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摘要：电法勘探是以岩石或矿石与围岩之间的电性差异为基础，对天然产生的或人工建立起来的电场或电磁场的空间的或时间的分布特征进行观测，以查明地质构造和有用矿产的一种物探方法。文中简要介绍了三种电法勘探方法的实施方法及原理、数据处理及其优点概况，其中包括电阻率法、三维直流电法、瞬变电磁法和高密度电阻率法。
关键词：电法勘探；土体电阻率；三维直流电法；高密度电法
【分类号】：P631.3
“电法”是电法勘探的简称。它是以地壳中岩石、矿石、流体的电、磁学性质及电化学性质的差异为物质基础，利用人T建立的或者天然存在的电磁场的空间和时问分布规律，研究地质构造以及寻找能源和矿产等的一组地球物理勘探方法。电法勘探方法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现自然电场现象，至今已有100多年的历史，而我国的电法勘探业有7O余年的发展， 且也在研究地质和寻找能源矿产方面取得了巨大的成就。电法勘探根据地壳中大自然的存在的电场和天然磁场， 电法勘探分为直流电法和交流电法。直流电法包括电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等：交流电法包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。
1 电法勘探的应用
1.1 普查金矿的应用
由于含金硫化物矿体或控制成矿的地层、构造、蚀变带往往与围岩之间存在明显的电性差异，所以电法勘探已广泛用于金矿（特别是与前寒武纪地层有关的金矿）普查找矿工作中，取得了良好的地质效果。金元素在地壳中含量极微，尽管其具有良好的导电性，也能富集成矿，但它在矿石中的存在并不能明显改变矿石的电学性质，产生目前仪器能够观测到的电场变化，这就制约了电法作为直接找矿方法在金矿普查中的应用。随着对金矿地质条件和金矿建造电性研究的进一步深入，发现大多数金矿床都与硫化矿物或某些矿化蚀变相伴生，在空间上也受到某些地层或构造的控制，而这些地质因素往往与围岩存在着较明显的电性差异，可用电法勘探发现它们，因此，电法勘探完全能够在金矿普查中（特别是在掩盖区）发挥更大的作用。
1.2 勘探硫化矿的应用
通过自然电场法和激发极化法等综合电法勘探发现电异常，经钻探验证，采用地质、物探、钻探、科研综合普查方法密切配合取得的成果。其中电法勘探起到了导向作用。在发现这一隐伏块状硫化矿床的基础上，对矿区及外围进行了瞬变电
磁法等电法勘探的新方法、新技术试验研究工作。根据瞬变电磁法获得的成果，结合自然电场法，激发极化法和地质、化探资料进行综合解释推断，提供了可能存在新的隐伏矿床的信息，指出了进一步普查找矿方向，对扩大该区远景具重要意义。
2 常用电法勘探的原理及优点
2.1岩土体电阻率测试技术
对岩土体电阻率的测试，可以采用多种方法。下面主要介绍直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用。根据试验研究和工程实测结果知该法具有快速、准确地测定岩土体电阻率，并对不同岩性层划分做出客观解释的优点。
实施原理：由于温纳装置是等比装置，且MN/AB=1/3，所以视电阻率与电位差及电流强度的关系式为：Ps=k UAM/I现场观测施工方法：AB供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率P s。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以MN为横坐标，计算MN/p s，并以MN/p s为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制MN/p s与MN的关系图。对各测深点依次作图解释，可求得各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。
该方法较传统的解释方法具有快速、准确的特点，相对于传统的解释方法而言更适合工程物探在解决地层划分和电阻率测试中的应用。另外，场地的岩土电阻率是工程设计接地装置的一个重要参数。
它的确定对电流尽快地散入大地，达到足够小的接地电阻及接地装置地下部分的合理布局起到十分重要的作用，它沿地层深度的变化规律是选择接地装置型式设计的主要依据。
2.2三维直流电法
三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。
施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m条测线，每个测线布置n个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2-10米、测点距D=2-5米即可。
该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使用寿命；但又具有施工量大的缺点，性价比决定其适合于小区域的工程勘察。
2.3高密度电法勘探
高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。现场测时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。
在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。
高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样，它通过A、B电极向地下供电（电流为I），然后测量M、N极电位差au，从而求得该记录点的视电阻率值P s=K* U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。
电极排列布置在工作中最优先选用的是四极装置，它是公认的最稳妥的装置，虽然需要的场地开阔，但是能获得最大的测量电位，对节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要意义，而且四极装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判别。
高密度电法广泛应用于城市建筑等工程物探中，由于受场地范围、地形起伏的局限，高密度电法多选用AMNSNMNB的三极装置，如同常规电法的三极装置一样在电性界面附近，因P s电流密度呈现非线性变化，造成M N极的电位差的阶跃，从而使Ps出现规律性的畸变。
对于三极装置在方法上可按照联合剖面的工作方法进行，即把测得的值作对称四极装置化处理。
3 结语
随着电子和数据处理技术的发展，利用电阻率的常规物探方法的应用范围和应用领域以及数据处理技术也不断进展和创新。在工程建设和实践中发挥着不可替代的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]电法勘探技术以及应用研究[J].2008.
