摘要：本文介绍了探测岩溶破碎带时所使用的综合物探技术，采用天然电场选频法与高密度电法的组合进行探测工作，二者的组合对探测岩溶破碎带工作带来了极大的帮助，很大程度上节省了人力物力，提高了探测效率与质量。文中通过对天然电场选频法和高密度电法两种勘探技术的介绍，以探究其在探测岩溶破碎带的可行性，以供参考。
关键词：岩溶破碎带；天然电场选频法；高密度电法
一、引言
综合物探技术全称为综合地球物理勘探技术，该技术是针对某一项特点的勘探任务和勘探对象，采用地球物理方法进行组合以达到最佳的勘探效果的一种勘探技术。这种组合式的勘探技术可以弥补单一的地球物理勘探技术存在的不足，使勘探任务可以更加有效率的进行。在综合物探技术中，根据不同的探勘对象，其有着不同的组合方式。为解决岩溶破碎带的探测问题，因此针对综合物探技术--天然电场选频法与高密度电法组合在探测岩溶破碎带中的应用做出探讨与介绍，以供参考。
二、天然电场选频法在探测岩溶破碎带中的应用
（一）天然电场选频法的原理
天然电场选频法在我国于1984年由韩荣波首先研究成功，该方法是通过对大地电磁场与变电磁场的利用，将其作为工作场源。该方法将地下岩矿石的电阻率差异作为基础，然后通过在地面上对大地地磁场所产生的不同频率的电场的变化进行测量，以找出其变化规律。通过其变化规律对地下的电性变化进行研究，从达到解决地质问题的一种勘探方法。该方法因为是对大地的电磁场进行测量与研究，所以将这种磁场称为天然电场，又因为其在测量时会对几个甚至十几个低频电场的分量进行测量即选频，所以将其称为选频法，因此，对该方法的总称为天然电场选频法[1]。该勘测方法的工作场源是被动源，主要的来源是雷电放电和太阳，在与工作场源的距离较远时，将其远处的地面所分布的场看作为平面波场，该平面波场对于大地电磁场和变电磁场的长远来讲，其方向几乎等于垂直于地面，其场的变化规律服从于麦克斯韦方程组，在不对其磁场强度与电场强度之间存在的相位差考虑的情况下，可以通过对该方程组的求解，计算出介质交流电阻率与波阻抗之间的关系，其表达为ρ= （Ex/Hy））（公式一），同时还可以计算出电阻率与电磁波的穿透深度之间的关系，其表达形式为两个公式：d=503.5 ，ρ= （Ex/Hy）（公式二），ρ为交流电阻率，f为工作频率，Ex为电场分量，Hy为点此分量，Ex/Hy为波阻抗，将已知量带入其中进行计算，可以得出想要的数据。在公式一中，是不考虑电磁场强度与电场强度之间存在的相位差，通过野外地面上的两个位置的测量出的电位差即可知道地下的高阻体与低阻体的大小。通过公式二可以看出，电磁波的穿透深度与地下的电阻率之间是正比，而其与工作频率之间成反比。由此可以得出的结论之一是，将工作频率设为定值不变时，电磁波穿透的深度越深，则介质电阻率越大，反之则介质电阻率越小；将介质电阻率设为定值不变时，工作频率越低则穿透深度越深，反之则穿透深度越浅，由此可知，在进行探测时，为了探测不同深度，了解到所探测区域的具体情况，应选择多个工作频率[2]。
（二）相关仪器及使用方法
使用天然电场选频法需要使用的仪器是天然电场选频仪，该仪器是用来测量大地电磁场的一种便携式测量仪器。天然电场选频仪具有以下优势：重量轻、体积小、携带方便的特点；因其无需使用人工电场源，多以两人即可将其携带进行测量工作；可以设置较低的工作频率，勘测深度极大；最新的仪器装配了选频装置，抗干扰能力大大提高；当前最先进的仪器具有十个不同的频率，可以获得多组测量数据；与传统的直流电法相比，其克服了设备过多、笨重、长距离拉线等缺点；可以在较小的范围内进行测量工作，十分适用于山区等地形复杂的区域，如岩溶破碎带的探测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该仪器当前使用比较普遍的是TR-2型与TR-3型，二者都分为七个测量档，前者的测量档为：0.1mV，0.3mV，1mV，3mV，10mV，30mV，100mV，后者的测量档是前者的二倍。天然电场选频仪的使用方法也十分简单，首先对其电源进行检查，打开电源开关后，观察其指针是否指向或者超过红线，若是则表示其电源电压工作正常，反之则需要更换电池活进行其他的检测，然后旋转调零旋钮，使其指针读数归零，最后在根据使用说明进行相关的操作[3]。
