电阻率法野外工作的几个问题及电阻率剖面法的应用

(一)确定任务
正确确定工作任务是保证工作顺利进行和取得显著效果的重要环节。为此必须具备一定的地质条件和地球物理前提，这些条件和前提是：
1)被探测的地质体与围岩的电阻率有较大的差异。
2)被探测的地质体相对于埋藏深度具有一定的规模。
3)被探测的地质体的异常应能从各干扰体的异常背景中区分显示出来。
4)浮土电阻率很低(如沼泽、稻田区)、厚度又很大的地区或地表接地电阻过大(如冻土层厚度大于1～2m及地表为砾岩掩盖)的地区，不利于开展电阻率剖面法工作。
此外，由于单一方法的多解性，应考虑使用多种电参数和综合物化探工作共同完成任务。
(二)测区范围、测网与比例尺
根据任务书的要求及工区的地质、矿产和过去物探工作等情况，合理地确定测区范围。测区范围应包括整个被探测对象可能存在的地段，应保证探测结果轮廓完整，其周围应包括一定面积的“正常”地段。同时要照顾到测区边界整齐规则。如果测区边缘发现异常时，应根据需要扩大测区，将异常追索完整。
测线的方向应垂直被探测地质体的主要走向。如成矿受构造控制，测线应垂直构造的走向；成矿受岩性的控制，则应垂直岩层走向。当发现的异常走向与测线交角小于90°过多时，应垂直异常走向布置补充工作。
测网密度由被探测地质体的大小、埋深和工作性质来确定。普查时，至少要有1～2条测线穿过异常，每条测线上至少有3～5个测点在异常区；详查时，至少应有3～5条测线、每条测线上至少有5～10个测点穿过异常；精测工作的测网密度要求是，当再加密点线距时，异常基本特征不变。在野外施工中发现异常时，操作员应根据情况及时加点、加线，以了解异常基本形态。
测网密度和比例尺说明物探工作的详细程度。一般将测线的实际距离缩小为图上1cm，此缩小倍数即为相应的比例尺，因此物探图上线距都是1cm。
表4-3中列举的是常用的工作比例尺和相应的测网密度。

表4-3 电剖面法的工作比例尺及测网

测网的敷设均在电法测量开始前进行，通常以较高精度的基线控制测区和测线，测线和测点要进行编号，编号的顺序为：从南至北和从西至东均为小号到大号排列。为了保证绘图准确，基线应与附近国家三角点联测。电阻率法具体对测量精度的要求如下。
(1)测点平面位置的要求
测点平面位置存在误差时，展在图上后将使按测点绘制的物探曲线以及地质体形态产生畸变，与实际不符；而且物探图与地形图、地质图综合时将发生位移，因此规范规定，测点位置在图上最大误差为2mm。
(2)相邻点距和电极排列方式的精度要求
相邻点距和电极排列方向的误差，影响各电极之间的距离和方向，也即影响ΔU和K值。但计算ρs时，K值采用无误差的标准值，于是计算出ρs带有误差，从而使ρs曲线带有假象，因此敷设测点必须满足一定的精度要求。
规范规定：当点距小于或等于10m时，相邻点的测定极限误差不超过6%；当点距大于10m时，相邻点距的测定极限误差不超过4%，A、B、M、N应排列在一条直线上，方向差不超过±5°。
(三)电极距的选择
我们知道，勘探深度与电极距的大小有关，对于埋藏深度一定的勘探对象，若采用电极距过小，则电流探测不到目标体，因此视电阻率也就不能反映所勘探的地质体；相反，若采用的电极距过大，虽然探测深度加大但对不同地质体不一定得到最明显的异常(有些形状的地质体存在最佳极距)，布置大极距工作时所需的装备也笨重，工效低，成本高，因此合理选择电极距是电剖面法野外工作的重要问题。
1.对称四极剖面法极距的选择
实际工作中常用的数据如下：
AB≥(4～6)H (4-23)

普通物探

其中H为矿顶埋深。
在电剖面法中通常取MN大小与点距相等。
复合四极剖面法中，小极距AB主要反映浅部地质情况，大极距反映深部情况，两者的比值在两倍以上。
2.联合剖面法极距的选择
对于联合剖面法的极距有供电电极距AO、BO(无穷远∞)；测量电极距MN。
一般对AO的选择，主要考虑勘探对象的形状和顶部埋深的大小。对自然条件下遇到最多的脉状矿体，为得到比较明显的异常，就得选择最合适的极距(称最佳极距)，通过实验得出AO的大小应等于或大于3倍矿顶埋深，即：
AO≥3H(H为矿顶埋深) (4-25)
大量模拟实验还发现，对薄板状良导性矿体而言，只有在某一特定最佳极距时，才能观测到最明显的异常，比这一特定最佳电极距小或大均会使异常变得不明显，这个最佳极距为：

普通物探

式中：L为矿体沿走向的长度；d为矿脉向下延伸的长度。
如果邻近有不均匀体，还应使：

普通物探

式中：P为矿体与不均匀体之间的距离。
在实际工作中，一般不知矿体的埋深和矿体的规模，因此必须要在开工前在地质条件好的地段做一些试验剖面，用不同的AO进行观测，选择产生明显异常的AO作为供电极距。
当需要寻找的脉状体产状和大小不清时，可以选择两三个极距工作，各极距大小成倍增加，即A′O=2AO，A″O=4AO。
对无穷远极的选择，一般取
OC＞(5～10)OA最大 (4-28)
最好沿垂直测线方向布置C(∞)极。
对测量电极MN的选择，主要考虑，MN选择若过小，则ΔU势必变得很小，不易准确观测；若MN选得过大，观测容易，但由于MN更靠近AB极，会影响勘探深度，也会降低分辨能力。所以一般选择

普通物探

通常MN等于测点距。
3.中间梯度法电极距的选择
在保证观测质量可靠的前提下，供电电极距AB应尽可能大，测量电极距

普通物探

理由如下：AB越大，电流分布越深越广，AB中部近似均匀的正常场范围就加深加大，有利于异常幅度加大，也使观测范围扩大。这样不但使异常显示更明显，而且可以减少转移排列的次数，提高质量与效率。但是随着AB的加大，ΔU读数减小，造成观测的困难，又影响质量和效率。故选取极距时，还要使ΔU＞20ΔU干扰，以保证观测质量。
(四)野外观测及记录要求
电阻率法的野外工作观测比较简单，在每个测点上，观测MN之间的电位差ΔU和供电电流I，根据公式ρs= 即可算出该点的视电阻率值。在观测ΔU之前要进行极化补偿，以消除干扰电位差的影响，在观测电流之前，把选择开关打到“电流”挡，在小测程用“零调”把指针调到零的位置，以保证观测电流值的准确。
野外常把观测站布置在能控制最多观测线和观测点的地方，一般布置在测线中部，并且通行查线方便、避风防晒、视野开阔、比较干燥的地方。
当测站布置好之后，首先应检查仪器的电源电压是否符合规定，再检查所有外线路连接是否正确，确认无误后再接上供电电源，进行正式观测。记录员要注意听取操作员读数，并要复诵一遍，然后记录。及时计算和绘制草图，如发现有突变点应及时通知操作员进行重复观测。当两次观测结果相对误差大于5%时，要及时查明原因加以消除，当曲线变化很大或异常不够完整时，应立即加密测点或延长测线，直至得到完整异常为止。使用有存储功能、不需要记录的仪器，必须能逐点及时打印(或读出)数据，以便了解是否需要重复观测或对异常畸变做现场处理。
记录员在记录时，各栏应认真填写。如发生错误时不得涂改，只许划改，并注明原因。对重复观测的结果，都要认真重复记录下来，不得在原来记录基础上涂改。两次观测结果误差要小于5%，认为结果正确，取两次观测结果的平均值绘制草图。记录本不得撕页，字迹要清晰、整洁。每日工作结束后，操作员、记录员要签名以示负责。草图绘制要准确、清晰，并注明工区、点线号、比例尺、剖面方位、电极排列方式和观测日期。
(五)质量检查及精度要求
原始资料的准确性是取得良好地质效果的重要前提。原始资料不可靠，就无法作出正确的分析和解释。所以在野外要作一定的检查观测，以衡量工作质量。
了解原始资料的准确性，可通过重复观测及系统检查观测两种方式进行。前者是操作员在作野外基本观测的过程中，发现读数过小点、可疑点、突变点等情况，自己决定进行的，视工作需要而定，无一定的比例数规定。这种检查是在相同工作条件下的等精度重复测量。通过多次观测并取平均值的办法，保证该点的观测值达到一定的精度。后者是根据工作情况、工作成果，在一个阶段内，为评价某测区总体工作质量而进行的独立检查观测(不同日期、不同操作员)，其工作量不应少于总工作量的5%，检查点应较均匀地分布在全测区，有异常的地段要重点检查。
两种检查观测的要求如下。
1.重复观测
在采用改变供电电极接地条件或改变供电电源电压的办法，改变供电电流强度25%以上时需进行重复观测。重复观测的精度，按“相对误差”(δ)计算，即

