煤田电法勘探资料解释方法浅析

摘要：煤田电法勘探资料解释在理论上有一套系统完整的方法，本文结合云南省煤田电法勘探工作的实际，简明阐述了电法资料的解释方法及解释程序，总结经验，结合工作实例进行了一些有益的浅析。

关健词：电测深曲线解释方法研究应用

中图分类号：P641.4+61 文献标识码：A 文章编号：

1．前言

煤田电法勘探是煤田地质勘探的重要手段，在云南省煤田地质勘探中主要应用于山间盆地，了解基底形态及构造，圈定第三系地层含煤范围的有利地段。在解决这些地质问题，发挥了重要的作用，由于勘探目标的赋存状态，地电条件，地形地质背景等主要因素决定了电法解释的多解性，如何结合实际，采取合理的解释方法、程序，使多解性为单解。本文阐述了一些有益的方法、程序的探索，为今后在工作中提高效率，解决实际问题有一定的意义。

2．电测深曲线

2.1 电测深曲线是采取垂向电测深装置进行观测电位差、电流、视电阻率等主要参数，反映垂深变化与视电阻率变化的对应关系的曲线。电测深理论曲线的数学模型是：

ρs= r2∫0＋∞T（λ）J（λr）λdλ

式中：ρs为某一水平层的三维视电阻率；

r为电极距；

T（λ）为空间频率λ的函数（即为核函数）；

T（λr）为某一水平层的电流密度。

2.2电测深曲线的基本类型有6种（见图1）：①上升型（G）；②下降型（D）；③下凹型（H）；④上凸型（K）；⑤连续上升型（A）；⑥连续下降型（Q）。在实际工作中，往往表现为各种基本类型的组合。

2.3电测深曲线的基本特征：由数学理论，我们知道曲线有极大值点、极小值点、拐点（分离点），曲线的幅度（宽窄、缓陡），宽度、曲线尾支渐近线与横轴的夹角大小等特点。

3．资料解释的方法、程序

资料解释的方法及程序依次分为六个步骤进行：

3.1 第一步：判定电测深曲线类型，采取数学方法分析曲线的特征，认识点上的电性现象，归纳出电性的变化趋势。

3.2 第二步：绘制每条测线的等视电阻率剖面图，分析剖面线上横向与纵向的电性变化趋势，认识深度方向的异常电性现象；绘制不同深度的等视电阻率平面图，从面上分析不同深度的电性异常体的变化趋势；绘制电测深曲线特征点（极小值、极大值）等视电阻率平面图，从面上分析，提高对低阻异常体、高阻异常体的变化趋势的认识。

3.3 第三步：分析勘探区的地质现象、地质变化规律、地质背景，对区内出露的地层岩性做电性参数测试（包抱褐煤参数、水参数），确定电性特征与地质特征的对应关系，综合电性现象的点、线、面及深度方向的电性特征的变化趋势，进一步认识电性异常地带，归纳出电性特征变化趋势与地质特征变化趋势的统一关系。

3.4 第四步：对曲线进行数学计算（采取求导数、切线法、平均视电阻率法、电性边界条件、S等值原理），得出曲线电性层参数（视电阻率、层数及厚度），对地表、高阻屏蔽的影响进行相关误差分析，用褶积滤波，最小二乘法进行最优化处理，计算出盆地的基底埋深。

3.5 第五步：绘制基底等高线平面图，了解盆地基底形态、埋深、岩性、构造等情况，剖析等视电阻率极小值平面图，认识低阻异常地段，圈定盆地的有利含煤地段。

3.6 第六步：对电法成果进行整体、系统的综合研究，宏观与微观相结合，地质背景与电法现象相结合，地质变化规律与电性变化规律相结合，对电法成果进行对比、调整、修改。

4．工程实例

4.1 勘探区概况

文山县八家寨盆地面积约有3㎞2，宽约1㎞，长约3㎞，盆地呈北西～南东向条带展布。本次电法工作，施测勘探线16条，其中横剖面14条，纵剖面2条，剖面线总长约13.325㎞，实测电测深物理点总数为111个，其中电测深坐标点94个、检查点6个、十字测深点3个、电性参数点8个。

