本發(fā)明涉及一種勘查地球物理領(lǐng)域的電法測(cè)深方法。
背景技術(shù)：
：目前在二維電法勘探中有對(duì)稱四極測(cè)深、偶極-偶極測(cè)深和中梯剖面測(cè)深法等。對(duì)稱四極測(cè)深法采用每個(gè)測(cè)量點(diǎn)均布置近似對(duì)數(shù)等間距的供電距，實(shí)現(xiàn)二維電法勘探測(cè)深，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)布置相對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的對(duì)稱供電極，而測(cè)量電極距離控制在小于1/3供電極距，實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量信號(hào)呈現(xiàn)水平場(chǎng)趨勢(shì)，地質(zhì)解譯簡(jiǎn)單。但由于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)均需要布置一系列供電點(diǎn)，每布置一系列供電點(diǎn)，僅能測(cè)量單個(gè)測(cè)量點(diǎn)，故工作效率過(guò)低。假設(shè)某一條勘探線布置n個(gè)對(duì)稱四極測(cè)量點(diǎn)，按照表1所示的對(duì)稱四極單個(gè)測(cè)量點(diǎn)供電極距和測(cè)量電極距參數(shù)表布置，則為了完成所有測(cè)量點(diǎn)的測(cè)深工作，需要布置16×2×n個(gè)供電點(diǎn)，工作量過(guò)大，故在實(shí)際勘探工作中，會(huì)盡量減少對(duì)稱四極測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，以減少勘探成本，但會(huì)導(dǎo)致勘探效果的降低。表1對(duì)稱四極單個(gè)測(cè)量點(diǎn)供電極距和測(cè)量電極距參數(shù)表偶極-偶極測(cè)深法采用短供電極距和測(cè)量極距，能實(shí)現(xiàn)電法測(cè)深的高效率。為了實(shí)現(xiàn)深部的測(cè)深，采用加大間隔系數(shù)，隨著間隔系數(shù)的增加，而電場(chǎng)信號(hào)衰減很快，為了實(shí)現(xiàn)更大的勘探深度，只有通過(guò)加大供電系統(tǒng)的功率而實(shí)現(xiàn)，而這樣將導(dǎo)致供電系統(tǒng)笨重，降低勘探效率。中梯剖面測(cè)深法借用中梯剖面的模式，通過(guò)改變中梯供電極距的大小實(shí)現(xiàn)測(cè)深的目的，該方法對(duì)于供電點(diǎn)在測(cè)量點(diǎn)范圍以外的測(cè)深工作采用中梯測(cè)深模式，能實(shí)現(xiàn)勘探效率的提高，但該方法對(duì)于供電點(diǎn)在測(cè)量點(diǎn)范圍內(nèi)的測(cè)深工作采用小極距的對(duì)稱四極對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，從而導(dǎo)致需要對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)開展兩種方法的電法勘探，雖然能減少大極距的測(cè)深工作量，但增加了小極距的工作量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是通過(guò)設(shè)計(jì)僅相對(duì)于某一固定點(diǎn)對(duì)稱的一系列等間距供電點(diǎn)，利用電法勘探發(fā)射機(jī)通過(guò)相對(duì)于該固定點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)供電點(diǎn)向地下供電，采用電法勘探接收機(jī)同時(shí)接收勘探線所有測(cè)量點(diǎn)上的電場(chǎng)信號(hào)，求取每一對(duì)對(duì)稱供電點(diǎn)供電時(shí)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的視電阻率、激電等參數(shù)，減少電法測(cè)深供電點(diǎn)的挪動(dòng)次數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有測(cè)量點(diǎn)開展非對(duì)稱電法測(cè)深，提高電法勘探效率和勘探效果?；趯?duì)稱四極和中梯剖面測(cè)深等方法的不足，本發(fā)明提出的非對(duì)稱電法測(cè)深方法，通過(guò)選取某條測(cè)線上的所有需要開展的測(cè)量點(diǎn)的中間位置，布置一系列對(duì)稱于該中間位置的等間距的對(duì)稱供電點(diǎn)，同時(shí)開展對(duì)勘探線的所有測(cè)量點(diǎn)的非對(duì)稱電法測(cè)深勘探。