一字形三维电法勘探方法技术

一字形三维电法勘探方法，本发明专利技术基于电法勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，通过布置一字形的三维电法勘探供电点，利用电法勘探发射机通过供电点的电极向地下供电，采用电法勘探接收机同时接收所有测量点的电场信号，求取一字形的每个供电点供电时所有测量点的视电阻率和激电参数，从而实现一字形三维电法勘探。本发明专利技术可克服二维电法勘探效果较差、常规三维电法勘探效率低的缺点，又继承二维电法勘探效率高、常规三维电法勘探效果优的优点，在勘探效率和勘探效果两者之间找到一个更优的平衡点。

Zigzag 3D electrical prospecting method

A shaped three-dimensional electrical prospecting method, the exploration target characteristics, prospecting area topography fluctuation based on the characteristics, through the three-dimensional electrical prospecting point power supply layout of a font, using the electrical prospecting transmitter through electrode power supply point to the underground power supply, using electrical prospecting electric signal receiver for simultaneously receiving all measurement points, for each power supply take a shape of the power supply point when all the measuring points of apparent resistivity and IP parameters, so as to achieve a three-dimensional shape of electrical prospecting. The invention can overcome the poor effect of 2D electrical prospecting conventional three-dimensional electrical prospecting the shortcomings of low efficiency, but also inherited the advantages of high efficiency, the conventional 2D electrical prospecting three-dimensional electrical prospecting is better, to find a better balance between exploration efficiency and exploration effect.

