電場和電磁場

1、地球物理學概論地球物理學概論地電場和電法勘探地電場和電法勘探中國地質(zhì)大學（武漢）中國地質(zhì)大學（武漢）地球物理與空間信息學院地球物理與空間信息學院 它是以巖、礦石的它是以巖、礦石的電學性質(zhì)（如導電性）差異為基為基礎，通過觀測和研究與這些電性差異有關的（天然或礎，通過觀測和研究與這些電性差異有關的（天然或人工）電場或電磁場分布規(guī)律來查明地下地質(zhì)構造及人工）電場或電磁場分布規(guī)律來查明地下地質(zhì)構造及有用礦產(chǎn)的一種物探方法，稱為有用礦產(chǎn)的一種物探方法，稱為“電法電法”。什么是電法勘探：什么是電法勘探：電法勘探的特點：可用電法勘探的特點：可用“三多三多”、“兩廣兩廣”來慨括來慨括三多：三多：導電性（ 或

2、）電化學活動性（）介電性（）導磁性（）可利用的物可利用的物性參數(shù)多性參數(shù)多利用場源多利用場源多人工場源天然場源直流電（穩(wěn)定場）交電流（交變場）傳導類電法勘探（直傳導類電法勘探（直流電法）研究穩(wěn)定電流電法）研究穩(wěn)定電流場流場感應類電法勘探（交感應類電法勘探（交流電法）研究交變電流電法）研究交變電流場流場電阻率法電阻率法*充電法充電法自然電場法自然電場法激發(fā)極化法激發(fā)極化法方法方法種類多種類多低頻電磁法低頻電磁法頻率測深法頻率測深法甚低頻法甚低頻法電磁波法電磁波法大地電磁法大地電磁法兩廣兩廣應用空間廣應用空間廣應用范圍廣應用范圍廣航空航空地面地面海洋海洋井中井中金屬和非金屬礦金屬和非金屬礦油氣勘探

3、油氣勘探地質(zhì)填圖地質(zhì)填圖水文與工程水文與工程深部構造（地殼、地幔）深部構造（地殼、地幔）電法勘探的應用 各種電法勘探方法是適應不同地質(zhì)任務的需要而各種電法勘探方法是適應不同地質(zhì)任務的需要而發(fā)展起來的。它們廣泛地應用于各種地質(zhì)工作中，發(fā)展起來的。它們廣泛地應用于各種地質(zhì)工作中，不僅可以不僅可以尋找金屬及非金屬礦產(chǎn)尋找金屬及非金屬礦產(chǎn)，還可以進行地，還可以進行地質(zhì)填圖，質(zhì)填圖，查明地下地質(zhì)構造、尋找油氣田、煤田查明地下地質(zhì)構造、尋找油氣田、煤田和地下水和地下水等。此外，電法勘探還用于地殼及上地等。此外，電法勘探還用于地殼及上地幔的研究之中。近年來，一些建立在電法勘探基幔的研究之中。近年來，一些建立

4、在電法勘探基本原理基礎之上的新方法如本原理基礎之上的新方法如管線探測管線探測、探地雷達、探地雷達等廣泛用于等廣泛用于城市工程勘查城市工程勘查，它們在，它們在管線勘查、路管線勘查、路基、高層建筑地基及大型水電站、水庫壩基勘查基、高層建筑地基及大型水電站、水庫壩基勘查方面發(fā)揮了重要作用。方面發(fā)揮了重要作用。 第一節(jié)第一節(jié) 電阻率法電阻率法什么是電阻率法：什么是電阻率法：電阻率法是電阻率法是傳導類傳導類電法勘探方法之一。建立電法勘探方法之一。建立在地殼中各種巖礦石具有各種在地殼中各種巖礦石具有各種導電性差異導電性差異的的基礎上，通過觀測和研究與這些差異有關的基礎上，通過觀測和研究與這些差異有關的天然

