■滕民强

（黑龙江省地球物理勘察院黑龙江哈尔滨150036）

高密度电法在地热勘探中的应用分析

■滕民强

（黑龙江省地球物理勘察院黑龙江哈尔滨150036）

高密度电法在现代水文地质勘探工程中有着非常广泛的应用，该方法具有探测深度大、精度高、数据采集效率高、点距小等多方面的优势。论文首先对高密度电法及其工作原理进行了介绍，然后结合实例工程对高密度电法在地热勘探中的应用进行了分析，从勘探结果来看，具有很好的地质勘探效果，能够为地热勘探工作提供可靠的地球物理依据。

高密度电法地热勘探应用

1　高密度电法及其工作原理

高密度电法是基于介质电性差异，对人为施加电场条件下，地下传到电流的变化分布规律进行研究的一种方法［1］。从本质上来看，高密度电法集中了电剖面法和电测深法。高密度电法是一种阵列式的勘探方法，数据采用分布式的方式进行采集，进行野外测量时，只需要将所有电极设置在一定的间隔测点上，测点的密度远超常规电法，通常为1～10m之间。然后通过多芯电缆将其与程控式多路电极转换开关进行连接。电极转换开关是一种通过单片机控制的电极自动转换装置，它能够结合实际需求对电极装置的型式、极距以及测点进行自动转换。测量信号通过电极转换开关箱电法仪主机传送，并按照一定的顺序将测量结果依次存入到存储器中。将测量结果导入到电脑之后，通过专业软件对测量结果数据进行处理，能够生成相应的地电断面分布图示。

电剖面法采取固定的极距进行电极的排列，沿剖面线逐点进行供电和测量，然后对视电阻率的变化规律进行观察，采用下面的装置对视电阻率的值进行测量：

图1中的A、B两点处插入供电电极，在A、B两点间的M、N位置插入电极测量点间的电位差△UM N，通过视电阻率公式进行计算：

公式中的△UM N表示M、N之间的电势差；I表示电路中的电流强度；K表示装置的系数，可以根据AM、AN、BM、BN之间的距离关系计算出来：

从图2所示的地热探测示意图来看，图中的ρ1＞ρ2，ρ2表示地热存储层；ρ1表示地热存储层周围的围岩，由于受到温度、矿化程度等因素的影响，地热提的电阻率比周围围岩的电阻率低。通过高密度电法勘探装置，可以获取水平距离和视电阻率之间的关系。

2　实例分析

2.1勘探区域概况

勘探区域内部的构造较为发育，地层主要为二叠系，该地区的主要岩性包括板岩、石英岩、片绿岩、云母石英片岩等，部分地层还有燕山期的花岗岩，岩性为和云母花岗岩等。另外，该区域的大部分地区被第四系覆盖，沿河谷和地势低洼地带分部，主要由冲积、以及堆积等作用形成。本次勘探工作主要是为了查找含水的断裂构造，高密度电法主要是基于电阻率的勘探方法，含水的断裂构造电阻值相对较低。在正式进行勘探之前，首先需要对该区域的电性参数进行详细的的测量，具体典型参数如表1所示。

从表1中的数据能够看出，含水断裂构造的电阻率值非常低，与表层碎石土和基岩的电阻率之间存在较大的差异，因此，能够满足高密度电法的勘探条件。

2.2资料的处理和解释

高密度电法的数据处理需要采用专门的res2dinv软件进行处理，首先将野外采集的视电阻率原始数据进行格式转换和预处理，并进行地形矫正，通过三种不同的方法进行正演，然后对三种方法的效果进行对比分析，选择效果最佳的方法。利用圆滑约束最小二乘法反演迭代算法生成反演图像，最后能够获取视电阻率成像色谱图。结合获取的二维地电断面图，对地质情况进行合理的解释。在数据处理的过程中，需要注意的是，针对出现严重畸变的采样数据，应该通过内插值的方法进行数据过滤，然后建立地形模型对地形数据进行校正［2］。

在高密度电法的成果图中，断层一般会与围岩的电阻率呈现出明显的差异。由于地下的地质条件具有较高的复杂性，断层相对高电阻或者低电阻都有一定的可能，但是在纵向上的断层的电阻率通常会产生一定的延伸。

2.3测线剖面

如图3所示，图3中存在A、B两处异常，该两处异常区域的电阻率表现出明显的横向变化，并且存在一定的纵向延伸，结合之前的地质资料，断层的倾向和 A、B的倾向相同，因此判断A、B两处为含水断层。A和B之间存在较大范围的低电阻区域，该区域与已知的温泉出露点之间的距离非常近，因此，推断该低电阻区域是由地下地热上涌充填岩石空隙形成的，所以地热上涌的通道存在于断层A和断层B之间的区域，该位置为地热勘探的重点异常区域。320m以及450m处下方的低电阻区域推测是由地表水下渗形成的。

3　结语

通过论文对高密度电法在地热勘探中的应用进行分析发现，地质断层与其周围围岩之间的视电阻率存在明显的差异，我们可以通过该特点对地质断层进行良好的探测，并了解地质断层结构的分部特征，对于地热勘探工作具有重要的意义。同时，在应用高密度电法进行勘探的过程中，采用了更多的电极进行数据的采集，相对于普通电法勘探来说，数据可靠性更高。另外，针对高密度电法的勘探结果，需要通过钻探或者其它方法进行验证，从而确保结论的可靠性，以便为后续勘探工作提供可靠的数据支持。

［1］程邈，傅焰林，李振宇.高密度电法在查明潜伏断裂中的应用 ［J］.工程地球物理学报，2011（04）：417-420.

P621［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-354-1