普通物探

式中：ρs为原始观测的视电阻率值；ρ′s为重复观测的视电阻率值。
两次观测的相对误差δ＜5%，认为是合格的。
两次观测不合格时，如有一次极距跑错，则作废之；如是同点位重复观测超差时，则应进行多次重复，并按二比一原则取数，参加平均的n次读数按以下公式衡量精度：

普通物探

2.系统检查观测
系统检查观测一般按照“均方相对误差”(M)衡量精度：

普通物探

式中：Δρsi为某一检查点上原始观测与检查观测的视电阻率差，即Δρsi=ρsi-ρ′si；ρsi为检查观测与原始观测视电阻率的算术平均值，即 ；n为检查观测的总点数。
均方相对误差M＜4%时，认为质量是可靠的。个别点“相对误差”最大的不超过“均方相对误差”的3倍。相对误差超过均方相对误差的点数，不得超过总检查点数的三分之一。
当遇到系统检查观测与原始观测曲线形态一致，但存在明显的系统误差时，应查明原因后(例如，地表及浅部温度变化、仪器性能改变等)，允许在进行系统误差校正后，再进行均方相对误差或相对误差的计算。
当评价某工区工作质量时，除观测精度之外，还应考虑最小电位差小于0.5mV的工作量不得超过总工作量的10%；观测读数时，指针偏转是否超过满偏度的 及仪器性能是否稳定等因素。
(六)野外常见的干扰及其克服
电阻率法中观测人工供电在M、N极间产生的电位差。然而在两测量电极间还会有天然的、随时间而变化的电位差，有时构成不可忽视的干扰。为此要研究各种干扰的性质，掌握其规律。
1.极化不稳
当金属电极与土壤中的水溶液接触时，电极本身就会具有一定的“电极电位”。电极电位不但与金属的成分有关，还与溶液的成分、浓度和温度等因素有关。
测量电位差时，采用两个测量电极M和N。由于电极表面氧化和通过电流时电镀产物的不同，及电极周围溶液中离子的成分复杂和分布不均匀等，导致M和N的电极电位不同，形成了“极化电位差”。
当某电极的上述因素有变化时，它的电极电位发生变化，引起了极化电位差随时间而变化，简称“极化不稳”。极化不稳的通常表现是：仪器的指针匀速地向一个方向移动。
采用化学性质稳定的金属作测量电极，可以减小极化不稳的现象，如采用铅电极就优于铜电极，而铁电极或铝合金电极极化非常不稳定，不宜于用作测量电极。
采用“不极化电极”，能够从根本上克服极化不稳的影响，不极化电极的构造见图4-30，它由纯铜棒浸入饱和的纯硫酸铜溶液中组成，溶液通过素烧瓷杯壁的孔隙与土壤中溶液相连通，靠离子导电。这样，当CuSO4溶液还很纯净、铜棒尚未氧化时，由于没有其他离子和杂质的影响，铜棒的电极电位始终保持稳定，两个电极间就没有极化电位差，故称为“不极化电极”。