4.2 第一步：通过对矿区电测深曲线分析，盆地内电测深曲线主要有5种曲线类型，分别为：A、KH、HA、HKH、KHK型，其变种曲线为：H、HAA、AKH型，其典型曲线如插图2，通过认识总结出电性现象的4个变化区，1区为：13.5～25ΩΜ、2区为：8.06～130ΩΜ、3区为：27.4～149ΩΜ、4区为：44.0～2859ΩΜ，曲线最低的极小值为8.06ΩΜ，极大值为130ΩΜ。

图2

4.3 第二步：绘制16条勘探线剖面（即等视电阻率剖面图），绘制AB/2=100m、200m、500m、750m、等视电阻率平面图，绘制极小值、极大值等视电阻率平面图，对剖面深度方向、平面图平面方向及上述的4个电性变化区进一步分析再认识、对比、修改。

4.4 第三步：勘探区的地质背景

该盆地是山间断陷侵蚀盆地，盆地西缘有一条主要的断裂所控制，对盆地的形成起了决定性的作用。盆地南东开阔而北西狭窄，为一不均匀压扭性质的断裂，盆地地层由新到老分别叙述为：第四系（Q）耕植土，第三系（N）含煤地层，法郎组（T2f）砂岩地层，个旧组（T2g）灰岩地层。

经8个岩性参数的测试，结合上述4个电性变化区的认识，得出电性特征与地质特征的对应关系如下表：

电性特征与地质特征对应关系表

4.5 第四步：对曲线进行数学计算，分层点的确定后，算出曲线的电性层参数，即定量解释，得出电性层数。各电性层的视电阻率值，各电性层的厚度。对曲线尾支渐渐线（斜率）分析，结合地质现象变化的规律，认识出个旧组（T2g）灰岩为基底的曲线，尾支抬升角度为35°～45°，以法郎组（T2f）为基底的曲线，尾支抬升角度为:

10°～35°，由曲线的幅度宽度分析，曲线宽、中间幅度小，则认识出由地层Q+T2f+T2g组合；曲线窄、幅度大，认识出地层由Q+T2g组合或N+T2g组合，曲线宽、幅度大，认识出由地层T2f+T2g组合。总结、归纳上述的分析，确定出每个物理点的基底埋深。

4.6 第五步：绘制基底等高线平面图，从面上认识基底形态，埋深变化，基底岩性，构造情况（单点曲线出现“人”型的断拆、拐点幅度大，曲线类型发生变化，等值线密集、扭曲等都是构造的电性现象。）并对等视电阻率极小值平面图的低阻异常区进行初步圈定。

4.7 第六步：对电法成果进行整体、系统的综合研究，得出以下结论：第四系（Q）耕植土主要分布于盆地的南东方向母鲁白村的开阔地带，其综合电性为13.5～25ΩΜ，对应电测深曲线H型、A型电性层的第一段，一般厚度为0～20m，第三系地层主要分布于盆地8线至14线狭窄条带状的地段。其综合电性一般为8.06～130ΩΜ，曲线类型为HA、KH型，曲线反映在HA型的中上部，型的段，地层厚度为0～120m，最大沉降厚度为120m（1002号点）。

解释出3条断层，构成断成组，其作用的合力呈逆时针方向，使地层发生了褶皱现象，北西为沉积中心，南东抬高。

认识出等视电阻率在8.06～15ΩΜ之间的低阻区为该盆地的有利含煤地段。共分为两个部分，一个位于盆地的沉积中心，长约700m、宽约65m、面积约0.0482㎞；另一部分位于盆地的次级沉积中心，长约300m、宽约70m、面积约0.0205㎞2，合计盆地的有利含煤面积约为0.0687㎞2。

5. 应用意义评述

煤田电法勘探的资料解释在理论上有一套系统完整的方法，而且在“规程”中也有相应的规定，而在实际工作中，因工作的对象是在变化的，盆地的地质、电性各有特点，按理论上的要求去做，往往解释结果与实际情况误差出入大，为此，既要符合理论规范中的要求，又要提高解释精度，符合实际。本文阐述的方法、程序是我们在多年的工作中不断总结摸索出来的，使用这些方法在解释过程中容易抓住问题的关键，并提高效率。现将其介绍出来供同行之间相互探讨，不对之处欢迎批评指正。