該方法的具體步驟為：(1)先行分析勘探區(qū)的前期地質(zhì)成果，推斷區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)異常體的分布情況，設(shè)定非對(duì)稱電法測(cè)深的勘探線方向；(2)根據(jù)勘探要求，確定勘探線的長(zhǎng)度和數(shù)量，并根據(jù)相應(yīng)的間距，確定勘探區(qū)參數(shù)(m、n、t)，其中m為每條勘探線的測(cè)量點(diǎn)數(shù)量，n為供電點(diǎn)數(shù)量，t為勘探線數(shù)量；(3)基于勘探區(qū)的勘探目標(biāo)體特征、地形地貌起伏特征，采用非對(duì)稱電法測(cè)深的測(cè)量點(diǎn)和供電點(diǎn)坐標(biāo)布置規(guī)則，確定所有測(cè)量點(diǎn)和供電點(diǎn)的坐標(biāo)，并布置測(cè)量點(diǎn)和供電點(diǎn)；(4)每次選擇相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)供電點(diǎn)采用電法勘探發(fā)射機(jī)進(jìn)行供電，所有勘探線上的電法數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)采用電法勘探接收機(jī)進(jìn)行電法數(shù)據(jù)采集，獲取到每次供電時(shí)的所有電法數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)的電法數(shù)據(jù)；(5)然后改變相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)供電點(diǎn)的位置，保證兩個(gè)供電點(diǎn)仍然相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的關(guān)系，重復(fù)以上供電和數(shù)據(jù)采集任務(wù)，獲取到整個(gè)勘探區(qū)的非對(duì)稱電法測(cè)深數(shù)據(jù)；(6)把上述數(shù)據(jù)組合為非對(duì)稱電法測(cè)深數(shù)據(jù)，采用電法勘探數(shù)據(jù)處理和解釋軟件，進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理和解釋，獲取整個(gè)勘探區(qū)的非對(duì)稱電法測(cè)深成果。本發(fā)明提出的非對(duì)稱電法測(cè)深方法的步驟(2)中確定勘探區(qū)參數(shù)(m、n、t)的規(guī)則分為兩種情況：第一種情況為，二維非對(duì)稱電法測(cè)深；第二種情況為，三維非對(duì)稱電法測(cè)深。A)若開展二維非對(duì)稱電法測(cè)深，則設(shè)勘探區(qū)某條二維非對(duì)稱電法測(cè)深勘探線方向?yàn)閄方向，其中X方向?yàn)樗椒较?；勘探線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)間隔距離為a，最大勘探深度為h，則該勘探線的測(cè)量點(diǎn)數(shù)量m為供電點(diǎn)數(shù)量n為勘探線數(shù)量t＝1。B)若開展三維非對(duì)稱電法勘探，則設(shè)勘探區(qū)三維非對(duì)稱電法勘探線方向?yàn)閄方向，X方向勘探線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，Y方向勘探線總間距為Q，其中X方向與Y方向垂直，且均為水平方向；每個(gè)測(cè)量點(diǎn)間隔為a，勘探線間距為b，最大勘探深度為h，則每條勘探線的測(cè)量點(diǎn)數(shù)量m為供電點(diǎn)數(shù)量n為：整個(gè)勘探區(qū)勘探線數(shù)量t為：本發(fā)明提出的非對(duì)稱電法測(cè)深方法的步驟(3)中采用非對(duì)稱電法測(cè)深的測(cè)量點(diǎn)和供電點(diǎn)坐標(biāo)布置規(guī)則也分為兩種情況：第一種情況為，二維非對(duì)稱電法測(cè)深；第二種情況為，三維非對(duì)稱電法測(cè)深。