【技术实现步骤摘要】
一字形三维电法勘探方法
本专利技术涉及一种勘查地球物理领域的三维电法勘探方法。
技术介绍
在勘查地球物理领域，电法勘探分为一维、二维和三维电法勘探。一维电法勘探由于勘探精度低，效果差，目前基本不使用；二维电法勘探精度和效果均优于一维，但勘探效率低于后者；常规三维电法勘探分为完整形、十字交叉和Γ形布置测量电极的三维电法勘探，其精度和效果均优于一维和二维，但由于供电点和测量点数量上远远多于一维和二维，从而导致常规三维电法勘探效率远远低于一维和二维，因此，该方法虽然有很好的勘探效果，但仅在部分非常关键勘探区且经费非常充足的情况下少量采用。二维电法勘探需要在每条勘探线上布置电法勘探供电系统和测量系统，且后期数据处理过程中均把每条勘探线的数据作为二维数据进行单独处理，由于实际勘探区很少存在真实的二维地质异常体，更多的是三维地质异常体，故二维电法勘探成果均为近似成果，从而导致其勘探效果较差。但由于二维电法勘探在一条勘探线的供电点上供电，且只在同一条勘探线上开展电法数据采集，其勘探效率较高，勘探效果优于一维，故是目前常用的电法勘探方法。但由于该方法每条勘探线均需要布置供电系统，导致布置供电系统的工作量较大；每布置一条供电线仅测量一条测量线，若勘探区地形复杂、植被发育，则会导致难以甚至无法布置供电线，从而导致二维电法勘探无法开展的结果，限制了该方法在复杂地形的应用。假设某个二维电法勘探区每条测线有m(m为大于1的正整数，以下相同)个供电点和m个测量点，有n(n为大于1的正整数，以下相同)条测线，采用单极-单极工作装置进行勘探，则二维电法勘探中需要布置m×n个供电点，以便采集n×m×(m-1)个二维电法勘探数据(供电点本身不予测量)。若基于电法勘探互换原理，可以对上述勘探工作进行简化，供电点数为n×(m-1)个，采集二维电法勘探数据为n×(m-1)×(m-1)/2个。若为获取更深部的电性特征，则供电点需要外延到测线端点以外，供电点数量会相应增加，进一步降低了该方法的勘探效率。完整形三维电法勘探方法是对整个勘探区的供电点均分别供电一次，且每个供电点供电时，需要对整个勘探区所有测量点采集数据。该方法把实际勘探区内的地质异常体均作为三维地质异常体考虑，更符合实际地质情况。但由于完整形三维电法勘探的供电点需要覆盖整个三维电法勘探区内的所有测量点，且供电点的数量等于测量点数量，需要对整个勘探区内的所有供电点进行分别供电，每个供电点供电时需要对整个勘探区内的所有测量点采集数据，由于供电点数量过多，从而导致工作量成倍增加。假设某个三维电法勘探矩形区网格数为m×n(其中m为X方向一条测量线的网格数，n为Y方向一条测量线的网格数)，采用单极-单极工作装置进行勘探，则完整形三维电法勘探中需要布置m×n个供电点，采集m×n×(m×n-1)个测量数据(供电点本身不予测量)。基于电法勘探互换原理，可以对上述野外采集数据量减少一半，即为m×n×(m×n-1)/2个数据。完整形三维电法勘探数据量和工作量远大于二维电法勘探，从而导致在实际勘探过程中需要投入大量的人力、物力和时间，效率低，成本高。另外，在野外实际勘探过程中，由于三维电法勘探工作量大，很难在一天之内完成整个勘探区的工作量，一旦需要跨天完成，则每天均需要布置和回收整个勘探区的供电系统和测量系统，存在很大的人力、物力和时间的浪费，也会导致其勘探效率更低，适用性不强。而且，由于完整形三维电法勘探对于野外勘探区的地形要求高，若地形复杂、植被发育，则给布置电法勘探供电系统和测量系统带来非常大的困难，有可能导致无法开展完整的三维电法勘探工作。因此，完整形三维电法勘探虽然在效果和精度上具有明显的优势，但由于其效率过低，成本过高，对地形要求过高，从而导致该方法在野外实际勘探工作中很少采用。基于完整形三维电法勘探效率非常低、适用性不强的缺点，目前有人研究了十字交叉和Γ形布置测量电极的三维电法勘探方法。其着眼点主要是通过减少某个供电点供电时所测量的测量点数量，从而实现减少野外工作量，达到提高勘探效率的目的。但十字交叉形测量电极和Γ形测量电极的三维电法勘探方法没有减少供电点，其三维电法勘探的供电点仍需要覆盖整个三维电法勘探区内的所有测量点，供电点的物理点数量等于测量点的物理点数量，由于供电点数量过多，且目前供电技术采用的是分时分点供电，每次仅能对一个供电点供电，从而导致供电系统的工作量无法减少。该方法仅采用某个供电点供电时选择部分测量点采集电法数据，但为完成所有供电点供电时的数据采集工作，整个勘探区每个测量点的物理点均需要布置，只是某些供电点供电时，有部分测量点未采集电法数据，并没有减少测量点的物理点布置。故上述十字交叉形测量电极和Γ形测量电极三维电法勘探方法相对于完整形三维电法勘探方法的勘探效率有所提高，但由于是通过减少某个供电点供电时所测量的测量点数量，因此仍需要对整个勘探区的所有供电点进行分时供电，且需要布置整个勘探区测量点的物理点，故其勘探效率提高不明显。假设某个三维电法勘探矩形区网格数为m×n(其中m为X方向一条测量线的网格数，n为Y方向一条测量线的网格数)，采用单极-单极工作装置进行电法勘探，则十字交叉形测量电极三维电法勘探中需要布置(m×n-1)个供电点，采集个测量数据；Γ形测量电极三维电法勘探中同样需要布置(m×n-1)个供电点，采集个电法数据。以上两种方法的数据采集量依然很大，效率提高不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的是基于电法勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，通过布置一字形的三维电法勘探供电点，减少三维电法勘探供电点数量，实现一字形三维电法勘探方法，提高三维电法勘探效率和效果。由于电法勘探供电系统每次仅能对一个供电点供电，目前无法通过增加多套供电系统同时供电，实现减少布置电法勘探供电系统的时间和成本。对于常规三维电法勘探而言，布置供电系统的劳动强度大，效率低，故若能实现减少供电点的数量，则能明显提高三维电法勘探效率。另由于供电系统为满足电法勘探采集信号的质量要求，其供电线和供电极均比电法勘探测量系统复杂和笨重，故减少供电点的数量，相对于减少测量点的数据采集量而言，其勘探效率改善更加明显。由于电法勘探测量系统可以实现同时采集，通过多通道电法勘探测量系统或多个电法勘探测量系统，可以实现减少整个三维电法勘探数据采集时间和成本，从而提高野外勘探效率，降低勘探成本；而且由于不减少三维电法勘探所有测量点的数据采集量，又能保证三维电法勘探效果。本专利技术利用二维电法勘探效率高，常规三维电法勘探精度和效果优的优点，基于电法勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，通过一字形三维电法勘探供电点布置规则，减少三维电法勘探供电点数量，实施对勘探区内所有测量点的三维电法勘探，实现提高三维电法勘探效率和改善勘探效果的目的。本专利技术可克服二维电法勘探效果较差、常规三维电法勘探效率低的缺点，又继承二维电法勘探效率高、常规三维电法勘探效果优的优点，在勘探效率和勘探效果两者之间找到一个更优的平衡点。本专利技术提出的一字形三维电法勘探方法具体步骤为：(1)先行分析勘探区的前期地质成果，推断区内主要地质异常体的走向或主轴方向，近似垂直于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的X方向，近似平行于走向或主轴方向设定一字形三维电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一字形三维电法勘探方法，其特征在于：基于电法勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，布置一字形的电法勘探供电点，利用电法勘探发射机通过供电点的电极向地下供电，采用电法勘探接收机同时接收多条勘探线上每个测量点的电场信号，求取每个供电点供电时所有测量点的视电阻率和激电参数，实现一字形三维电法勘探，具体步骤为：(1)先行分析勘探区的前期地质成果，推断区内主要地质异常体的走向或主轴方向，近似垂直于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的X方向，近似平行于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的Y方向，其中X方向与Y方向相互垂直，且均为水平方向；(2)根据勘探要求，确定勘探区的X方向与Y方向的勘探长度，并确定勘探区内X方向测量点间距c和Y方向测量点间距d的数值，从而确定勘探区网格参数a和b的数值；(3)基于勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，采用一字形的电法勘探供电点网格坐标(x,y)和实际相对坐标(X