图4-30 不极化电极的结构

1—素瓷罐；2—胶木塞；3—铜棒；4—胶木环；5—密封胶；6—插孔；7—橡皮垫；8—涂釉层
实际上绝对的纯铜棒是没有的，只有制作时精心注意，才能使极化电位差很小而且稳定，使用时要保持不极化电极的清洁，防止暴晒，收工后要洗净并置于干净的CuSO4溶液中。使用一段时间后，瓷杯中溶液减少，铜棒氧化，会导致极化不稳，就应重新制作。
不极化电极的溶液渗漏太快，会在周围土壤中引起过滤渗透电位，也会造成极化不稳，这种情况下，就应更换瓷杯。
电极打在流水或植物中，都易造成极化不稳，应该避免。
电极受震，或潮湿草叶因风吹动而接触测量电极的金属部分，会造成极化电位差无规律的改变，表现在仪器指针作无规律地摆动，也要善于判断和消除。
通过测量电极打电话后，会造成一段时间内极化不稳，因此应测量完毕再给后面的电极打电话，时间力求短暂。若仍对观测电位差有影响，则应专设一传呼电话。
凡遇极化不稳，一方面要分析原因，采取措施，消除或减小极化不稳；另一方面是加大ΔU数值，使之超过干扰水平20倍以上，则干扰造成的误差就小于5%了。
2.大地电流和游散电流的干扰
(1)大地电流
大地电流是存在于地壳中的一种随时间变化的电流，它随太阳的辐射强度和大气圈电离层的状况而变化，因而时大时小。然而在某一时间，在几百平方千米范围内基本保持同一方向，在两极和赤道地带，主要是东西方向，在中纬度地带，则主要与南北向成30°～45°角。
大地电流的电流密度虽然很微弱，但在MN距离很长时，也能观测到它的存在，使仪器指针作无规律的摆动，通常它产生的电位差为每千米零点几到十几毫伏，但强烈磁暴时可达到几十毫伏，它的周期很复杂，短周期为零点几秒、几秒到几分钟。中等周期为一天(中午最强、夜里弱)。长的周期为一年(夏季强、冬季弱)和11年(太阳黑子活动的长周期)。
根据上述规律，不难找到减小其影响的方法：
1)在大地电流弱的时间(冬季或避开中午时间)工作。
2)垂直大地电流的主要方向布极(通过实地观测确定此方向)，或减小MN的距离。
3)加大供电电流，也即增大ΔU，以压制干扰。
4)进行多次观测，合理取舍读数(根据误差分析规律、按统计方法取数)。
(2)游散电流
在城市、工厂、矿山、电气化铁路等用电量很大的地区，由于接地线的存在，地中有强大的游散电流。在农村，也有变压器、电机、单线照明、有线广播网、电话等用电量小的电器，其接地线也能产生较小的游散电流。
由于用电量的大小和地点的变化，使得游散电流的电流密度大小和方向随时发生变化，其分布比大地电流更杂乱，尽管如此，对于某一具体地区，仍然可以找出其具体的规律。一般对于一定的用电场所，靠近接地点处游散电流的电流密度非常大，远离则减小，其分布范围与游散电流回路形式和大小有关(有的可视为偶极电源，有的可视为点电极，有的则可视为不等位的线电极)，大者可达数十千米，小者仅数十米。这些用电场所，有的使用交流电，有的用直流电，有的用脉动电流，各不相同。
电法工作中观测 ΔV时，游散电流的干扰与大地电流相似，使仪器指针无规律地摆动。
减小游散电流影响的方法：
1)在停电或用电量最小的时间进行观测。
2)采用50周滤波器，消除交流成分的干扰。
3)减小MN的距离，或尽量垂直游散电流方向布极(通过实验确定)。
4)加大电法工作的供电电流，提高信噪比。
5)多次读数，合理取数。
3.感应干扰
由电磁感应引起的一类干扰，统称感应干扰。其常见表现是：
1)测量导线摆动：切割地磁场的磁力线，使得测量回路(可视为一个大线圈)内产生感应电动势，造成仪器指针左右摆动。克服办法是：刮风天气测量导线一定要落地铺放，不得悬空或架在庄稼、灌木上。在剖面装置和中梯装置中，把M线和N线双股绞合，可以抗干扰。
2)供电-测量线间的感应：供电回路与测量回路相当于两个线圈，当AB线与MN线很长而且接近时，两个线圈间的互感较大，因此，当供电和断电后的瞬间，在测量线路中产生感应电动势，使仪器指针向右(供电时)或向左(断电时)冲击一下。AB和MN导线越长越靠近，供电电流越大，感应电动势就越大。减小感应的办法是：对于测深装置，铺放线时要使大极距A、B线( ≥100m)距M、N线远些，间距应大于 ；对于剖面和梯度装置，采用MN线绞合的方法抗干扰。由于感应电动势只是在通断电后瞬时产生和消失(约为 s)，因此观测ΔV时，应避开这段时间。
3)测量导线临近并平行高压或低压输电线有较长距离时，由于50周的交变磁场的感应，使指针抖动，影响读数的准确性。测量导线应平行电讯电缆铺放，当电缆传送信号时，测量线路中产生相应的感应脉冲。减小这些感应的办法同前，或使测量导线垂直穿过输电线，远离后再平行铺放。
以上讲述了各类干扰的特点及我国目前生产使用的各种减小和消除干扰的办法。近年来，随着电子技术的飞速发展，已出现了一些新仪器和方法技术，例如：有的仪器具有自动跟踪极化补偿的性能；有的应用了微处理机，采用多次叠加技术，自动重复读数，直到观测精度达到所要求的误差范围为止。新仪器和新方法技术的采用，大大提高了观测质量和工作效率，但是，在野外工作布置中仍需注意提高信噪比，不允许在干扰很强时，单靠仪器去消除。
(七)漏电
漏电可发生在供电线路(包括电源)、测量线路和仪器等各部位。除仪器和控制面板漏电容易在操作中发现外，其他部位的漏电不经专门检查很难发现，如不注意，将严重影响观测质量。
漏电检查的方法和要求如下：
1)供电导线(包括电源输出引线)及测量导线用兆欧表检查时，其对地的绝缘电阻分别不小于2mΩ和5mΩ。将A或B轮换悬空并供电，通过测量电位差和电流以检查供电导线漏电时(要用干电池当电源)，要求其等效漏电值分别小于该点电位差及电流测定值的2%和1%，两者应同时测定。将M和N轮换悬空，AB供电并观测电位差以检查测量导线的漏电，要求其漏电电位差小于该点电位差的2%，当测量导线严重漏电时，还可根据极化电位差的不正常现象判断出来。
2)发电机外壳(或干电池箱)对地的绝缘电阻用兆欧表检查，应大于10mΩ。仪器内外壳间绝缘电阻应大于200mΩ。
3)当发现有不能允许的漏电存在时，则上一次漏电检查后的所有观测数据应作废，待消除漏电后再重新观测。
(八)接地电阻
在野外工作中，电流由电极向岩石分散流出和流回。当电极打在潮湿土壤时，电流就容易流入地下，因此供电回路电流就大，说明电流受阻力小；反之，当电极打入干燥、电阻率高的砂砾岩中，供电就很困难，说明受到的阻力大。我们称电流由电极分散流向岩石这个大导体所受的阻力叫做“接地电阻”。一个电极的接地电阻，是指从这个电极表面到无穷远之间的大地电阻。
以半球形电极为例，通过这种电极向电阻率为ρ 的岩石供电，电流呈辐射状流出，用求点电源电位公式的方法求出半球形电极的接地电阻，如图4-31。

图4-31 半球形电极接地电阻的计算


普通物探

式中：r0为半球形电极半径。
电剖面法工作常用铜质、铁质棒状电极，其接地电阻为：

普通物探

式中：h为电极入土深度；r0为电极半径；ρ为岩石电阻率。
实际上接地电阻要比上两式计算值大得多。因为公式是在电极与岩石紧密接触、没有一点空隙的条件下计算得来的。而实际工作时，电极不可能接触的十分紧密。
由公式(4-34)和(4-35)可知：①当电极半径(r0)大时，接地电阻小；②棒状电极入土深度(h)加大时，接地电阻小；③接地电阻与岩石电阻率成正比。
供电电极接地电阻越大，对电源消耗也越大，例如，当供电电极AB 的接地电阻为100Ω时，要使供电电流强度达到720mA，根据欧姆定律，只要72 V电池一箱就可以。如果AB之间的接地电阻为1000Ω时，供同样电流就需要72 V电池10箱。因此在电法勘探中我们应尽量减小供电电极AB的接地电阻。
为减小电极的接地电阻，关键是减小电极附近的电阻，可采用以下办法：
1)增大电极与岩石接触的表面积，通常是将电极打深一些，并增加电极数目，即采用复合电极的办法，要求各电极间距离大于入土深度的3倍，且保证接触良好，这样每根电极的作用能够充分发挥出来。n根电极并联后，总接地电阻降低为单根的n分之一。
2)如果地表很干燥，可往电极处浇水，来减小关键部分的岩石电阻率。或在不影响电极位置误差的情况下，尽量选择电阻率低的潮湿地方打电极。