5、電場或人工電場的分布規(guī)律，從而達到天然電場或人工電場的分布規(guī)律，從而達到查明地下構造或者尋找有用礦產(chǎn)的目的。查明地下構造或者尋找有用礦產(chǎn)的目的。一、電阻率法的理論基礎一、電阻率法的理論基礎（一）巖、礦石的電阻率（一）巖、礦石的電阻率1、電阻率基本公式、電阻率基本公式IsllsRslR2、電阻率單位、電阻率單位SI制中制中電阻電阻R（）長度（長度（m）截面積（截面積（m2）電阻率電阻率（m）3、導電機制、導電機制（1）溶液：帶電離子）溶液：帶電離子（2）金屬導體：自由電子，）金屬導體：自由電子，如自然銅、金、銀和石墨，電阻率低如自然銅、金、銀和石墨，電阻率低（3）半導體：）半導體：“空穴空穴”導

6、電，導電，大多數(shù)金屬硫化物，金屬氧化物體，電阻率較低大多數(shù)金屬硫化物，金屬氧化物體，電阻率較低（4）固體電解質(zhì)：離子導電，絕大多數(shù)造巖礦物，）固體電解質(zhì)：離子導電，絕大多數(shù)造巖礦物，如石英、云母、方解石、長石等，電阻率高如石英、云母、方解石、長石等，電阻率高4、主要巖礦石電阻率及其變化范圍、主要巖礦石電阻率及其變化范圍 細脈狀細脈狀（2）巖礦石的孔隙度、濕度）巖礦石的孔隙度、濕度孔隙度孔隙度，含水量，含水量，電阻率，電阻率風化帶、破碎帶，含水量風化帶、破碎帶，含水量，電阻率，電阻率（3）水溶液礦化度）水溶液礦化度礦化度礦化度，電阻率，電阻率 （4）溫度）溫度溫度溫度T ，溶解度，溶解度，離子活

7、性，離子活性，電阻率，電阻率結冰時，電阻率結冰時，電阻率（5）壓力）壓力壓力壓力，孔隙度，孔隙度，電阻率，電阻率超過壓力極限，巖石破碎，電阻率超過壓力極限，巖石破碎，電阻率（6）構造層的影響）構造層的影響1 2 n t這種層狀構造巖石的電阻率，這種層狀構造巖石的電阻率，則具有非各向同性，即沿層理則具有非各向同性，即沿層理方向的電阻率小于垂直沿層理方向的電阻率小于垂直沿層理方向的電阻率方向的電阻率（二）均勻各向同性半空間點電源的電場（二）均勻各向同性半空間點電源的電場 設大地是水平的，與不導電的空氣接觸，介質(zhì)充滿整個地下半空間，且電阻率在介質(zhì)中處處相等，稱這樣的介質(zhì)模型為均均勻各向同性半空間勻各

8、向同性半空間。即：。即：地面空氣空氣0 在物理學中，恒定電場是用三個相互有聯(lián)系的物理量V（電位）、E（電場強度）和 j（電流密度）來描述的，其間的關系為： dv=-Edr ，E=j 地面空氣空氣0AB 為了建立地下電場，總是用兩個電極（例如A、B）向地下供電。這兩個接地的電極（A、B）稱為“供電供電電極電極”。 當供電電極供電電極的大小比它們與關測點的距離小得多時，可把兩個供電電極供電電極看成兩個“點點”，故又將它們稱為“點電源點電源”P1、一個點電源的電場、一個點電源的電場地面空氣空氣AB Mr設在地面A點向地下供電，電流強度為I，地下半空間的電阻率為。地下距A為的點M處的電流密度為：)(2

9、2MArrrrIjM指向由電場強度為：rrrIjEM22電位為： rIV22、兩個異性點電源的電場、兩個異性點電源的電場在任意點在任意點M處的，可按場的疊加原理知：處的，可按場的疊加原理知：)11(2)11(2)1-1(22222BMMBBMAMMAAMIEBMMBBMAMMAAMIjjjBMAMIVVVMBMAMMBMAMM地下電流場在供電電極附近分布極不均勻，其值趨于無限大；地下電流場在供電電極附近分布極不均勻，其值趨于無限大；而在兩極中央地段，場的分布較均勻，變化較平緩。而在兩極中央地段，場的分布較均勻，變化較平緩。在在AB的中點，的中點，V=0，中點左邊，中點左邊V為正，右邊為負；為正

