三极测深的研究与应用

摘要： 在电测深工作中，常常遇到悬崖、河流等复杂地形条件限制，无法应用对称四极电测深法。但三极电测深法将其中的一个供电极放于无穷远，另一个电极移动，这样大大增强了跑极的灵活性，因此在有限的复杂地形中，经常采用三极电测深法。本文通过理论模型研究和实际应用效果得出，三极电测深和四极电测深对比，异常中心无偏移，能探测出了异常体的位置和深度。

Abstract： During the electrical sounding work， the limited terrain conditions such as cliffs or rivers make symmetrical four-pole sounding can't be used. But Three-Pole Fathom can move just one AB electrode， and set the other electrode to infinite point， thus enhancing the flexibility. So during the limited complex terrains， this method is applied. In this thesis， through model calculation and case analysis， we have concluded that this two electrical sounding methods' response to the anomalous body center is no deviation， what's more，they can detect the location and depth.

关键词： 三极测深；四极测深；偏移；异常；

Key words： Three-Pole Fathom；symmetrical four-pole sounding；deviation；anomaly

中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0302-03

0 引言

随着找矿难度的加大，各种物探方法在寻找隐伏金属矿床方面发挥着不同作用，电法在金属矿产的地球物理勘查工作中一直占有重要地位，勘查与金属硫化物有关的有色及贵金属矿床，对位于200～400m深的矿（化）体进行二维和三维空间定位，并对它的规模、产状和埋深等进行准确的推断，激发极化测深是解决这些地质问题有效的方法、技术。大功率激电（IP）三极测深是近几年来普遍应用于对金属矿产勘查工作中的一种新方法，其具信号强而稳定、勘查深度大、工作效率高以及所反映异常特征明显等优点。

1 电测深原理和电测深断面图解释

1.1 电测深原理 电测深是在同一测点上逐次扩大电极距是探测深度逐渐加深，以观测测点处在垂直方向由浅到深的电阻率变化，依据地下目标体的电阻率、极化率差异来探测地下介质分布特征的电阻率勘探方法。电测深剖面一般是在其他电法剖面完成以后开展，如在联合剖面异常上布置电阻率测深剖面，在激电中间梯度剖面扫面的异常区选择精测剖面布置激电测深剖面的一系列测深点，供电极和测量极一般沿测线向外移动。电测深剖面中最常用装置是对称四极测深，其次是三极测深，实际测深过程中，需要记录每个测点的高程。

1.1.1 三极测深 三极测深装置（图1）：AB为供电极，MN是测量极，A-MN或MN-B，无穷远极应尽量放远一些（一般大于5*AO），B放于MN的垂线上。

电阻率计算式为？籽=K■

？籽是视电阻率；？驻U是测量电极的电位差；K是装置系数。

1.1.2 对称四极测深 对称四极测深的装置如下（图2），ABMN四个电极布置在同一条直线上，测量电极布置在供电电极AB中间，测量时MN不动（当AB增大到一定值后，MN按规定要求增大），对称式增大AB，每移动一次AB测得一次？籽s值。

1.2 资料整理和解释 按电极距不同所测得的？籽值，在双对数坐标纸上绘制？籽-AB/2关系曲线，解释有定性解释和定量解释，定量解释中的量板法是比较常用的一种方法，对称电测深二层量板有D型和G型理论曲线两张。辅助量板有Q 型、A 型、H 型、K型辅助曲线4张，分析所要解释的曲线类型，对于地层为两层的岩性，反映出来的曲线有2类：当？籽1>？籽2时为D型曲线；当？籽1？籽2>？籽3时为Q型；当？籽1

采用地形校正的方法校正因地形起伏而造成的对视电阻率的影响。电阻率测深剖面实测数据资料以视电阻率拟断面图来显示，并对它作定性解释。众所周知，实测视电阻率？籽s数据是电极系影响范围内地下电性不均匀和地形影响的综合反映。