（一）电阻率法的仪器及装备
1.对电阻率法仪器的基本要求
为了便于观测和保证精度,要求供电电源输出稳定,电压连续可调,而对接收机则要求：
1）灵敏度高。仪器灵敏度越高,可测的ΔUMN值越小。在ρs一定的条件下,ΔUMN与I成正比。因此,提高仪器灵敏度可减小供电电流,有利于减轻电源重量和减少供电电极数目,并可用细的供电导线,从而使整个装备轻便。
2）抗干扰能力强。仪器要求对50Hz工业干扰信号和各种偶然干扰具有很强的拟制能力,以保证仪器的高灵敏度。
3）稳定性高。野外用的仪器要求能够适应各种气候条件,因此仪器应能在相当大的温度和湿度变化范围内保持性能稳定。
4）输入阻抗高。要使在野外接地条件改变的情况下仪器仍能保持所需精度,要求仪器具有较高的输入阻抗。
2.电阻率法的装备
除电测仪器外,野外工作中还需要有：供电电源、供电和测量电极、导线、线架和通信设备。供电电源常用90V电池箱、12V蓄电瓶或小型发电机。供电电极常用40～50cm长,直径为1～2cm的铁棒,一般制成锥形以便打入地下。测量电极用30～40cm长,直径为1～2cm的铜棒,也要制成锥形。用铜棒是因为铜较铁化学性质稳定些,可减少电位差测量中的干扰。导线与线架按工区条件、工作电流大小等因素选择电阻小、拉力大、重量轻、绝缘好、耐磨损的导线,为应用方便常常把导线绕于各式线架上。通信设备可采用对讲机。
（二）岩、矿石电阻率的测定及资料整理方法
1.岩、矿石电阻率的测定方法
不同岩、矿石电性参数的差异是布置电阻率法工作的前提,也是解释电阻率法资料的重要依据,因此,测定和掌握不同岩、矿石电阻率是电阻率法工作中不可缺少的部分,这项工作应贯穿于整个电阻率法测量工作过程中。
测定的方法可以概括为三类：露头法、标本法和测井法。这里仅介绍前两种方法。
（1）露头小四极法
对有天然露头或人工露头（如探槽、坑道）的岩石或矿体,用小四极法在露头上直接测定。测定时,可选择在露头较为平坦的地面上进行,既可单点观测,也可进行小极距测深或按一定距离做剖面观测,测定时应注意下面几点：
1）选择比较新鲜的、有平坦表面的岩石露头,其长度至少应为2 ,宽度至少为1.5 ；
2）选择两个相互垂直的方位布极,以了解岩石的非各向同性；
3）供电电极必须满足点电源要求；
4）配备附加电阻,需要时串入供电回路,以减小供电电流,或作为标准电阻以测定较小的供电电流值；
5）接地电阻过大时,可在电极下垫一小团浸透硫酸铜溶液的棉花球；
6）为提高所观测参数的可靠性,应进行重复观测,可改变电流或视情况稍加大极距进行测定；
7）测定时,除了记录观测数据外,还应记录测点号、位置及简略描述测点附近岩石的成分、结构、蚀变、矿化和含水性能。
（2）标本小四极法
标本法是在野外采集岩、矿石标本,在室内测定其性能的方法。与露头法相比,此法可比较深入、细致地研究岩、矿石的电学性质。但由于标本难以保持天然条件下的温度、湿度等,电阻率参数的真实性较差。在踏勘阶段或普查工作中,或者其他方法在取得电阻率资料受到限制的情况下,用标本法测定岩、矿石电阻率参数,以对各类岩石的电阻率做相对比较,还是有意义的。应该注意下列几点：
1）选择较平坦的标本面等距排列电极, 至多为标本长度的2/3,但不应超过标本的宽度；采集标本的体积尽量大些,一般应6cm×6cm×10cm；
2）为了了解岩石的非各向同性,应分别在不同方向布极观测；
3）电极应尽可能小；改善接地条件可在电极下垫一含硫酸铜溶液的小棉球,但其直径不应大于电极距的1/10长度；
4）干燥标本应浸水处理,测量前将水擦净；
5）以采用较短的供电时间为宜。
测定岩、矿石电性应有代表性,在测区内均匀分布。测定时,须记录测点编号、位置,并简述测点附近岩石的成分、结构、构造、蚀变、矿化和含水性能。
2.岩、矿石电阻率资料的整理方法
岩、矿石电阻率的数值在相当大的范围内变化。因此,在某一露头或某一标本所测得的电阻率值,并不能代表整个工区该种岩、矿石的电阻率值。为了对全工区各种岩、矿石电阻率值获得较全面的认识,必须在全工区各地段选择一些露头或采集一些标本测定其电阻率。即使是测定数量相当多,测定方法本身误差不大,所得结果仍然是很分散的,不易确定某种岩、矿石电阻率的数值,必须将测定结果加以统计整理。野外常用的表示方法有：绘制分布曲线、计算电阻率的几何平均值等。
（三）野外工作方法与技术
1.测区范围、测网与比例尺
根据任务书的要求及工区的地质、矿产和过去物探工作等情况,合理地确定测区范围。测区范围应包括整个被探测对象可能存在的地段,应保证探测结果轮廓完整,其周围应包括一定面积的“正常”地段。同时要照顾到测区边界整齐规则。如果测区边沿发现异常时,应根据需要扩大测区,将异常追索完整。
测线的方向应垂直被探测地质体的主要走向。如成矿受构造控制,测线应垂直构造的走向；成矿受岩性的控制,则应垂直岩层走向。当发现的异常走向与测线交角小于90°过多时,应垂直异常走向布置补充工作。
测网密度由被探测地质体的大小、埋深和工作性质来确定。普查时,至少要有1～2条测线穿过异常,每条测线上至少有3～5个测点在异常区；详查时,至少应有3～5条测线、5～10点/线穿过异常；精测工作的测网密度要求是：当再加密点线距时,异常基本特征不变。在野外施工发现了异常时,操作员根据情况加点、加线,以了解异常基本形态。
测网密度和比例尺说明物探工作的详细程度。一般将测线的实际距离缩小为图上1cm,此缩小比例即为相应的比例尺,因此物探图上线距都是1cm。
电法普查常用的测网为100m×50m、100m×20m；详查常用的测网为50m×20m、20m×10m。相应的比例尺为1：1万、1：5000和1：5000、1：2000。
测网的敷设均在电法测量工作开始前进行,通常以较高精度的基线控制测区和测线。为了保证绘图准确,基线应与附近国家三角点联测。电阻率法具体对测量精度的要求如下。
（1）测点平面位置的精度要求
测点平面位置存在误差时,展在图上后将使按测点绘制的物探曲线以及地质体形态产生畸变,与事实不符；而且物探图与地形图、地质图综合时将发生位移,因此规范规定,测点位置在图上最大误差为2mm。
（2）相邻点距和电极排列方向的精度要求
相邻点距和电极排列方向的误差,影响各电极之间的距离和方向,即影响ΔU和K值。但计算ρs时,K值采用无误差的标准值,于是计算出ρs带有误差,从而使ρs曲线带有假象,因此敷设测点必须满足一定的精度要求。
按规范规定：当点距小于或等于10m时,相邻点的测定极限误差不超过6%。当点距大于10m时,相邻点距的测定极限误差不超过4%,A、B、M、N应排列在一条直线上,方向差不超过5°。
2.电极距的选择
我们知道,勘探深度与电极距的大小有关,对于埋藏深度一定的勘探对象,若采用电极距过小,则电流达不到探测对象,因此视电阻率也就不反映所勘探的地质体；相反,采用的电极距过大,虽然电流流的深了,但对不同地质体不一定得到最明显的异常（有些形状的地质体存在最佳极距）,布置大极距工作时所需的装备也笨重,功效低,成本高,因此合理选用电极距是电剖面法野外工作的重要问题。
（1）联合剖面法极距的选择
对于联合剖面法的极距有供电电极距AO、BO（无穷远极）,测量电极距MN。一般对AO的选择,主要考虑勘探对象的形状和顶部埋深大小。对自然条件下遇到最多的脉状矿体,为得到比较明显的异常,就得选择最合适的极距（称最佳极距）,通过实验得出AO的大小应等于或大于三倍矿顶埋深,即
AO≥3H（H为矿顶埋深）
经过大量模拟实验还发现,对薄板状良导性矿体而言,只有当某一特定最佳极距时,才能观测到最明显的异常,比这一特定最佳电极距再小或再大均会使异常变得不明显,这个最佳极距为
AO＝12（L+D）
其中：L为矿脉沿走向的长度；D为矿脉向下延伸的长度；如果临近有不均匀体,还应使 P（P为矿体与不均匀体之间的距离）
（2）对称四级法极距的选择
实际工作中常用的数据如下：
AB＞（4～6）H