10、，右邊為負；（三）地下電流沿深度的分布規(guī)律（三）地下電流沿深度的分布規(guī)律A(I)B(-I)MhOLLAMjhjBMjBMAMhjjjBMAhjhLIj)(2222/322)(cos2hLLIjjAhhjh 的方向平行于地表的方向平行于地表上式表明，上式表明，AB中垂線上任意一點中垂線上任意一點M處處 j 的大小，除與的大小，除與I 有關外，有關外，還與還與M點的深度（點的深度（h）及電極距大小有關）及電極距大小有關當當 h， jh 0當當 h0，2001LIjjhh令令即當 （或者 ）時， h深度的電流密度最大，該供電電極距稱為“最佳電極距最佳電極距”。例如：要使100m深處的電流密度最大，則

11、AB應大于或等于140m。0)(22/52222LhLhILjh2/hL hAB2h 不變不變2/320)/(1 (1LhjjhL 不變不變（四）電阻率公式及視電阻率（四）電阻率公式及視電阻率1、（均勻大地）電阻率公式、（均勻大地）電阻率公式地面空氣空氣ABMNM、N處的電位為：)1-1(2)1-1(2BNANIUBMAMIUNM式中AM、BM、AN、BN分別A、B與M、N間的距離。上兩式相減可得M、N兩點間的電位差：則IUBNBMANAMMN11-1-12)11-1-1(2-BNANBMAMIUUUNMMN令則 均勻大地電阻率公式IUkMN式中的式中的 k稱為稱為裝置系數(shù)裝置系數(shù)（或布極常數(shù)

12、），單位為（或布極常數(shù)），單位為“米米”。 由于地下為均勻各向同性介質(zhì)，故由于地下為均勻各向同性介質(zhì)，故與與k、I的值無關。的值無關。上面所討論的情況是在地形水平、地下僅有單一的均勻上面所討論的情況是在地形水平、地下僅有單一的均勻各向同性介質(zhì)。各向同性介質(zhì)。然而實際中，地下巖石的導電性往往是不均勻的、且地然而實際中，地下巖石的導電性往往是不均勻的、且地形亦不是水平的，因此有必要進一步討論形亦不是水平的，因此有必要進一步討論非均勻條件下非均勻條件下地中地中電流場分布的情況。電流場分布的情況。BNBMANAMk11-1-122、非均勻介質(zhì)中的地下電流場及視電阻率、非均勻介質(zhì)中的地下電流場及視電阻率

13、地電斷面地電斷面：根據(jù)地下地質(zhì)體電阻率的差異電阻率的差異而劃分界線劃分界線的斷面的斷面。（1）非均勻介質(zhì)中的地下電流場）非均勻介質(zhì)中的地下電流場 由圖可見：由圖可見：高阻體高阻體具有向周圍具有向周圍排斥電流排斥電流的作用。的作用。低阻體低阻體具有向其內(nèi)部具有向其內(nèi)部吸引電流吸引電流的作用。的作用。（2）視電阻率）視電阻率當?shù)乇聿凰交蛘叩叵码娮杪史植疾痪鶆驎r（存在兩種當?shù)乇聿凰交蛘叩叵码娮杪史植疾痪鶆驎r（存在兩種或者兩種以上介質(zhì)），仍然采用前述均勻介質(zhì)中的供電方式及或者兩種以上介質(zhì)），仍然采用前述均勻介質(zhì)中的供電方式及測量方式，仍由前述的公式計算測量方式，仍由前述的公式計算“電阻率值電阻率值

14、”，不過，這時計，不過，這時計算出的算出的“電阻率值電阻率值”，既不是，既不是1 ，也不是，也不是2和和3，而是與三者，而是與三者都有關的一個量，稱為都有關的一個量，稱為“視電阻率視電阻率”，用符號，用符號s表示，即表示，即IUkMNs視電阻率視電阻率 ： 在電場有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體在電場有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體電阻率的綜合影響值。電阻率的綜合影響值。231電極裝置電極裝置供電電極（供電電極（A、B）及測量電極（）及測量電極（M、N）的）的排排列形式和移動方式列形式和移動方式 電極裝置類型及電極距的大小電極裝置類型及電極距的大小 測點相對于地質(zhì)體的位置；測點相對于地質(zhì)體的位置； 電場有效作

