【摘要】實地鉆孔驗證說明，五極縱軸測深法在城市地球物理勘探方面具有獨特的優勢，在未來的應用中必將有廣闊的發展前景。文章較詳細地介紹了五極極軸測深法的原理，布極特點和工作方法，并結合巖溶地區的工作實例，說明了該方法能在較復雜的地質條件下收到明顯的地質效果。
　　【關鍵詞】五極縱軸測深法,巖溶,含水破碎帶,低阻異常
　　1、引言
　　巖溶是水對可溶巖石以溶蝕為主的一種地質作用,碳酸巖、石膏、巖鹽等可溶巖石在地表水和地下水長期溶蝕作用下形成的各種洞穴,稱為溶隙,與地下水有關的主要溶隙有溶蝕裂隙、溶洞、落水洞等。我國可溶巖層的分布極為廣泛,主要是碳酸巖巖層遍及全國,約占全國總面積的三分之一,地下水主要賦存碳酸巖溶隙中。巖石結構、地質構造和可溶巖的埋深等對巖溶起主要影響作用,如在斷裂帶、接觸帶附近巖石破碎、裂隙最發育,巖石透水條件好,往往成為巖溶強烈發育地段。水文地質調查中最為常用的物探方法是電測深法。在確定含水層的分布情況,埋藏深度、厚度,查明裂隙含水層的存在情況,尋找適于貯存地下水的斷層破碎帶等方面,電阻率測深法有著廣泛的應用。
　　2、基本方法原理
　　以地面測深點A為原點設置直角坐標系，五極縱軸電測深裝置形式如圖1所示,供電電極A置于地表測深點處，供電電流強度I，在其兩側分別與A相距L處設供電電極B1、B2供電－I/2。M、N為沿縱軸布置的測量電極，同一測深點A、B1、B2不動，M、N電極沿Y軸移動，逐點觀測電位差V和電流I，通過研究
　　         
　                                             　圖1五極縱軸電測深布置圖
　　
　　電場沿縱軸的電位變化來判斷測深點下不同地層電阻率的變化情況，達到測深的目的。從圖1可見，五極縱軸測沈法所采用的電極裝置是3個點電極的組合場源，設測深點A上供電電流強度為+I，B1、B2電流強度為-I/2，這樣建立起來的電場是3個點電源電場的疊加。A點周圍的等位面是以A點為中心的橢球面，地面上等位線是對稱于A點的一簇同心橢園。不難求得縱軸Y方向上任一點M的電位為：
　　                  
　　式中ρ為均勻介質的電阻率；Y1、Y2分別為供電點A到觀測點M、N的距離。
　　同理，N點的電位為；
　　                    
　　當地下為均勻半空間時，M、N兩點間的電位差為：
　　                         
　　經移項整理，得：
　　                        
　　式中：
　　                  
　　K稱為布極常數。
　　當地下介質不均 勻時：
　　                                  
　　實際工作中，裝置大小確定，則K為定值。當測出了MN間的電位差及供電回路中的電流強度I之后，就可用公式（6）計算出地下介質的視電阻率。
　　在中心供電電極A四周的一定范圍內，可認為電場分布規律與點電源電場的分布規律近似。因此，探測深度H（異常中心）可以近似于：
　　                       
　　式中Y1、Y2分別為測量電極M、N到測深點的距離。
　　3、測量方法技術
　　工作區為巖溶地區，為尋找巖溶水，實測采用了五極縱軸測深法，同時輔以對稱四極電阻率測深法和聯合剖面法等。
　　               
　　圖2巖溶找水Z1、Z2點縱軸測深曲線
　　圖2是為尋找巖溶水而作的縱四測深曲線結果，其中Z1點的曲線反映出在50～75m 處存在巖溶化的灰巖破碎帶，125～145m，推斷有含水溶洞。Z2曲線是學校教學樓前小花園的一個測深點，在30m和115～145m深處都出現明顯的低阻異常，對淺部和深部的異常分別為均為含水巖溶。圖3為過Z2點的聯合剖面曲線，40號測點為Z2點，曲線特征呈明顯的低阻反映。
　　          
　　
　　圖3過Z2點的聯合剖面曲線
　　1—AO=110m，MN=20m
　　2—AO=1610m，MN=20m
　　Z1點已經鉆孔驗證，設計孔深180m，在78m處見溶蝕破碎帶，含水豐富，經抽水實驗，流量達到150t/h，足以滿足學校用水要求。Z2點已無需驗證。
　　4、結論
　　與對稱四極測深法比較，五極縱軸測深法有較強的分辨能力，它不受地層是否水平的限制，基底起伏大時也能取得較好的效果。五極縱軸測深方法裝置簡單、輕巧、施工方便。可投入面積性工作，特別適合巖溶地區和地基工程的勘測工作。值得注意的是，各電極的布置應盡量選在地形平坦的地方，以保證觀測精度。