电法勘探技术

其中：H为矿顶埋深。复合四级剖面中,小极距A′B′主要反映浅部,大极距反映深部,两者的比值在两倍以上。
（3）中间梯度法电极距的选择
在保证观测质量可靠的前提下,供电电距AB应尽可能大,测量电极距 MN＝ AB,实际工作中为了跑极方便,一般均使MN等于测点距。
其理由如下：AB越大,电流分布越深越广,AB中部近似均匀的正常场范围就加深加大,有利于异常幅度加大,也使观测范围扩大了。这样不但使异常显示更明显,而且可以减小转移排列的次数,提高质量和效率。故选取极距时,还要使ΔU＞20ΔU干扰,以保证观测质量。
3.质量检查及精度要求
原始资料的准确性是取得良好地质效果的重要前提。原始资料不可靠,就无法做出正确地分析和解释。所以在野外要做一定的检查观测,以衡量工作质量。
了解原始资料的准确性,可通过重复观测及系统检查观测两种方式进行。前者是操作员在进行野外基本观测的过程中,发现读数过小点、可疑点、突变点等情况,自己决定进行的,视工作需要而定,无一定的比例数规定。这种检查是在相同工作条件下的等精度重复测量。后者是根据工作情况、工作成果,在一个阶段内,为评价某测区总体工作质量而进行的独立检查观测（不同日期、不同操作员）,其工作量不应少于总工作量的5%,检查点应较均匀地分布在全测区,有异常的地段要重点检查。
两种检查观测的要求如下。
（1）重复观测
在采用改变供电电极接地条件或改变供电电源电压的办法,改变供电电流强度25%以上的情况下进行重复观测。重复观测的精度,按“相对误差”（δ）计算,即

电法勘探技术

式中：ρs为原始观测的视电阻率值；ρ′s为重复观测的视电阻率值。两次观测的百分相对误差δ＜5%,认为是合格的。
两次观测不合格时,如有一次极距跑错,则作废之；如是同点位重复观测超差时,则应进行多次重复,并按二比一原则取数,参加平均的n次读数按以下公式衡量精度：

电法勘探技术

（2）系统检查观测
系统检查观测一般按照“均方相对误差”（M）衡量精度：

电法勘探技术

式中：Δρsi为某一检查点上原始观测与检查观测的视电阻率差,即Δρsi＝ρsi－ρ′si； 为检查观测与原始观测视电阻率的算术平均值,即 ；n为检查观测的总点数。
均方相对误差M＜4%,认为质量是可靠的。个别点“相对误差”最大不超过“均方相对误差”的三倍。相对误差超过均方相对误差的点数,不得超过总检查点数的三分之一。
当遇到系统检查观测与原始观测曲线形态一致,但存在明显的系统误差时,应查明原因（例如,地表及浅部温度变化、仪器性能改变等）,允许在进行系统误差校正后,再进行均方相对误差或相对误差的计算。
当评价某工区工作质量时,除观测精度之外,还应考虑最小电位差小于0.5mV的不得超过总工作量的10%。
4.保证观测质量的措施
提高观测精度、保证观测质量的措施,主要包括提高信噪比、减小漏电影响、克服干扰、提高仪器的测量精度等方面。
（1）提高信噪比
可以通过加大电源功率和减小接地电阻来实现,因为电源功率不便改变,所以实际工作中主要通过减小接地电阻的办法来提高信噪比。

图1-35 计算半球形电极的接地电阻

所谓接地电阻,就是电流由电极分散流向岩石这个大导体所受的阻力。一个电极的接地电阻,是指从这个电极表面到无穷远之间的大地电阻。若电极是半球形,通过这个电极向电阻率为ρ的岩石中供电,电流呈辐射状流出。如图1-35所示。用求点电源电位公式的方法求出其电极的接地电阻为

电法勘探技术

若是棒状电极,其接地电阻为

电法勘探技术

式中；l为电极入土深度；r0为电极半径；ρ为岩土电阻率。
由式（1-56）和式（1-57）可见：接地电阻与电极半径成反比,即电极半径越大接地电阻越小；棒状电极入土深度越大,接地电阻越小；而接地电阻与岩石电阻率则是成正比,即岩石电阻率越小,接地电阻越小。
由此可知减小接地电阻的办法是：一方面增大电极与岩土接触的表面积,通常是将电极打深一些,或者用n根电极并联,而n根电极并联后,总接地电阻降低为单根的1/n；另一方面是减小电极周围岩土的电阻率,通常是在电极处浇水,甚至浇盐水,或者在不影响电极位置误差情况下,尽量选择电阻率低的潮湿地方打电极。
（2）减小漏电影响
漏电可发生在供电线路（包括电源）、测量线路和仪器各部位。因为研究电场分布规律和特征时,测量的电位差只考虑AB两个点电源的贡献,在电场中只考虑MN两点间的电位之差。如果在供电线路上出现漏电点,则多出了供电点；若测量线路出现漏电点,测出来的就不是MN两点间的电位差,而是更多点间的电位差了,所以漏电将严重影响观测质量。
减小漏电的办法：对于供电线路,一方面减小漏电电流,采取措施保证供电导线和电源绝缘良好,另一方面减小漏电电位差,让供电线与测量线相隔一定距离；对于测量线路,一方面加大导线的漏电电阻,采取措施保证导线对地绝缘良好,另一方面减小测量电极接地电阻；对于仪器可用橡皮垫将仪器和人对地绝缘。
（3）克服干扰
野外常见的干扰,包括极化不稳、大地电流、游散电流和感应干扰等。电阻率法是观测人工电场作用下MN间产生的电位差,而实际测量时在测量电极间还会有这些干扰电位差叠加进来,从而影响观测质量。
极化不稳是当电极与土壤中的水溶液接触时产生的电极电位发生变化时,引起极化电位差随时间变化的现象。克服极化不稳的办法是：采用化学性质稳定的金属做测量电极,如采用铅电极就优于铜电极,甚至采用不极化电极；避免将电极打在流水或腐殖物中；加大电位差数值。
大地电流是存在于地壳中的一种随时间变化的电流,它随太阳的辐射强度和大气圈电离层的状况而变化,因而时大时小。减小其影响的方法：在大地电流弱的时间工作,如避开中午工作；垂直大地电流的主要方向布极；加大供电电流,即增大电位差,以压制干扰；进行多次观测多次叠加,合理取舍读数。
游散电流是从接地线流入地中的电流,由于用电量的大小和地点的变化,使得游散电流的电流密度大小和方向都随时在变化。减小游散电流影响的方法：采用50周滤波器,消除交流成分的干扰；其他与减小大地电流影响的方法类似。
电磁干扰是由电磁感应引起的一类干扰。包括测量导线摆动切割地磁场磁力线产生的感应电动势、供电线与测量线之间的感应、测量线与电线或通信电缆之间的感应。减小或克服感应的办法是：测量导线落地铺放；让供电线与测量线相隔一定距离；测量线与电线或通信电缆不要平行铺放。
（4）测量精度
对于仪器的测量精度,要满足仪器的技术指标,不符合要求的仪器不能投入生产。此外,为防止跑错极要经常对点号,以及按规范要求进行重复观测,也是提高观测精度、保证观测质量的措施。
5.资料整理与常用图件绘制
资料验收时出现下列情况的应予作废：采用不符合有关规范技术要求的仪器设备所取得的全部观测结果,观测过程中某些主要方法技术指标未达到规范或设计要求,而严重影响质量的观测结果；测线上相邻点距或电极距不能保证精度时取得的结果；系统检查观测精度未达到设计要求,当扩大检查工作量至20%时,仍达不到设计要求的全部观测结果；不能辨认的数据,记录欠完整无法被利用的观测数据,伪造的观测数据。
电法勘探的常用图件及基本要求：
（1）交通位置图
一般采用较小比例尺绘制。图的范围必须至少包括一个县级以上居民地。图上应绘出铁路、公路等交通干线。重要的居民地、水系、境界等地理要素以及物化探测区轮廓,主要地物,并须绘出地理坐标。交通位置图上的物化探测区轮廓和工作路线,要用最强一级线条表示、测区轮廓范围当最长边在图上小于2mm时,用直径2mm的圆形黑点表示。
（2）实际材料图
是主要基础图件。实际材料图的内容应包括测区的地理位置、测网和工作比例尺；三角点（或物控点）及其与基线联测关系,基线封闭回路与闭合差；各种固定标志埋设位置及各种异常查证工程位置；剖面及其编号、方法或装置代号、各种性质的测深点位置编号和拉线方向；总基点、供电极或“无穷远”极接地点等特殊位置；重要的电性标本或地质标本采集点位及编号,经系统检查观测的测线或测线段。
（3）电参数剖面图
选择电参数剖面图的绘图比例尺,应注意使基本点距在该比例尺剖面图上为2～10mm,地形线的高程比例尺也服从这个原则,只有在特殊目的时,高程比例尺才允许放大；参数比例尺的大小,一般根据参数观测精度、异常特点,异常背景地段的干扰水平来选择合适的算术比例尺或对数比例尺,通常要将背景地段由观测误差引起的曲线跳动压缩在1mm以内,当异常幅度很大但又要突出弱异常时,可采用对数比例尺表示。
（4）综合剖面图
应包括下列内容：地形线、地质剖面和探矿工程；各种装置、极距的电剖面成果资料、电极接地点及测深点位置；其他物化探成果；解释推断成果、建议的异常查证工程。（5）剖面平面图
便于对比不同剖面的异常和研究异常的平面分布特点。确定剖面平面图的比例尺时应注意下列几点：剖面平面图的绘制比例尺常等于工作比例尺,有特殊需要时可以变换比例尺成图,但必须使基本点距在该比例尺的剖面平面图中为2～10mm,线距为10～40mm；选择的参数比例尺,应能较好地反映出有意义异常的细节,但应不使曲线过多重叠以致相互混淆。
同一测区的电参数,应尽可能采用一种比例尺绘图。当只用一种参数比例尺不能清晰地反映异常特点时,才允许采用另一种辅助比例尺对局部图域予以补充。辅助比例尺表示的图域应连续地占有一定图面,否则只能以角图或插图的形式表示。
（6）等值线平面图
能清晰地表现异常的平面分布,便于平面地质资料和其他物、化探资料进行综合对比。勾绘等值线时,应结合测区的地质图；同时考虑观测精度和存在的干扰电平。此外,还应酌情取舍误差范围内的个别数据,以便勾绘的等值线光滑。
（7）推断成果图
是一套全面反映地质成果的完整图件。它以推断平面图为主体,综合了推断剖面图和若干计算曲线内容,集中反映推断的地质结论和工作建议。该图应在认真研究,反复解释推断的基础上逐一完成。当测区的研究程度较低时,可只拟编推断剖面图。
6.应用实例
（1）联合剖面法的应用实例图1-36是某工区联合剖面法视电阻率剖面平面图。根据各条测线上 和 两条曲线正交点的连线,可以追索低阻体（断层）的延伸范围。而两条ρs曲线反交点的连线（双虚线）则反映了高阻岩脉的延伸情况。图中点线是高阻岩体与低阻岩体的接触界线。

