影響因素
影響電法勘探觀測值的主要天然因素,除了探測對象本身的電性外,還有地質體的體積效應、岩層的各向異性和地形起伏等。
(1)體積效應。電法勘探的觀測值是地下一定體積範圍內岩層電性的綜合反映,而不是某單一岩層的電性特徵,即包含了探測對象的圍岩所施加的影響。從而導致了電法勘探資料解釋的複雜性和多解性,影響解釋精度。
(2)各向異性。含煤岩系沉積岩岩層的電阻率等電性參數隨觀測的方向不同而有差異。在電法勘探區內一般要作一定比例的十字測深,了解不同觀測方向岩層電阻率的差異及其變化規律,供資料解釋參考。
(3)地形起伏。地面電法勘探理論的前提之一是把地面假想為水平面,當地形起伏較大時,地形對電法觀測值有明顯影響,應採用作過地形校正後的數據進行地質解釋。
解釋原則
可歸納為由已知到未知、由簡單到複雜和定性與定量結合三個原則。
(1)由已知到未知。這是最基本的原則。其實質是,以與工作區地質剖面相同或相似地區的實測地電斷面的地質電性特徵,作為解釋整個工作區的電法勘探資料的依據或參考,或將測線延伸到鄰近的地層露頭或已知鑽孔上,以此作為已知部分引入工作區。在了解已知區或地段的資料時,應注意①電性分界面和地質分界面發生差異的原因; ②不同地質斷面所反映電性曲線類型相似的原因; ③岩性不均一和岩相漸變等因素所導致的曲線類型複雜變化特徵。只要掌握了已知地段的典型曲線以及上述特點和變化規律,就能較可靠地解釋未知地段的電法勘探曲線,推斷地質情況。
(2)由簡單到複雜。從已知地段探索出地電斷面規律和解釋方法後,優先選擇地形平坦,岩層和構造比較簡單,岩層電性差異明顯,野外觀測資料精度高,且能與已知地段連續對比的測線進行解釋,這樣,較易獲得可靠的成果。在此基礎上,再重點突破複雜地段的解釋。
(3)定性與定量相結合。定性解釋是確定電性層與岩層的對應關係;推斷岩層傾向、褶曲、斷層或其它探測對象的位置、分布範圍等。定量解釋是確定各電性層的深度、厚度和電性參數。定量解釋一般是在定性解釋的基礎上進行。在解釋過程中,兩者互相驗證,最終得出統一的成果。
解釋方法
包括建立電性層與岩層對應關係、分析實測曲線特徵、剖面和平面對比、定量解釋等。
(1)建立電性層與岩層的對應關係。這是電法資料地質解釋的依據。其基本方法是,①利用同一測線上鑽孔的電測井資料,統計分析不同岩層的電性參數,找出它們的對應關係;②在已有鑽孔附近進行電法勘探試驗,了解已知地質剖面的電性反映特徵;③在工作區內或工作區附近的岩層露頭處,進行小極距的電測深或電剖面勘探,了解不同岩層的電性特徵;④借鑑地質條件、電性條件相近的已知區的電法勘探成果;⑤由於地質條件往往複雜多變,為減少電法資料的多解性,電法測線要儘可能穿過已知鑽孔並與岩層露頭銜接。
通過上述多種方法,儘可能多地取得已知地質情況下的電性特徵和參數,進行綜合分析,建立起全面反映工作區岩層與電性層的對應關係,為解釋工作奠定可靠基礎。
(2) 分析實測曲線特徵。分析野外實測曲線的特徵,要充分利用並綜合已有的地質、物探資料和已知的岩層電性關係,充分考慮各種因素的影響及其特點,先要把非地質構造因素造成曲線的畸變分開,再根據工作區地質特點預料各種地質因素的影響,以減少地質解釋的多解性。這項分析,可針對有代表性的測點和測線,藉助微機進行正演和反演計算。對於電阻率測深曲線、頻率測深曲線,要注意研究其極大點、極小點、轉折點等各種特徵點的位置,曲線下降和上升角度,視電阻率值等特徵與地電斷面變化或構造影響的關係,作為解釋的依據。正確確定測深曲線的類型後,構制曲線類型分布平面圖,研究不同曲線類型分布特徵及其與地質結構的關係。
(3)剖面和平面對比。對於各種測深法,可用實測曲線製作各種等視電阻率ρs剖面圖 (圖1) 和平面圖(圖2)。一般每一個主要電性層繪製一張等ρs平面圖。還可根據實際需要製作極小點、極大點或其它特徵點的等值線圖。對於各種電剖面法,要繪製該剖面的由實測電性曲線和地質解釋構成的電性-地質綜合剖面圖,並在有測線位置的平面圖上。
根據電性斷面圖可定性解釋不同電性層所對應的岩層及其沿測線剖面的起伏形態,褶曲和斷層的位置,含煤岩系或含水層的分布範圍,新地層的厚度變化以及岩性的橫向變化,估計各地層埋藏深度等。再把各單個斷面圖的解釋結果放在平面圖上進行對比、連線,進一步檢驗各測線斷面圖地質解釋的正確性。
等視電阻率ρs平面圖主要反映各電性層在平面上的起伏形態、褶曲和斷層位置、含煤岩系或含水層的分布範圍、含煤岩系基底的起伏形態等。小極距的平面圖還能反映含煤岩繫上覆岩層或新地層的構造特徵。
(4)定量解釋。對單個測深曲線藉助人工或計算機用正、反演方法解釋各電性層的電性參數、厚度和深度。通常,定量解釋首先在鑽孔等已知點旁的測深曲線上進行,以確定電性層與岩層對應關係,還可用已知資料檢驗解釋的可靠性和精度,幫助正確選擇解釋參數。然後,再選擇電性層次明顯、曲線類型較簡單的測點進行定量解釋。這項工作貫穿整個解釋過程。定量解釋成果要與定性解釋結果互相驗證。
定量解釋在已知點上要儘可能多用幾種方法進行,以選擇最適合全區的方法。用微機反演擬合解釋需注意正確判定曲線類型,選好初始參數值,考慮到等值原理可能帶來的錯誤結果。
計算機套用
電法觀測數據的管理、處理、成圖,現已普遍使用微型計算機。野外觀測數據可以按一定格式存入微機和軟碟,長期保存。藉助微機可自動顯示、列印野外原始數據和實測曲線。測深曲線的定量解釋普遍使用一維正演和反演解釋程式,據設定的層參數值能很快計算出相應的正演曲線,並用反演程式對測深曲線進行分層定量解釋,得出各電性層的厚度、電參數成果。現已研究出電阻率測深法、頻率測深法二維正演和反演的計算程式,校正地形影響程式。電法勘探成果中的各種等值線圖,已可用微機和小型繪圖儀繪製。一些國家新開發的電法資料處理解釋工作站,可通過人機聯作進行地質解釋,顯示並繪製解釋成果的彩色剖面圖、彩色立體圖等。