A)若開展二維非對(duì)稱電法測(cè)深方法，則其測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)xpi和A極供電點(diǎn)供電點(diǎn)坐標(biāo)xAi、B極供電點(diǎn)坐標(biāo)xBi布置規(guī)則如下：選取該勘探線的中間位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則二維非對(duì)稱電法測(cè)深所有電法數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)xpi為：該勘探線所有二維非對(duì)稱電法測(cè)深供電點(diǎn)的坐標(biāo)分為兩種情況，設(shè)定X負(fù)方向布置A極供電點(diǎn)，X正方向布置B極供電點(diǎn)，則A極供電點(diǎn)的坐標(biāo)xAi為：B極供電點(diǎn)的坐標(biāo)xBi為：B)若開展三維非對(duì)稱電法測(cè)深方法，則其測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)(xpi,ypj)和A極供電點(diǎn)供電點(diǎn)坐標(biāo)(xAi,yAi)、B極供電點(diǎn)坐標(biāo)(xBi,yBi)布置規(guī)則如下：選取該勘探矩形區(qū)的中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，則三維非對(duì)稱電法測(cè)深所有電法數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)(xpi,ypj)為：該勘探區(qū)所有三維非對(duì)稱電法測(cè)深供電點(diǎn)的坐標(biāo)分為兩種情況，設(shè)定X負(fù)方向?yàn)锳極供電點(diǎn)，X正方向?yàn)锽極供電點(diǎn)，則A極供電點(diǎn)的坐標(biāo)(xAi,yAi)為：則B極供電點(diǎn)的坐標(biāo)(xBi,yBi)為：該方法中的電法數(shù)據(jù)測(cè)量裝置可以采用單極或偶極測(cè)量裝置開展，從而可以細(xì)分為：二維或三維非對(duì)稱電法測(cè)深單極或偶極測(cè)量裝置。該發(fā)明提出的方法僅需要布置一系列相對(duì)于某固定點(diǎn)對(duì)稱的供電點(diǎn)，供電點(diǎn)間距等于測(cè)量點(diǎn)間距，每次向一對(duì)對(duì)稱的供電電極供電，而同時(shí)采集所有勘探線上的所有測(cè)量點(diǎn)的電場(chǎng)信號(hào)，由于供電點(diǎn)只相對(duì)于某固定點(diǎn)對(duì)稱，相對(duì)于測(cè)量點(diǎn)而言不一定為對(duì)稱布置，故本方法命名為非對(duì)稱電法測(cè)深方法。由于上述非對(duì)稱電法測(cè)深方法無(wú)需像對(duì)稱四極測(cè)深法布置一系列相對(duì)于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì)稱的供電點(diǎn)，也無(wú)需像中梯剖面測(cè)深法既布置測(cè)量點(diǎn)外的中梯測(cè)深又布置測(cè)量點(diǎn)范圍內(nèi)的小極距對(duì)稱四極測(cè)深，故本發(fā)明提出的方法大量減少了布置供電點(diǎn)的工作量，從而提高了二維或三維電法勘探效率。在三維非對(duì)稱電法測(cè)深模式中，由于采用三維電法測(cè)深模式，既提高了勘探效率，又能提高勘探效果。附圖說(shuō)明圖1為二維非對(duì)稱電法勘探單極測(cè)量裝置圖；圖2為三維非對(duì)稱電法勘探單極測(cè)量裝置圖；圖3為二維非對(duì)稱電法勘探偶極測(cè)量裝置圖；圖4為三維非對(duì)稱電法勘探偶極測(cè)量裝置圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合圖1、圖2和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本方法的供電系統(tǒng)和電法數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)能完全兼容目前已有的電法勘探設(shè)備，且電法數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)能采用多通道電法數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)或多套電法數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)。實(shí)施例1圖中的1為電法勘探發(fā)射機(jī)，2為A極供電線，3為B極供電線，4所指的圓形符號(hào)為電場(chǎng)信號(hào)測(cè)量電極點(diǎn)，5所指的空心十字形符號(hào)為A極供電點(diǎn)，6所指的實(shí)心十字形符號(hào)為B極供電點(diǎn)，7為電場(chǎng)信號(hào)測(cè)量導(dǎo)線，8為電法勘探接收機(jī)，9為電場(chǎng)信號(hào)無(wú)窮遠(yuǎn)測(cè)量導(dǎo)線和電極，A及虛線箭頭表示A極供電點(diǎn)跑極方向，B及虛線箭頭表示B極供電點(diǎn)跑極方向。本方法的具體實(shí)施方式分成二維非對(duì)稱電法測(cè)深單極測(cè)量裝置和三維非對(duì)稱電法測(cè)深單極測(cè)量裝置兩種情況進(jìn)行分別說(shuō)明。