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频率域双极源全区视电阻率的计算及分析
频率域双极源全区视电阻率的计算及分析
摘要：
视电阻率（apparentresistivity）是电法勘探中常用的一个参数，其反映了地下介质中电流传输的难易程度。其中，频率域双极源法是一种常用的电法勘探方法，通过分析其理论公式并运用数值模拟，本文对频率域双极源全区视电阻率的计算和分析做了深入阐述。研究表明，电物理参数、地下介质和勘探仪器等对频率域双极源法的视电阻率测量均有影响，因此在实际勘探中应根据具体情况做出相应的调整和优化。
关键词：
视电阻率；频率域双极源法；电物理参数；地下介质；勘探仪器；数值模拟
Abstract:
Theapparentresistivityisacommonlyusedparameterinelectricalexploration,whichreflectsthedifficultyofcurrenttransmissioninundergroundmedia.Amongthem,thefrequencydomaindipolesourcemethodisacommonlyusedelectricalexplorationmethod.Byanalyzingitstheoreticalformulaandusingnumericalsimulation,thispaperdeeplyexplainsthecalculationandanalysisoftheapparentresistivityofthefrequencydomaindipolesourcemethodthroughouttheregion.Theresearchshowsthatelectricalphysicalparameters,undergroundmedia,andexplorationinstrumentsallhaveanimpactontheapparentresistivitymeasurementofthefrequencydomaindipolesourcemethod.Therefore,correspondingadjustmentsandoptimizationsshouldbemadeaccordingtospecificconditionsinpracticalexploration.
Keywords:
Apparentresistivity;Frequencydomaindipolesourcemethod;Electricalphysicalparameters;Undergroundmedia;Explorationinstrument;Numericalsimulation
一、引言
电法勘探是一种通过电流在地下介质中的传输和反演来获取地下介质性质的方法。而视电阻率则是电法勘探中常用的一个参数，其是指单位面积上最终观测到的电流密度和电压梯度之比[1]。视电阻率的计算公式为：
ρ_a=K*V/I
其中，ρ_a为视电阻率，K为系数（相对电导率或电极间距倍数），V为电压，I为电流。视电阻率的大小取决于地下介质中的电阻率和勘探仪器的参数设定，是地下介质性质研究的重要参考。
频率域双极源法是一种常用的电法勘探方法，采用双极源的电流，对地下介质进行发送和接收[2]。该方法在勘探地表周围根据各向同性条件的基本假设以及奥姆定律，研究地下介质的电阻率。该方法测得的数据主要包括四个参数：振荡电压、振荡电流、氧化还原电位和采样间隔时间等[3]。因此，研究频率域双极源法的全区视电阻率计算，对于评估地下介质性质具有重要意义。
本文将详细介绍频率域双极源法的原理、视电阻率计算公式及其数值模拟方法，将对频率域双极源法的在地下介质研究中的应用作出探讨，并对相关因素对于视电阻率的改变以及其在勘探中的应用价值进行分析。
二、频率域双极源法的原理及视电阻率计算公式
频率域双极源法的原理是利用双极源进行电流的输送和接收。其测量原理可以表示如下：
图1.频率域双极源法测量原理示意图[4]
如图1所示，由发射极（即电极1）和接收极（即电极2）构成的双极源，将单频电流注入到地下介质中，地下介质的电导率与介电常数将使得注入电流在地下介质中产生衰减和相位延迟，收到的电流信号2/1的振幅、相位和逆转比决定了地下介质电导率的大小和空间分布规律，从而为地下介质性质的研究奠定了基础。
频率域双极源法中，视电阻率的计算公式根据电导率、电极间距和频率等因素综合而成，其可表示为：
ρ_a(ω)=2πK/ω|Z(ω)|
其中，ω为频率，K为系数，Z(ω)为传输函数。
由于频率域双极源法的信号具有复数性，因此在计算中采用复数来描述参数，其实质是实部和虚部之间的相互依赖关系。视电阻率的计算公式中，传输函数是一个复数函