三、高密度电法在探测岩溶破碎带中的应用
（一）高密度电法的原理
高密度电法是一种采用列阵的形式进行勘探的方法，这种方法是利用岩石与土壤导电性存在的差异，通过人工的方式对其施加稳定的电流场从而研究其电流传导的分布规律。在探测岩溶破碎带时，将全部的电极布置到所需要进行测量的各个位置，然后将微机工程电测仪与程控电极转换装置开启，这两种设备就能将数据进行采集与整理，然后上传到微机中，将数据进行相关的处理，并根据得出的数据显示出图示结果。该测量方法在上个世纪的七十年代末就已经有人对其进行研究并实施，到了八十年代中期，日本曾借助电极转换板在野外进行测量，但是由于技术的限制，其整体设计并不完善，没有发挥出其效用与优越性能，到了八十年代后期，我国率先展开了对高密度电法的研究与应用，通过相关的理论与实践进一步对其进行完善，并研制出了多种类型的相关探测仪器[4]，在桥墩选址、坝基选址、地裂缝探测与采空区探测等领域中都取得了显著的效果。在近几年，该探测方法与相关设备逐渐完善并逐渐推广，在各种工程地质调查与工程勘探得到了广泛的应用，在探测岩溶破碎带的分布位置具有一定优越性。
（二）相关仪器及使用方法
使用高密度电法对岩溶破碎带进行探测时所使用的仪器为高密度工程电测系统，该系统是由专用多芯电缆线、多功能直流电测仪及由微机控制的多路电极转换器等构成的。其具体的使用方法是，将全部的电极按照一定的间隔布置在测量位置，然后使用多芯电缆线以一定的顺序将各个电极连接到多功能直流电测仪与电极转换器上，完成后即可进行相关的测量，这些设备可以快速且自动将数据进行采集，并储存到存储器中。
结束语
使用天然电场选频法与高密度电法组合的综合物探技术对岩溶破碎带进行探测，首先使用高密度电法在较大的范围内找出岩溶破碎带的大概位置，然后在这些位置上使用天然电场选频法确定出岩溶破碎带的具体位置和范围。二者的组合搭配对岩溶破碎带探测，所使用的仪器重量只有传统仪器重量的十分之一，节约了人力与物力，部分先进的仪器只有几公斤，人工即可携带，其效率提高了十倍以上，一天就可完成4000米左右的剖面测量，节约了大量的时间，是勘探技术的一大进步。当前，综合物探技术在各种勘探工程中得以广泛推广和应用，根据不同的勘探活动选择合适的探测技术的组合。现阶段，不同探测技术之间的具体组合方式尚未完全开发出来，同时当前的探测技术也存在着一定的问题待以解决。目前，随着能源问题的突出，与对石油、金属、非金属、煤炭等矿产资源的需求，需要专家学者加强对地质论的研究，只有相关的研究理论作为指导才能更好的拓展新技术、新设备、新材料，使得综合物探得以广泛的应用和推广，缓解我国对能源的需求，并进一步促进探测工程的发展。望本文提出的内容有所帮助。
参考文献：
[1]马国凯,李振宇.综合物探技术在滑坡监测中的应用研究[J].工程地球物理学报,2016,13(02):191-195.
[2]吴有信,韩东亚,王琦.煤矿深部开采地质保障中的综合物探技术应用[J].工程地球物理学报,2009,6(01):57-62.
[3]赖思静,杨建国,贾学明.综合物探技术及工程应用[J].公路交通技术,2005(05):52-56.
[4]何展翔,王永涛,刘云祥,孙卫斌.综合物探技术新进展及应用[J].石油地球物理勘探,2005(01):108-112+20-21+126.
论文作者:柏麟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/11
标签：电场论文; 岩溶论文; 物探论文; 测量论文; 组合论文; 技术论文; 电阻率论文; 《基层建设》2018年第20期论文;