[2]刘成忠，金属矿电法勘探技术的应用范围与发展方向[M].2009.
[3]许新刚等.三维直流电法勘探在地下人防工程勘察中的应用
[J].物探与化探，2004（2）.
关键词：电法勘探；土体电阻率；三维直流电法；高密度电法
【分类号】：P631.3
“电法”是电法勘探的简称。它是以地壳中岩石、矿石、流体的电、磁学性质及电化学性质的差异为物质基础，利用人T建立的或者天然存在的电磁场的空间和时问分布规律，研究地质构造以及寻找能源和矿产等的一组地球物理勘探方法。电法勘探方法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现自然电场现象，至今已有100多年的历史，而我国的电法勘探业有7O余年的发展， 且也在研究地质和寻找能源矿产方面取得了巨大的成就。电法勘探根据地壳中大自然的存在的电场和天然磁场， 电法勘探分为直流电法和交流电法。直流电法包括电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等：交流电法包括交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。
1 电法勘探的应用
1.1 普查金矿的应用
由于含金硫化物矿体或控制成矿的地层、构造、蚀变带往往与围岩之间存在明显的电性差异，所以电法勘探已广泛用于金矿（特别是与前寒武纪地层有关的金矿）普查找矿工作中，取得了良好的地质效果。金元素在地壳中含量极微，尽管其具有良好的导电性，也能富集成矿，但它在矿石中的存在并不能明显改变矿石的电学性质，产生目前仪器能够观测到的电场变化，这就制约了电法作为直接找矿方法在金矿普查中的应用。随着对金矿地质条件和金矿建造电性研究的进一步深入，发现大多数金矿床都与硫化矿物或某些矿化蚀变相伴生，在空间上也受到某些地层或构造的控制，而这些地质因素往往与围岩存在着较明显的电性差异，可用电法勘探发现它们，因此，电法勘探完全能够在金矿普查中（特别是在掩盖区）发挥更大的作用。
1.2 勘探硫化矿的应用
通过自然电场法和激发极化法等综合电法勘探发现电异常，经钻探验证，采用地质、物探、钻探、科研综合普查方法密切配合取得的成果。其中电法勘探起到了导向作用。在发现这一隐伏块状硫化矿床的基础上，对矿区及外围进行了瞬变电
磁法等电法勘探的新方法、新技术试验研究工作。根据瞬变电磁法获得的成果，结合自然电场法，激发极化法和地质、化探资料进行综合解释推断，提供了可能存在新的隐伏矿床的信息，指出了进一步普查找矿方向，对扩大该区远景具重要意义。
2 常用电法勘探的原理及优点
2.1岩土体电阻率测试技术
对岩土体电阻率的测试，可以采用多种方法。下面主要介绍直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用。根据试验研究和工程实测结果知该法具有快速、准确地测定岩土体电阻率，并对不同岩性层划分做出客观解释的优点。
实施原理：由于温纳装置是等比装置，且MN/AB=1/3，所以视电阻率与电位差及电流强度的关系式为：Ps=k UAM/I现场观测施工方法：AB供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率P s。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以MN为横坐标，计算MN/p s，并以MN/p s为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制MN/p s与MN的关系图。对各测深点依次作图解释，可求得各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。
该方法较传统的解释方法具有快速、准确的特点，相对于传统的解释方法而言更适合工程物探在解决地层划分和电阻率测试中的应用。另外，场地的岩土电阻率是工程设计接地装置的一个重要参数。
它的确定对电流尽快地散入大地，达到足够小的接地电阻及接地装置地下部分的合理布局起到十分重要的作用，它沿地层深度的变化规律是选择接地装置型式设计的主要依据。
2.2三维直流电法
三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。
施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m条测线，每个测线布置n个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2-10米、测点距D=2-5米即可。
该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使用寿命；但又具有施工量大的缺点，性价比决定其适合于小区域的工程勘察。
2.3高密度电法勘探
高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。现场测时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。
在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。
高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样，它通过A、B电极向地下供电（电流为I），然后测量M、N极电位差au，从而求得该记录点的视电阻率值P s=K* U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。
电极排列布置在工作中最优先选用的是四极装置，它是公认的最稳妥的装置，虽然需要的场地开阔，但是能获得最大的测量电位，对节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要意义，而且四极装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判别。
高密度电法广泛应用于城市建筑等工程物探中，由于受场地范围、地形起伏的局限，高密度电法多选用AMNSNMNB的三极装置，如同常规电法的三极装置一样在电性界面附近，因P s电流密度呈现非线性变化，造成M N极的电位差的阶跃，从而使Ps出现规律性的畸变。
对于三极装置在方法上可按照联合剖面的工作方法进行，即把测得的值作对称四极装置化处理。
3 结语
随着电子和数据处理技术的发展，利用电阻率的常规物探方法的应用范围和应用领域以及数据处理技术也不断进展和创新。在工程建设和实践中发挥着不可替代的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]电法勘探技术以及应用研究[J].2008.
[2]刘成忠，金属矿电法勘探技术的应用范围与发展方向[M].2009.
[3]许新刚等.三维直流电法勘探在地下人防工程勘察中的应用
[J].物探与化探，2004（2）.