论新写实主义小说的意识形态性.

增刊罗延钟等:高密度电阻率法的电极装置选择

NB,偶极一偶极装置(ABMN,电位装置(二极装置AM和三种等电极间隔装置(三电位电极装置——仅装置(温纳装置AMNB,卢装置(ABMN,7装置(AMBN等的视电阻率异常;然后,用中国地质大学电法科研组研制的高密度电阻率法2.5维反演软件M'7J,对其做反演,考查反演效果。

1.】起伏地形下存在两个异常体的反演结果

图1给出了起伏地形下存在两个异常体时,几种电极装置的高密度电阻率法理论数据的反演结果。图中的黑色虚线,绘出了观测剖面下两个近于平行四边形截面的水平柱状异常体的位置。从左到右,两个异常体的电阻率分别为111・m和100[1・m。丽周围介质的电阻率为10Q・m。反演得出的观测刹面下的电阻率分布用等值线和色块图表示。可以看出,图中从序号l到序号7,不同电极装置的反演结果,与理论模型的位置、宽度、上顶深度和电阻率值的吻合程度,依次降低;序号5、6、7三种装置:对称四极(施伦贝格尔,电位(二极和Ot(温纳装置,反演出的电阻率分布与局部异常体的下边界相差较远。

图l起伏地形下存在两个异常体时,七种电极装置的反演结果

j一偶极一偶极装置;2一双向三极梯度装置;3一反向三极梯度装置;4—母装置;5一对称四极装置;6一电位装置;7一d装置。虚线示出了电阻率异常体断面的位置l 左边张右边异常体及囝岩的电阻率分剐为l,lOOft・nl及loft・nl。

1.2斜坡地形下陡立低阻板状体的反演结果

图2是在一个斜坡地形下陡立低阻板状体上方,7种电极装置理论数据的反演结果。同样可以看出,也是从序号1到序号7的反演结果,与理论模型的位置、宽度、

上顶深度和电阻率值的吻合程度,依次降低;不过,对低阻板状体的反演效果,不如图1所示对近于等轴状异常体的反演效果好。除双向和单向三极梯度装置外,其余装置对板状体下部的反映都较差。

地球物理探测理论认为,物探方法对地下异常体探测的空间分辨率,与被观测的场参数密切相关——观测场参数的空间导数,会提高探测的空间分辨率;并且,导数的阶数愈高,分辨率愈高。由此理论,容易预测电阻率法中各种电极装置的探测分辨率。二极(电位装置、三极梯度装置和偶极一偶极装置,观测参数分别是点电源场的电位、电位梯度和偶极源场的电位梯度,因此,它们的探测分辨率依次递增(偶极源场的电位是点源场电位的一阶导数。其中,双向三极梯度装置,包含正向和反向两个三极梯度装置。前者观测碍到的信息比后者多,

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地质与勘探2005年——。一—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一

图2一个斜坡下面的陡立低阻板状体上方,7种电极装置理论数据的反演结果l 一偶极一偶极装熏;2一双向单极梯度装置;3一反向单极梯度装鼍;4—毋装置;5一对称四极装置;6一电位装置;7—7装鬟。

虚线勾绘出地下板状体的位置。板状体的电阻率为ln・m;周围介质的电阻率为10fl・m。

因而前者的分辨率高于后者。对称四极装置的视电

阻率等于同一测点上、同一电极距的正、反丽个三极梯度装置的视电阻率的平均值,因而对称四极装置的探测分辨率低于双向三极梯度装置。三电位电极装置中的仅和13装置,分别是对称四极和偶极一偶极装置的非梯度装置变种(它们的测量

电极距MN 较大,与“收发距”AM或BM相当,所以,0￡和B装置的探测分辨率,相应地低于对称四极和偶极一偶极装鼍;1装置是两个电位装置AM和BN的“微分”组合,其探测分辨率应与电位装置的分辨率相当或稍高。综上所述,电阻率法各种电极装置的探测分辨率从高到低的排序应该是:偶极一偶极,双向三极梯度,单向三极梯度,9装置和对称四极装置;而电位装置及仪和’装置属于探测分辨率最低的一类电极装置。图1和图2印证了这一理论预见。1762高密度电阻率法的装置选择

选择高密度电阻率法的实用电极装置,不能只考虑电极装置的探测分辨率;即使从探测分辨率考虑,也不是装置的分辨率愈高愈好。偶极一偶极装置的探测分辨率最高;但它的分辨率太高了,以致观测误差、围岩不均匀性和反演过程的微小“扰动”等,都会对反演结果形成干扰,出现“零乱”的假异常。这从图1和图2中都可以看到。

选择实用的电极装置还应考虑高密度电阻率法的方法技术特点。在高密度电阻率法中布置在观测剖面上的各个电极,都将先后分别被当做供电电极和测量电极使用,这使得供电电流强度一般都不能很大(通常为几到几十毫安。“梯度装置”,特别是

偶极一偶极装置在小供电电流条件下,观测信号很

增刊罗延钟等:高密度电阻率法的电极装置选择

弱,难以测准。这就限制了这类装置的应用。笔者

曾经:大力推荐在高密度电阻率法中使用双向三极梯

度装置"]。这种电极装置确实有探测分辨率适度

(分辨率较高,但又不致于引起强烈干扰和观测结

果t叮换算其它多种电极装置的视电阻率等优点;但

它的观测信号很弱,除非采用高灵敏度和高精度仪

器作观测,否则很难取得符合要求的野外观测数据。

在相同供电电流强度和相同隔离系数的条件下,电

位装置及其变种^y装置会有最大的观测信号;但在

城镇和工矿区,采用大测量电极距的电位装置往往

会遭遇到强大的游散电流干扰。再考虑到这类电极

装髓的探测分辨率很低,因此,它们不适于在高密度

电阻率法中使用。从探测分辨率和野外工作方法技术两个方面综合考虑,在现有观测技术条件下,具有较高分辨率和较强野外观测信号的13装置,应该认为是高密度电阻率法比较适用的电极装置。对称四极装置及其变种Or,装置,也有较强的观测信号(仅装鼹的观测信号甚至比13装置更强;但其探测分辨率很低,往往会漏掉有意义的异常,不宜选作为基本观测装置。

3应用实例

为检验上述电极装置选择意见的合理性,笔者应用中国地质大学电法科研组研制的高密度电阻率法2.5维反演程序,对浙江某地探测地下岩溶和秦始皇陵考古探测的高密度电阻率法实测数据作了反演解释。

图3上部是浙江某地采用13装置的高密度电阻率法资料反演结果。图中右侧的高电阻率和左侧的低电阻率区域,划分出了灰岩和砂页岩的分布;在灰岩分布区的两个低电阻率异常,很好地指示出了地下岩溶的存在和位置(已得到验证。图3下部给出的是Of.装置观测资料的反演结果。图中虽然清楚地显示出了右侧高电阻率灰岩和左侧低电阻率砂页岩的分布范围,但对地下的低电阻率岩溶几乎没有反映。这个例子再次印证了13装置探测分辨率较高;而Ot装置的探测分辨率很低,可能漏掉有意义异常的观点。