15、用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體的真電阻率；電場有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體的真電阻率； 地質(zhì)體的分布狀態(tài)（形狀、大小、埋深及相對位置）地質(zhì)體的分布狀態(tài)（形狀、大小、埋深及相對位置） （3）影響視電阻率的因素）影響視電阻率的因素3、視電阻率的定性分析公式、視電阻率的定性分析公式視電阻率與電流密度的關系式，即視電阻率與電流密度的關系式，即MNMNsjj0式中式中 測量電極測量電極 M、N 間任意點的電流密度和介質(zhì)的間任意點的電流密度和介質(zhì)的真電阻率。真電阻率。 j0 為各向同性均勻介質(zhì)中為各向同性均勻介質(zhì)中 M、N 間的電流密度。間的電流密度。MNMNj,上式表明，上式表明，s 與與M、N間的介質(zhì)的電阻率間的介質(zhì)

16、的電阻率 MN 和電流密度和電流密度 jMN 成正比。成正比。12345670MNsMNjjs 剖面曲線的變化曲線的變化能清楚地反映出地下導電性不均勻體的位置導電性不均勻體的位置及電阻率的電阻率的相對高低相對高低。0MNsMNjj3、視電阻率的定性分析公式、視電阻率的定性分析公式第一節(jié)第一節(jié) 電阻率法電阻率法二、電阻率法的儀器和裝備二、電阻率法的儀器和裝備由視電阻率的計算公式由視電阻率的計算公式 可知，其儀器可知，其儀器功能就是測量出供電電流功能就是測量出供電電流I及測量電極及測量電極M、N間的電位差間的電位差UMN即可。即可。除儀器外，其它裝備還有：除儀器外，其它裝備還有：供電電極供電電極鐵

17、棒或銅棒鐵棒或銅棒測量電極測量電極銅棒、導線及供電電源銅棒、導線及供電電源。IUkMNs電阻率法的儀器種類很多，右圖是電阻率法的儀器種類很多，右圖是DZD4多功能直流電法儀，它具有如下功能多功能直流電法儀，它具有如下功能:（1）高密度電阻率法測量）高密度電阻率法測量;（2）視電阻率法和激發(fā)極化法同時測量）視電阻率法和激發(fā)極化法同時測量;（3）實時大屏幕液晶漢字顯示實測曲線）實時大屏幕液晶漢字顯示實測曲線;（4）信號增強技術，不僅適用于野外勘查，也適用于城市勘查。）信號增強技術，不僅適用于野外勘查，也適用于城市勘查。 電阻率法的常用電極裝置類型電阻率法的常用電極裝置類型 在電法勘查中，為了解決不

18、同的地質(zhì)問題，常采用不在電法勘查中，為了解決不同的地質(zhì)問題，常采用不同的裝置。同的裝置。 目前，我國常用的電阻率裝置類型有電剖面法、中間目前，我國常用的電阻率裝置類型有電剖面法、中間梯度法和電測深法。梯度法和電測深法。 電阻率剖面法簡稱為電剖面法。它包括許多分支裝置：電阻率剖面法簡稱為電剖面法。它包括許多分支裝置：二極裝置、三極裝置、聯(lián)合剖面裝置二極裝置、三極裝置、聯(lián)合剖面裝置 對稱四極裝置和對稱四極裝置和偶極裝置等。偶極裝置等。第一節(jié)第一節(jié) 電阻率法電阻率法三、電剖面法三、電剖面法裝置特點裝置特點：各電極間距離保持不變，使整個或部分裝置沿著測線移動，逐點測量視電阻率的值。所得到的s曲線是反映

19、測線下某一深度范圍內(nèi)不同電性物質(zhì)沿水平方向的分布情況。電阻率法電阻率法聯(lián)合剖面法聯(lián)合剖面法中間梯度法中間梯度法對稱剖面法對稱剖面法分類：分類：偶極剖面法偶極剖面法（一）聯(lián)合剖面法（一）聯(lián)合剖面法1、裝置特點及 s 公式ABCMNO(I)(-I)AO=BO MO=NO OC 5AO在測量時，在測量時，C極固定不動，極固定不動，A、M、N、B間保持距離不變，四個間保持距離不變，四個極沿測線同時移動，逐點進行測量，測點為極沿測線同時移動，逐點進行測量，測點為M、N的中點的中點O。每。每個點測量兩次，得兩個個點測量兩次，得兩個s值值)()(MNBIUkAMNIUkBBMNBBsAAMNAAsMNANA

