km。

图2-1-68 花岗岩顶面深度高程等值线图

在矿区300 km²范围内主要为K型曲线，即ρ₁（表土）＜ρ₂（灰岩）＞ρ₃（花岗岩），但随着中心点所处地层位置不同而有AK型、KQ型等曲线。

对全区的电测深曲线进行推断解释之后，基本上查明了地下花岗岩的起伏状态，编制出花岗岩顶面深度高程等值线图。图2-1-68为其中之一。图中显示有三个花岗岩突起，按北西向分布于区内两条北西向的断裂之间，与穹窿构造一致。从埋深看，从出露花岗岩往南埋深加大，中部隐伏岩体埋深大于600 m，南部岩体埋深大于300 m，大、小凹圹断层南西部埋深大于1000 m，北西及南东两端的两个突起为两个矿田，中部突起当时正在勘探中。推断结果已为钻探所证实，测深工作为地质进行成矿预测提供了可靠资料。经大量钻探验证后，推断解释误差一般均小于百分之十五。

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