1.3 模型试验 对称四极测深的计算点在供电极AB中点，三极测深计算点在测量极MN中点，因此为了验证两种测深方法在反应异常体中心带无大偏移，我们设计了一个模型体：一个半径R=100m，？籽1=300？赘·m代表围岩电阻率，？籽2=1e-5？赘·m埋深分别为190m、250m、300m的三个与围岩电阻率差异巨大的异常体，计算公式如下：

视电阻率计算公式：？籽s=K■（1）

装置系数K=■

U=■[■+2■■·■Pn（cos？兹）]（2）

正演计算结果绘制出如下：

由图可知：三极测深和四极测深对异常体中心基本一致，基本无偏移，由此在地形不允许的情况下，三极测深可以很好的替代对称四极测深。

2 三极电测深应用实例

2.1 工区地质概况和电性特征 云南某矿区出露地层为下寒武统（∈1）、中寒武统西王庙组（∈2x）、下二叠统（P1）、上二叠统（P2β）峨眉山玄武岩、上三叠统-下侏罗统白湾群（T3-J1bg）、中侏罗统益门组（J2y）。区内褶皱构造，主要分布于勘查区的北西部，以古生界上二叠统峨眉山玄武岩为基底，为陆相湖盆沉积。褶皱构造在探矿区内长2200米、最大宽度2160米，呈轴向315°方向展布，向北西延出图外，在褶皱构造（构造盆地）边缘的上三叠统-下侏罗统白湾群（T3-J1bg）内，局部可见砂岩中夹有赤铁矿层。

物性测试表明如表1：

由表知：该探测区围岩与矿石的极化率存在明显差异；围岩的极化率比较高，与矿化体的极化率仅有0.46%的差异，因此在区分矿化与围岩存在一定的困难。但是矿体是高极化率、中等电阻率，矿化体是低电阻率、中偏低极化率，围岩是高电阻率、低极化率，这可以作为判断是矿、矿化所致异常，还是非矿异常的一个重要依据。

2.2 三极电测深成果分析验证 应甲方要求，为了探明矿洞附近地下矿体分布情况，我们分别在矿洞内、矿洞外布置了三个激电测深点，测深点位图5。以洞口点为坐标的零点，图中的“DW-40、DW0、DW35”分别表示洞口以西40米、洞口、洞口以东35米的测深点，而“DN20、DN50、DN85”则表示是洞内（以洞口为零点）20米、洞内50米、洞内85米的测深点。

由于这些测深点在洞内，或者洞口边的悬崖底边上，受周围地形条件的限制，因此我们采用单边三极测深进行测量，把B极布设在测区的北部（与洞口距离2000米）的地方，A极（在洞口的西边7～8线之间）移动观测。

仪器是重庆奔腾数控技术研究所已研制新一代短导线多道大功牢激电系统：WDJS-3多道（6/12/20道）数字直流激电接收机和WDFZ—5T/10T大功牢发射机。洞内三极激电测深视极化率、视电阻率断面图见图6，洞口外三极激电测深视极化率、视电阻率断面图见图7。

由图6分析：洞内距离洞口50米，深度150～200米，的中等偏高（视极化率在3.0以上）视极化率异常，考虑到对应的视电阻率偏低，分析是由矿化（或者是品位次于矿体）的异常体；洞内距离洞口50米，深度280～300，距离洞口80米，深度250～300米区段的高视极化率，中等视电阻率异常，如果地质上能够排除碳质的影响，推断是矿致异常。

由图7分析：洞口下方深度180～230米的高视极化率、中等视电阻率，推断是矿致异常，异常体略向东倾斜；洞口东边下方深度270～330米的高视极化率、中等视电阻率，推断是矿致异常。浅部异常可能是浅部矿化体引起的异常。后经甲方钻孔验证，效果良好。

3 结论

通过模型验证了三极测深对找出异常体中心带几乎无偏移，实际应用效果良好，适用于由于地形影响无法开展对称四极测深的地区。

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