20、MkkBA2由于由于C極為無窮遠極，它在極為無窮遠極，它在M、N處產(chǎn)生的電位很小，故可忽略處產(chǎn)生的電位很小，故可忽略不計，因此，聯(lián)合剖面法的電場可視為一個不計，因此，聯(lián)合剖面法的電場可視為一個“點電源點電源”的電場。的電場。2、聯(lián)合剖面法、聯(lián)合剖面法 s 曲線特征分析曲線特征分析 討論直立低阻薄脈上聯(lián)合剖面法直立低阻薄脈上聯(lián)合剖面法s 曲線特征曲線特征：MNMNsjj0由圖可見：由圖可見： 在直立良導薄脈頂部上方，在直立良導薄脈頂部上方， sA與與sB相交，且交點相交，且交點s sB相交相交,交點右側交點右側 sAsB，此交點稱為聯(lián)合剖面法的，此交點稱為聯(lián)合剖面法的“正交點正交點”（或低阻交點

21、）；（或低阻交點）； sA與與sB相交相交曲線對稱，交點兩側，曲線對稱，交點兩側，兩條曲線明顯張開。兩條曲線明顯張開。2 sA，交點右側，交點右側sBA B 該裝置稱為該裝置稱為“復合對稱四極剖面法復合對稱四極剖面法”。 利用該裝置可以了解利用該裝置可以了解同一剖面上同一剖面上兩種深度范圍內(nèi)導電性兩種深度范圍內(nèi)導電性有差異的地質(zhì)體的分布情況有差異的地質(zhì)體的分布情況。 根據(jù)場的疊加原理，易證明對稱剖面法的根據(jù)場的疊加原理，易證明對稱剖面法的 為聯(lián)合剖面法為聯(lián)合剖面法兩個視電阻率（兩個視電阻率（ 和和 ）值的平均值，即：）值的平均值，即： )(21BsAsABsAsBsABs對稱剖面法與中間梯度法

22、都屬于對稱剖面法與中間梯度法都屬于兩個異性點電源的場兩個異性點電源的場，測量電極都為于剖面的中部，屬均勻場，測量電極都為于剖面的中部，屬均勻場，s 異常曲線的特點異常曲線的特點與中間梯度法類似。但與中間梯度法類似。但s曲線比中間梯度的曲線比中間梯度的s曲線復雜、生產(chǎn)曲線復雜、生產(chǎn)效率低些。效率低些。 因此，一般能用中間梯度法解決的問題，就不用對稱四極因此，一般能用中間梯度法解決的問題，就不用對稱四極剖面法。剖面法。 從場的特點場的特點看： 由圖可見：顯然低阻薄脈上的對稱剖面法由圖可見：顯然低阻薄脈上的對稱剖面法s異常不如聯(lián)合剖面異常不如聯(lián)合剖面法的異常反映明顯。法的異常反映明顯。因此，一般不用

23、對稱四極剖面法尋找低阻的因此，一般不用對稱四極剖面法尋找低阻的薄脈狀地質(zhì)體薄脈狀地質(zhì)體。在探測基巖起伏探測基巖起伏以及地下只有一個電性界面的背斜或向斜構背斜或向斜構造造時，往往在不同的地質(zhì)情況下得到類似類似的對稱四極剖面法s曲線。高阻向斜（基巖凹陷）高阻向斜（基巖凹陷）低阻背斜（基巖隆起）低阻背斜（基巖隆起）對稱剖面法的 s 曲線（1）判斷基巖相對覆蓋層是高阻還是低阻）判斷基巖相對覆蓋層是高阻還是低阻（2）根據(jù)大極距曲線形態(tài)勾畫基巖起伏）根據(jù)大極距曲線形態(tài)勾畫基巖起伏ABsBAsssBAsABs12211221|AB|=60m|AB|=30m2、對稱四極剖面法的實際應用、對稱四極剖面法的實際應