图1-36 某工区联合剖面法ρs剖面平面图

1—测线；2—基线；3—测点号/测线号；4—ρs曲线；5—正、反交点；6—低阻正交点异常轴；7—高阻带；8—高、低阻岩性接触界线
（2）对称四级法的应用实例在地质填图中的应用。某地需查明基岩起伏情况以便为工程地质提供有用资料,因而采用复合对称四极装置进行测量,结果示于图1-37。该区浮土覆盖层为低阻,厚度约为20～40m,根据按覆盖层平均厚度选择电极距的原则,选择A′B′＝40m,AB＝180m。由图可见,大极距的ρs曲线主要反映深部基岩（花岗岩）的起伏,同时对浅部不均匀体亦有反映；小极距的ρs曲线反映了浅部覆盖层中高阻不均匀体（卵石）的存在,且为大极距ρs曲线中部高阻异常的正确解释提供了依据。

图1-37 用复合对称四极剖面法探测基岩起伏的实测剖面曲线

1—覆盖层；2—卵石；3—花岗岩
在水文地质工作中的应用。某地古河道两侧以及下部均由砂黏土组成,电阻率较低,古河床中充填有高阻的砂卵石。在该区用AB＝200 m,MN＝20 m的对称四极剖面法开展追索古河道的面积性测量,结果示于图1-38。由图中所示各剖面 极大值点连线,可清楚地看出古河道的走向及分支。根据各剖面曲线拐点坐标的连线勾绘出的异常范围,还可大致估计古河道的宽度及其沿走向的变化。
在地热勘查中的应用。电阻率法是用来寻找导热、储热构造,圈定地热田分布范围最常用的物探方法。地下水是由地表水补给的,进入地下的冷水在深处受放射性能或高温岩体的加热,其密度和黏滞性减小,离子活动性加大,从而使水的矿化度增加,电阻率下降。

图1-38 对称四极剖面法追索古河道的剖面平面图


图1-39 邓屋地热田联合剖面法剖面平面图

1—ρs曲线；2—钻孔；3—热水出露断裂（ρs＜200Ω·m的低阻带）；4—热水分布范围（ρs为200～300Ω·m的低阻区）
图1-39为邓屋地热田电法勘探成果。该地热田覆盖层厚度为10～20m,基岩岩性为花岗岩。通过联合剖面测量,在其剖面平面图上反映出一个东西长约1000m、南北宽约500m的低阻区。区内视电阻率为200～300Ω·m,而在区外测得的视电阻率平均值为600Ω·m。
结合区内热异常现象进行分析,认为该低阻区为地下热田的反映。在低阻区内由南到北还显示出三条大体呈东西向展布、视电阻率低于200Ω·m的低阻带,推测为断裂破碎带构成的地下热水通道。在南面低阻带上打的验证孔ZK57于60m深处见到破碎带,热水喷出地表达4m多高。经验证对比证明,这三条低阻带与三条沿东西向断裂分布的高温带相吻合。
（3）中间梯度法的应用实例
中间梯度法是用于追索陡立高阻脉状体的有效方法。由于许多热液型矿床与高阻岩脉在成因或空间上有密切关系,因此追索高阻岩脉便具有直接找矿意义。
中梯法的供电电极距（AB）很大,通常为几百米到几千米。因为AB越大,均匀电流场的分布范围越宽,因此测量范围越大。在主剖面上,一般可测区段为其中部的（1/2～1/3）AB,在平行于主剖面的旁侧剖面上,其与主剖面的最大垂直距离不应超过AB/6。由于中梯法布置一次供电电极,可同时测数条测线,因此,该法生产效率较高。

