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1、第10卷第1期地学前缘(中国地质大学,北京)Vol.10No.12003年3月EarthScienceFrontiers(ChinaUniversityofGeosciences,Beijing)Mar.2003高密度电法的发展与应用董浩斌,王传雷(中国地质大学地球物理系,湖北武汉430074)摘要:文中从电极排列、反演处理方法、仪器等几个方面,介绍了高密度电法的发展,说明了所有电极排列方式是从对称四极、单极偶极和单极单极发展而来。在反演方法软件方面,介绍了基于圆滑约束最小二乘法及计算机反演快速计算程序
2、。同时,提出供电时间、极化补偿和电极转换开关是高密度电法仪器发展的关键技术。文中列举了高密度电法在多个领域的应用简况,最后提出了高密度电法在今后发展的趋势为高密度激发极化法、三维高密度电阻率法。关键词:高密度电法;电极排列;反演软件;仪器;电阻率成像中图分类号:P631.3文献标识码:A文章编号:10052321(2003)01017106行预处理并显示剖面曲线形态,脱机处理后还可以1高密度电法发展概况自动绘制和打印各种成果图件。(5)与传统的电阻率法相比,成本低、效率高,信息丰富,解释方便,勘这里的
3、高密度电法指的是直流高密度电阻率探能力显著提高。法,但由于从中发展出直流激发极化法,所以统称高关于阵列电探的思想在20世纪70年代末期就密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探有人开始考虑实施,英国学者所设计的电测深偏置方法,野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)系统实际上就是高密度电法的最初模式,80年代中置于测点上,然后利用程控电极转换开关和微机工期,日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。当测量了野外高密度电阻率法的数据采集,只是由于整体结果送入微机后,还可
4、对数据进行处理并给出关于设计的不完善性,这套设备没有充分发挥高密度电地电断面分布的各种物理解释的结果。显然,高密阻率法的优越性。80年代后期,我国原地质矿产部度电阻率勘探技术的运用与发展,使电法勘探的智系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研能化程度大大向前迈进了一步。由于高密度电阻率究,从理论与实际结合的角度,进一步探讨并完善了法所具备的上述优势,因此相对于常规电阻率法而方法理论及有关技术问题,也研制成了几种类型的言,它具有以下特点:(1)电极布设是一次完成的,这仪器。不仅减少了因电极设置而引起的故障和
5、干扰,而且目前,研究高密度电法的方法技术和仪器的主为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。(2)能要有中国地质大学等,生产仪器的还有原长春地质有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可学院、重庆的有关仪器厂家。以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信近年来该方法先后在重大场地的工程地质调息。(3)野外数据采集实现了自动化或半自动化,不查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工仅采集速度快(大约每一测点需2~5s),而且避免程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经了由于手工操作所出现的错误。(4)可
6、以对资料进济效益。收稿日期:20030110;修订日期:200302202高密度电法电极排列的发展基金项目:国家九五重点攻关项目(96-221-01-02)作者简介:董浩斌(1964),男,博士,教授,地球物理及智能化仪器专业,主要从事地学、工控等智能化仪器仪表的研究开发、信(1)高密度电阻率法测量方式:高密度电法开始号处理等研究和教学工作。[1~8]时,研究的排列方式主要有3种:,和。现172董浩斌,王传雷/地学前缘(EarthScienceFrontiers)2003,10(1)在
7、排列方式已发展到十几种。不过仔细研究就可发阵(horizontalflatnessfilter);fz=垂直平滑滤波系现,所有排列都是从对称四极(施伦贝谢尔,Schlum-数矩阵(verticalflatnessfilter);J=偏导数矩阵;J=berger)、偶极偶极(dipole-dipole)、单极偶极(pole-J的转置矩阵;u=阻尼系数;d=模型参数修改矢dipole)、单极单极(pole-pole)演变而来(其中,排量(modelperturbationvector);g=残差矢量(dis
8、-列方式无变种)。如:AM=MN=NB时,Schlum-crepancyvector)。berger排列就变成排列;AB=BM=MN时,偶极这种算法的一个优点是可以调节阻尼系数和平偶极排列就变成排列;对于单极偶极排列,就有滑滤波器以适应不同类型的资料。AMN,MNB,AM=MN和AMMN等4种。至反演程序使用的二维模型把地下空间分为许多于所谓的滚动排列装置,在电极排列方式上基本不模型子块。然后确定这些子块的
