高密度电阻率法分辨率影响因素研究及应用

摘要

高密度电阻率法是在常规直流电阻率法的基础上发展起来的一种地球物理勘探方法，其原理与直流电阻率法相同。在高密度电阻率法勘探中，存在着许多问题有待完善和解决，如勘探深度与电极距的关系问题、定量解释问题、分辨能力等等。反映在反演图中，这些问题大体可归结于分辨率问题，对分辨率的研究，可为这些问题找到解决之道。针对高密度电阻率法在分辨能力方面的研究仍有所欠缺，当需要详查时，其纵向分辨率、横向分辨率的影响因素就必须得到充分讨论分析。
　　本文由直流电阻率法的基本理论出发，研究了高密度电阻率法的正、反演技术，并通过自编程序及专业软件进行数值模拟分析，验证了自编程序的准确性。通过分析各装置的灵敏度，讨论各装置的探测特点及探测深度、分辨效果，进而总结出高密度电阻率法分辨率的主要影响因素为异常体与围岩电阻率差异、电极距、埋深、异常体尺寸等。
　　本文分别针对高密度电阻率法的横向、纵向分辨率，详细分析了四个影响因素分别对单个异常体、多个异常体、无限延伸垂直异常体、无限延伸水平异常体的分辨率影响，分三种装置进行讨论。然后将四个因素归一化处理，对四个影响因素的影响程度进行分析，总结出在埋深为0m～5m，异常体尺寸为1m～5m，电阻率差异为0.1～10倍的范围内，电极距和埋深的变化对横向、纵向分辨率的影响程度最大。
　　本文对高密度电法的横向、纵向分辨率进行的综合分析研究表明:三种装置各自的影响因素曲线基本一致，且横向、纵向影响基本一致;而各影响因素总体对纵向分辨率的影响更大。在对整体分辨率进行分析、讨论各因素影响程度的基础上，提出在埋深为0.5m～3.5m，异常体尺寸为1.5m～4.5m，异常体与围岩电阻率差异为0.1～7倍的范围内，电极距由3.5m逐渐减小至0.5m，能极大提高高密度电法的整体分辨率，电极距由0.5m～1.5m变化过程中，采用β装置能在最大程度保证分辨率的基础上增加探测深度，达到最佳地质效果。
　　分辨率的研究应理论联系实际，通过理论研究来指导实际工作，而实际工作所面临的问题会推动理论的更深入研究。最后将本文对横向、纵向、整体的分辨率的分析，应用于工程实例中，以管线探测和地下空洞探测为例，验证了本文讨论分析的正确性和实用性。通过理论分析及工程实例，此研究能为高密度电法的分辨率研究提供一定数据基础，能够得到更好的地质效果，提高工作效率及效果。