图1-40 石英脉型铅锌矿上中间梯度法ρs平面剖面图

1—已知石英脉；2—新圈定的石英脉
AB＝600m；MN＝10m
追索含铅锌矿的高阻石英脉。我国某一铅锌矿产于穿插在中生代花岗岩内的石英脉中。由于风化后的花岗岩疏松层含水,其电阻率较低（一般为100Ω·m）,而不易风化的石英脉电阻率则高达103～105Ω·m,其产状近于直立,沿走向方向延伸约数百米。图1-40为该矿上中梯法的ρs平面剖面图。由图可见,由于浮土及围岩中的电阻率不均匀性反映较明显,曲线出现锯齿状跳跃,因此仅根据一条剖面曲线推测石英脉的位置较困难。但若依据已知石英脉上的异常特点,通过对比相邻测线上的ρs曲线特征,即可追踪异常走向和推断引起异常的地质原因。该区运用上述方法,追索出了数条有意义的异常带,图中2号异常带,即是一条新圈定的石英脉。

1.2.5.1 电极的接地电阻

在电阻率法中，用A、B、M、N电极与大地相接，以进行供电与测量。电极的接地电阻是指从电极表面到大地无限远处所呈现的电阻。在实际工作中，总是希望接地电阻尽可能小些。AB电极接地电阻小，可在一定的供电电压下供较大的电流，而MN电极接地电阻过大，将使观测误差增大。

现来计算图1.2.24所示半球形电极的接地电阻。设电极半径为r₀，与大地电阻率ρ相比，电极本身的电阻率很小，可看作等位体。以电极中心为球心，画一系列的半球面，每相邻两球面半径之差为dr，即这些半球面将大地划分为一系列厚度为dr的半球层，整个大地的电阻便为这一系列半球层电阻的总和。

图1.2.24 计算半球形电极的接地电阻

对于任意一层半球层而言，由于dr≪r，半球面S=2πr²。故该半球层的电阻dR为

电法勘探

将上式对r积分，便可求得半球形电极的接地电阻

电法勘探

可见R与电极半径成反比，而与大地电阻率成正比。下面计算从电极表面到某一半径r的球层所呈现的电阻R

电法勘探

例如，当r=5r₀时，R_r=0.8R；当r=10r₀时，R_r=0.9R。可见，接地电阻主要由电极附近r=(5～10)r₀土壤或岩石的电阻率决定。故在干燥土壤上打电极时，为了降低接地电阻，可在电极周围浇水。虽然浇水范围只在电极附近，但接地电阻便可大为降低。

在实际工作中，为了方便总是使用棒状电极。棒状电极接地电阻的意义与球状电极一致，只是计算复杂些。这里直接引用计算结果

电法勘探

式中：r₀为电极的半径；l为电极入土深度。

从式(1.2.50)可见，棒状电极的接地电阻，与土壤电阻率成正比，并与棒的粗细及入土深度有关。

应当指出，上式是假定电极表面与土壤接触良好情况下得到的，但实际上，由于土壤的颗粒性，电极表面常只与部分土壤接触，故使实际测得的接地电阻远大于按上式计算所得的数值。

为了减小接地电阻，除了浇水及将电极适当打深及夯实土壤之外，常采用多根电极并联的办法(图1.2.25)。并联电极的总接地电阻R_n与单根电极接地电阻R的关系为

图1.2.25 棒状电极组成的电极系

电法勘探

式中：n为电极的根数。

应当说明，公式(1.2.51)是在各电极间的距离p很大时才是正确的。如果p太小，则R_n值将增大，一般p＞2l即可。

电阻率法剖面法中，“无穷远”极是固定不动的。在满足“无穷远”条件的情况下，应尽量选择潮湿的地方埋设。如果需要很强的供电电流，可以挖一个深坑，埋设铜板、钢板或铝箔作为供电电极。埋设前后浇一些盐水，盐溶液会有效增大电极的面积。

因为只有极距较大时才有必要采取上述措施来减少接地电阻，此时仍可以满足点电极的条件。

1.2.5.2 地形影响及克服方法

地形起伏不但使测点不在水平位置，更重要的是使地下电场的分布发生很大的变化。与水平地面相比，地形起伏时测得的ρ_s曲线包含了地形异常和有用异常。因此，研究地形对电阻率法的影响及克服方法是提高电阻率法地质效果的重要问题之一。

(1)地形对电流场分布的影响

地形影响问题是一个非常复杂的问题，可以从三方面进行分析。

A.供电点位置地形起伏的影响

以二维地形为例说明供电点地形起伏的影响。地下电流分布在张角为π的介质中，距离供电点r处地下正常电流密度为j₀=

。当供电点在位于张角为φ的角域地形的顶点时，距离供电点r处地下电流密度为j=

。当供电点位于图1.2.26a所示山谷底部时，φ＞π，因此j＜j₀，使测点测量得到的ρ_s变小；当供电点位于图1.2.26b所示山脊顶部时，φ＜π，因此j＞j₀，使得测量得到的ρ_s变大。

B.测量点位置地形起伏的影响

如图1.2.27所示，假设供电点位于无穷远，地下为均匀介质，在地形水平时地下本来为均匀水平电流场，其等位面为互相平行的垂直面，电流线为水平线，电流密度处处相等。当存在地形起伏时，山脊区电流密度降低了，山谷区电流密度增加了。因此，在山脊区得到的ρ_s低于正常值，而在山谷区得到的ρ_s高于正常值。对中梯装置而言，纯地形上中梯ρ_s曲线的形态与地形几乎成镜像关系。

图1.2.26 供电点地形起伏的影响

图1.2.27 地形对地下电流场的影响及中梯ρ_s异常

C.地形起伏引起的电极距变化

对于均匀各向同性电阻率为ρ₁的半空间，当地面倾斜时(图1.2.28)，有

图1.2.28 无限长斜坡的视电阻率计算用图

电法勘探

其中

电法勘探

若仍取各电极之间的水平距离计算装置系数K，这时

电法勘探

这说明，在计算K值时因仍按水平距离计算，则将使电阻率的正常背景值不再等于ρ₁而为ρ₁cosa了。

值得注意的是，如果测区只存在局部地形变化，当供电电极在地形上而测量电极远离地形、供电电极和测量电极跨过地形以及地形在装置之外时，地形的影响作用就不明显了。

(2)纯起伏地形上的视电阻率异常

下面重点介绍一个纯地形上ρ_s曲线形态与地形关系的例子。图1.2.29 和图1.2.30 为用边界元法计算的二维山脊和山谷地形上不同极距的联剖(

、

)和对称四极(

)视电阻率剖面曲线，具有下述特征：

A.山脊地形

见图1.2.29，对应山脊顶部，ρ_s/ρ₁曲线有低阻“反交点”，交点处的ρ_s/ρ₁值随AO电极距的增大而减小；两侧山脚处，对应曲线有高阻“正交点”，且位置随AO的增大向移离山脚；ρ_s/ρ₁曲线的异常幅值和范围均随供电极距的增加而变大、变宽。

对称四极剖面曲线在山顶部有

的极小值，而在两侧的山脚处对应有

极大值。并且，随着AB极距的增大，

异常幅值也逐渐变大，异常范围变宽。

图1.2.29 山脊地形上联剖和对称四极剖面ρ_s曲线

a—AO=40 m；b—AO=50 m，MN=10 m

上述山脊地形上联剖和对称四极剖面视电阻率剖面曲线的特征，用山脊地形对电场分布的作用，不难获得定性解释。下面以

(AO=40 m)为例对曲线进行定性分析：

1)在左侧，当AO远离山脊时，山脊的旁侧影响很小，

→ρ₁。

2)当O移向左山脚时，如在A=-80 m，O=-40 m处，山脊的存在相当于多出了一个低阻体，使得山脚处的电流密度较正常电流密度略大些，此时

略大于ρ₁。

3)继续向右移动，当O位于山坡上时(如O=-20 m)时，供电电极A位于A=-60 m处，此时有两个因素使

降低：一是测量电极O处山脊区电流密度降低；二是AO的实际距离要比水平距离大，但装置系数仍是按水平距离计算的，相当于装置系数变小了。因此，当

曲线在左山脚处出现极大值后又开始降低。

4)当O位于山顶(O=0 m)时，供电电极大约位于左边山脚一带(A=-40 m)，此时有三个因素使

降低。除上述的两个因素外，另外一个因素是供电电极 A 处的负地形(φ＞π)，要求A点的电流要在张角大于π的范围分配，使流至测量电极O处的电流减少。这三个因素的综合影响使