1、第一種情況，二維非對(duì)稱電法測(cè)深單極測(cè)量裝置實(shí)施方式1)基于勘探要求，選定某需要開展二維電法勘探的勘探線X方向和長(zhǎng)度L、測(cè)量點(diǎn)間隔距離a，最大勘探深度h，根據(jù)公式(1)確定二維非對(duì)稱電法測(cè)深測(cè)量點(diǎn)數(shù)量m；2)根據(jù)公式(2)確定該勘探線二維非對(duì)稱電法勘探所有供電點(diǎn)數(shù)量n；3)根據(jù)公式(3)確定該勘探線二維非對(duì)稱電法勘探所有測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)xpi；4)根據(jù)公式(4)和(5)確定該勘探線二維非對(duì)稱電法勘探所有A極供電點(diǎn)的坐標(biāo)xAi和B極供電點(diǎn)的坐標(biāo)xBi的坐標(biāo)；5)根據(jù)以上求取的所有參數(shù)，在野外勘探線上確定并布置好供電點(diǎn)、測(cè)量點(diǎn)；6)按照?qǐng)D1布置好電法勘探發(fā)射機(jī)1；布置好A極供電線2，并與A極供電點(diǎn)5(如圖1所示的A1)連接；布置好B極供電線3，并與B極供電點(diǎn)6(如圖1所示的B1)連接；通過(guò)導(dǎo)線7把所有測(cè)量電極點(diǎn)4與電法勘探接收機(jī)8連接；布置電場(chǎng)信號(hào)采集無(wú)窮遠(yuǎn)測(cè)量導(dǎo)線和電極9，并與電法勘探接收機(jī)8連接；7)電法勘探發(fā)射機(jī)1通過(guò)A極供電點(diǎn)5(如圖1所示的A1)和B極供電點(diǎn)6(如圖1所示的B1)兩個(gè)電極供電；8)電法勘探接收機(jī)8對(duì)所有測(cè)量電極點(diǎn)4進(jìn)行電法數(shù)據(jù)測(cè)量，獲取相應(yīng)的非對(duì)稱二維電法勘探數(shù)據(jù)；9)移動(dòng)A極供電線2和A極供電點(diǎn)5、B極供電線3和B極供電點(diǎn)6兩個(gè)供電點(diǎn)及電線到其他位置(如圖1所示的A2和B2)，重復(fù)第8步驟，直至A極供電點(diǎn)5與B極供電點(diǎn)6兩個(gè)供電點(diǎn)的位置到達(dá)An/2和Bn/2供電點(diǎn)位置，從而獲取整條勘探線的二維非對(duì)稱電法測(cè)深數(shù)據(jù)；10)對(duì)上述所有二維非對(duì)稱電法測(cè)深數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和解釋，獲取整條勘探線的二維非對(duì)稱電法測(cè)深成果。若上述具體實(shí)施方式中的L＝400米，a＝40米，h＝300米，則測(cè)量點(diǎn)m＝11個(gè)，供電點(diǎn)數(shù)n＝40個(gè)，可以確定二維非對(duì)稱電法測(cè)深A(yù)、B供電極坐標(biāo)參數(shù)表和二維非對(duì)稱電法測(cè)深測(cè)量電極坐標(biāo)參數(shù)表分別如下表2和3所示。為完成上述勘探線的11個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)深工作，需要布設(shè)40個(gè)(20對(duì))對(duì)稱供電點(diǎn)，最遠(yuǎn)AB長(zhǎng)度為1560米。表2二維非對(duì)稱電法測(cè)深A(yù)、B供電極坐標(biāo)參數(shù)表表3二維非對(duì)稱電法測(cè)深測(cè)量電極坐標(biāo)參數(shù)表序號(hào)測(cè)量電極坐標(biāo)1-2002-1603-1204-805-4060740880912010160112002、第二種情況，三維非對(duì)稱電法測(cè)深單極測(cè)量裝置實(shí)施方式：1)基于勘探要求，選定需要開展三維電法勘探的勘探區(qū)X、Y方向和相應(yīng)長(zhǎng)度L、Q；2)確定勘探區(qū)的測(cè)量點(diǎn)間隔距離a和勘探線間距b，最大勘探深度h，根據(jù)公式(6)確定三維非對(duì)稱電法測(cè)深每條勘探線的測(cè)量點(diǎn)數(shù)量m；3)根據(jù)公式(7)確定三維非對(duì)稱電法測(cè)深供電點(diǎn)數(shù)量n；4)根據(jù)公式(8)確定三維非對(duì)稱電法測(cè)深勘探線數(shù)量t；5)根據(jù)公式(9)確定該勘探區(qū)三維非對(duì)稱電法測(cè)深的所有測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)(xpi,ypj)；6)根據(jù)公式(10)和(11)確定該勘探區(qū)所有三維非對(duì)稱電法測(cè)深的A極供電點(diǎn)的坐標(biāo)(xAi,yAi)和B極供電點(diǎn)的坐標(biāo)(xBi,yBi)的坐標(biāo)；7)根據(jù)以上求取的所有參數(shù)，在勘探區(qū)確定并布置好供電點(diǎn)、測(cè)量點(diǎn)；8)按照?qǐng)D2布置好電法勘探發(fā)射機(jī)1；布置好A極供電線2，并與A極供電點(diǎn)5(如圖2所示的A1)連接；布置好B極供電線3，并與B極供電點(diǎn)6(如圖2所示的B1)連接；通過(guò)導(dǎo)線7把所有測(cè)量電極點(diǎn)4與電法勘探接收機(jī)8連接；布置電場(chǎng)信號(hào)采集無(wú)窮遠(yuǎn)測(cè)量導(dǎo)線和電極9，并與電法勘探接收機(jī)8連接；9)電法勘探發(fā)射機(jī)1通過(guò)A極供電點(diǎn)5(如圖2所示的A1)和B極供電點(diǎn)6(如圖2所示的B1)兩個(gè)電極供電；10)電法勘探接收機(jī)8對(duì)所有測(cè)量電極點(diǎn)4進(jìn)行電法數(shù)據(jù)測(cè)量，獲取相應(yīng)的非對(duì)稱三維電法勘探數(shù)據(jù)；11)移動(dòng)A極供電線2和A極供電點(diǎn)5、B極供電線3和B極供電點(diǎn)6兩個(gè)供電點(diǎn)及電線到其他位置(如圖2所示的A2和B2)，重復(fù)第8步驟，直至A極供電點(diǎn)5與B極供電點(diǎn)6兩個(gè)供電點(diǎn)的位置到達(dá)An/2和Bn/2供電點(diǎn)位置，從而獲取整個(gè)勘探區(qū)的三維非對(duì)稱電法測(cè)深數(shù)據(jù)；12)對(duì)上述所有三維非對(duì)稱電法測(cè)深數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和解釋，獲取整個(gè)勘探區(qū)的三維非對(duì)稱電法測(cè)深成果?？碧叫蕦?duì)比實(shí)驗(yàn)為對(duì)比二維非對(duì)稱電法測(cè)深與對(duì)稱四極測(cè)深的勘探效率，假設(shè)某勘探區(qū)有長(zhǎng)400米的勘探線需要開展二維電法測(cè)深，測(cè)量點(diǎn)間距40米，最大勘探深度為300米。根據(jù)以上要求，共有11個(gè)測(cè)量點(diǎn)需要開展二維電法測(cè)深。若對(duì)11個(gè)測(cè)量點(diǎn)開展對(duì)稱四極測(cè)深，根據(jù)表1所示的對(duì)稱四極測(cè)量點(diǎn)供電極距和測(cè)量電極距參數(shù)表，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)需要布置15對(duì)相對(duì)于每個(gè)測(cè)量點(diǎn)對(duì)稱的供電點(diǎn)，11個(gè)測(cè)量點(diǎn)共需要布置165對(duì)供電點(diǎn)。而若對(duì)該11個(gè)測(cè)量點(diǎn)開展二維非對(duì)稱電法測(cè)深，根據(jù)表2所示的二維非對(duì)稱電法測(cè)深A(yù)、B供電極坐標(biāo)參數(shù)表和表3所示的二維非對(duì)稱電法測(cè)深測(cè)量電極坐標(biāo)參數(shù)表所提供參數(shù)，11個(gè)測(cè)量點(diǎn)總共僅布設(shè)20對(duì)(40個(gè))關(guān)于勘探線中間點(diǎn)對(duì)稱的二維非對(duì)稱電法測(cè)深供電點(diǎn)，就能完成11個(gè)測(cè)量點(diǎn)的二維非對(duì)稱電法測(cè)深。對(duì)比以上兩種方法布設(shè)供電點(diǎn)的數(shù)量，可以發(fā)現(xiàn)二維非對(duì)稱電法測(cè)深布設(shè)供電點(diǎn)的工作量明顯少于對(duì)稱四極電法測(cè)深，故前者的勘探效率高于后者。由于二維非對(duì)稱電法測(cè)深同時(shí)對(duì)11個(gè)測(cè)量點(diǎn)開展電法數(shù)據(jù)采集，故可以采用多通道或多套電法接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以便提高整體勘探效率。而對(duì)稱四極測(cè)深每次僅能對(duì)一個(gè)測(cè)量點(diǎn)開展電法數(shù)據(jù)采集，則無(wú)法采用多通道或多套電法接收機(jī)，從而其勘探效率低。若勘探區(qū)有多條平行勘探線需要開展二維電法測(cè)深，若能開展三維非對(duì)稱電法測(cè)深，則其勘探效率的提高相對(duì)于對(duì)稱四極電法測(cè)深而言會(huì)更明顯，且由于采用的是三維電法勘探，其勘探效果要優(yōu)于對(duì)稱四極電法測(cè)深的二維成果。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3