【技术特征摘要】
1.一字形三维电法勘探方法，其特征在于：基于电法勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，布置一字形的电法勘探供电点，利用电法勘探发射机通过供电点的电极向地下供电，采用电法勘探接收机同时接收多条勘探线上每个测量点的电场信号，求取每个供电点供电时所有测量点的视电阻率和激电参数，实现一字形三维电法勘探，具体步骤为：(1)先行分析勘探区的前期地质成果，推断区内主要地质异常体的走向或主轴方向，近似垂直于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的X方向，近似平行于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的Y方向，其中X方向与Y方向相互垂直，且均为水平方向；(2)根据勘探要求，确定勘探区的X方向与Y方向的勘探长度，并确定勘探区内X方向测量点间距c和Y方向测量点间距d的数值，从而确定勘探区网格参数a和b的数值；(3)基于勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，采用一字形的电法勘探供电点网格坐标(x,y)和实际相对坐标(XC,YC)计算规则，确定一字形三维电法勘探所有供电点网格坐标(x,y)和实际相对坐标(XC,YC)，并布置供电点；(4)基于勘探区的勘探目标体特征、地形地貌起伏特征，整个勘探区内按照勘探要求及X方向测量点间距c、Y方向测量点间距d、网格参数a和b的数值，布置完整的三维电法勘探测量点；(5)给上述选定的一字形三维电法勘探供电线上的每个供电点分别供电，采用多通道电法勘探测量系统或多个电法勘探测量系统对整个勘探区内的一字形三维电法勘探测量点进行电法数据采集，获取到每个供电点供电时勘探区所有测量点的一字形三维电法勘探数据；(6)把所有电法勘探测量数据整合为一字形三维电法勘探数据，进行一字形三维电法数据处理，获取整个勘探区的一字形三维电法勘探成果，从而实现整个勘探区的一字形三维电法勘探。2.如权利要求1所述的一字形三维电法勘探方法，其特征在于：步骤(1)中的近似垂直于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的X方向，近似平行于走向或主轴方向设定一字形三维电法勘探的Y方向的具体含义为X方向与主要地质异常体的走向或主轴方向夹角在60～120度之间，并尽量接近或等于90度；Y方向与主要地质异常体的走向或主轴方向夹角在-30～30度之间，并尽量接近或等于0度；其中X方向与Y方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春明，赵于前，龙西亭，柳卓，蒋奇云，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43