曲线在山顶附近降为最低。但由于MN不为零，实际上

的极小值出现在山顶左侧附近。

5)当测量电极O移近右边山脚(O=40 m)，供电电极A位于山顶(A=0 m)，此时有两个因素使

增加。一是供电电极A处的正地形(φ＜π)要求A点的电流要在张角小于π的范围分配，使流至测量电极O处的电流增加；二是测量电极O处的负地形使其电流密度增加。这两个因素的综合影响使曲线在右边山脚增至最大。但由于装置系数的影响使

降低，实际上

的极大值出现在右山脚左侧附近。

6)当A移向右山脚时，如A=40 m，O=80 m处，山脊的存在相当于多出了一个低阻体，使得测量电极O处的电流密度较正常电流密度略小些，

略小于ρ₁。

7)在右侧，当AO远离山脊时，山脊的旁侧影响很小，

→ρ₁。

山脊地形上

曲线特征亦可用类似的方法进行定性分析，而

=(

+

)/2。

B.山谷地形

对应山谷上方，曲线出现高阻“正交点”，交点处的ρ_s/ρ₁随AO极距的增大而变大。在山谷两侧，曲线具有对称的低阻“反交点”，其位置随着极距的增大而逐渐外移。同样，ρ_s/ρ₁曲线异常幅值和范围均随AO极距的加大而变大、变宽。

对称四极剖面曲线在山谷上方有

的极大值，而在山谷两侧对应有

极小值。其幅值和范围均随AB极距的增加而变大。

图1.2.30 山谷地形上联剖和对称四极剖面ρ_s曲线

a—AO=40 m；b—AO=50 m，MN=10 m

同样，可用山谷地形对电场分布的作用对上述山谷地形上联剖和对称四极剖面视电阻率剖面曲线的特征进行定性解释。

无论是山脊或山谷地形，在装置(AO)远大于地形尺寸情况下，当测量电极通过地形时，此时地形对测量电极处的电流分布影响很大，其影响特征与中梯装置类似。当测量电极不在地形上时，地形对视电阻率曲线的影响很小。

(3)地形影响的克服方法

对地形影响进行改正的方法，目前常用的是“比较法”。该方法也可应用于剖面法和电测深法。

“比较法”是将野外实测的视电阻率(ρ_s)，逐点除以相应点的纯地形异常(

/ρ₁)，从而得到经过地形改正后的视电阻率曲线(

)，即

电法勘探

从上式不难看出：如果设法求得单纯地形引起的视电阻率曲线，便可按照式(1.2.53)关系，将实测剖面各测点的ρ_s值与地形影响值相比。当地下无矿时，按式(1.2.53)取比值绘制的校正曲线是一条ρ_s=ρ₁直线，完全消除了地形影响。若地下有矿，取比值后的校正曲线近似地消除了(或削弱了)地形影响，突出了矿体异常。

显然，采用比较法消除地形影响的关键是要事先根据实际地形确定纯地形影响值

/ρ₁。获得纯地形影响值的方法，可采用物理模拟实验方法，但目前多采用数值计算方法。

图1.2.31所示为某地比较法地形改正实例。地改前，野外实测曲线仅在山坡下的构造破碎带上出现平行低阻异常带，地改后，出现低阻“正交点”异常，地形改正效果十分明显。

图1.2.31 比较法地形改正实例

1.2.5.3 野外常见干扰及克服方法

(1)极化不稳

当金属电极与土壤中的水溶液接触时，电极本身就具有一定的“电极电位”。电极电位不但与金属的成分有关，还与溶液的成分、浓度和温度等有关。

测量电位差时，一般采用两个金属电极用作为测量电极M、N。由于电极表面氧化和通过电流时电镀产物不同以及电极周围溶液中离子的成分和分布等不同，所以M、N之间的电极电位不同，形成了“极化电位差”。一般电测仪在测量前会自动将极化电位差进行调零。

当电极的上述因素发生变化时，电极电位也发生变化，引起极化电位差随时间而发生变化，简称“极化不稳”。

为避免产生极化不稳现象，应采用化学性质稳定的金属作为测量电极。如野外一般采用紫铜电极作为测量电极，它既有一定的刚度又有较好的化学稳定性。铁电极和铝合金电极极化非常不稳，不宜用作测量电极。同时，为避免产生极化不稳，打入测量电极时还应注意保证电极与土壤接触良好，尽量避开在腐殖土、流水等极化不稳的地方埋设测量电极，应注意排除树叶、杂草等接触电极。

(2)大地电流、工业游散电流等人文噪声以及感应干扰

大地电流是存在于地壳中的一种随时间变化的电流，它随太阳的辐射和大气圈电离层的状况而变化。大地电流一般具有较小的梯度，但当MN距离很大时，大地电流的变化也会引起读数的波动。特别是遇到地电暴时，这种影响更加明显。

在城市、矿山、电气化铁路等用电量很大的地区，由于接地线的存在，地中有很大的工业游散电流。在农村，也有变压器、电极、单线照明、有线广播、电话等用电量很小的电器，其他接地线也能产生较小的游散电流。由于用电量的大小和地点的变化，使得游散电流的大小和方向随时间变化，其分布比大地电流更复杂。尽管如此，对某一具体地区，仍可找出其具体规律。一般对于一定的用电场所，靠近干扰源处游散电流密度非常大，远离则减小，其分布范围与游散电流回路形式和大小有关(有的可视为偶极电源、有的可视为点电极，有的则可视为不等位的线电极)，大者可及数十千米，小者仅数十米。这些用电场所，有的使用交流电，有的用直流电，有的用板动电流，各不相同。实际工作中应注意其影响。

由电磁感应引起的一类干扰，统称为感应干扰。如由于测量导线摆动产生的感应电动势，供电回路在测量回路中产生的感应电动势以及测量导线临近并平行高压、低压输电线或通讯电缆有较长距离时产生的感应。工作中应将供电导线和测量导线尽量分开一定距离，更不要将剩有多余导线的供电导线线架和测量导线线架平放在一起。如线架中剩余导线不多，应正、反向杂乱地放空掉。遇到高压、低压输电线或通讯电缆时，使测量导线垂直穿过输电线，远离后再平行铺放。

随着电子技术的飞速发展，现代电测仪已具有一定的压制干扰能力。例如，有的仪器具有自动跟踪补偿能力；有的采用多次叠加技术，重复读数，直至观测精度达到所要求的范围内为止。我国现在的直流电阻率法仪器大都采用正、负相间的方波电流，西方国家也有采用谐波电流的，可以进行频率域或时间域测量。频率域测量是测量谐波或方波的一次谐波电位差，由于采用选频放大电路，抗干扰能力较强，但容易受电磁耦合影响；时间域测量则是测量整个方波的电位差，是一种宽频带测量，抗干扰能力较差，但不受电磁耦合影响。

新仪器和新方法技术的采用，大大地提高了观测质量和效率。但是，在野外电法工作仍需注意提高性噪比。通过一些合理的手段，尽量避开和压制干扰，以提高数据的质量。