24、用 用用“對稱剖面法對稱剖面法”研究研究覆蓋層下的覆蓋層下的基巖起伏基巖起伏（向斜或背（向斜或背斜）和對水文、工程地質(zhì)提供有關斜）和對水文、工程地質(zhì)提供有關疏松層中電性不均勻體的疏松層中電性不均勻體的分布分布以及以及疏松層下的地質(zhì)構造疏松層下的地質(zhì)構造、劃分、劃分接觸帶、接觸帶、尋找尋找厚巖層厚巖層（礦體）（礦體）等。等。應用實例應用實例例1：用對稱四極剖面法尋找地下古河道 某古河道兩側以及下部巖石由砂粘土組成，電阻率較低。而古河床中充填的砂卵石則為高阻。第一節(jié)第一節(jié) 電阻率法電阻率法四、電測深法四、電測深法前述的前述的電剖面法電剖面法是在測量過程中保持是在測量過程中保持AB不變，使整個或不變

25、，使整個或部分裝置沿測線移動，逐點觀測，以了解某一深度范圍內(nèi)不同部分裝置沿測線移動，逐點觀測，以了解某一深度范圍內(nèi)不同電性體電性體沿水平方向沿水平方向的分布。的分布。而而電測深法電測深法是在是在同一點上同一點上逐次擴大供電電極距，使探測逐次擴大供電電極距，使探測深度逐漸增大，以此來得到觀測點處深度逐漸增大，以此來得到觀測點處沿垂直方向沿垂直方向上由淺到深的上由淺到深的s變化情況。變化情況。（一）電測深法概述（一）電測深法概述最佳電極距最佳電極距地下電流沿深度的分布規(guī)律地下電流沿深度的分布規(guī)律BMAMhjjjBMAhjhLIj)(2222/322)(hLLIjh2/hL 1、電測深法的原理、電測

26、深法的原理（1）什么是電測深法：）什么是電測深法：簡稱電測深，又名電阻率垂向測深電阻率垂向測深。是利用巖礦石的導電性差異為基礎，分析電性不同的巖層沿垂向分布沿垂向分布情況的一種電阻率方法。（2）特點：）特點：采用在同一測點上逐次擴大供電極距，使探測深度逐漸加大，從而得到觀測點處視電阻率s沿垂直方向沿垂直方向上的變化情況電測深法主要用于探測水平（或傾角不超過電測深法主要用于探測水平（或傾角不超過20）產(chǎn)狀的不同產(chǎn)狀的不同電性層的分布（如斷裂帶、含水破碎帶等）電性層的分布（如斷裂帶、含水破碎帶等）2、裝置形式及視電阻率公式、裝置形式及視電阻率公式OABMNIUkMNsMNANAMkk隨電極距的逐次

27、擴大而改變。通常采用對稱四級裝置AO=BO; MO=NO3、電測深曲線、電測深曲線視電阻率視電阻率s隨著供電極距（隨著供電極距（AB/2）變化的曲線，稱為電測深曲）變化的曲線，稱為電測深曲線。線。電測深曲線的特點：電測深曲線的特點：（1）每個電測深點均可以得到一條電測深曲線）每個電測深點均可以得到一條電測深曲線（2）該曲線通常以）該曲線通常以AB/2為橫坐標，以為橫坐標，以s為縱坐標，繪制在模為縱坐標，繪制在模數(shù)為數(shù)為6.25cm的雙對數(shù)坐標紙上。的雙對數(shù)坐標紙上。3、電測深曲線（二）電測深曲線的類型（二）電測深曲線的類型1、二層斷面的電測深曲線類型、二層斷面的電測深曲線類型（二）電測深曲線的

28、類型（二）電測深曲線的類型1、二層斷面的電測深曲線類型、二層斷面的電測深曲線類型水平二層斷面與二層電測深曲線水平二層斷面與二層電測深曲線 底層電阻率底層電阻率2的水平二層電測深曲線的水平二層電測深曲線 G型型D型型2、三層斷面的電測深曲線類型、三層斷面的電測深曲線類型H型型A型型K型型Q型型3、四層、四層水平水平斷面的電測深曲線類型斷面的電測深曲線類型H型型A型型K型型Q型型地電斷面的電性層很多（例如：大于三層）時，每增加一地電斷面的電性層很多（例如：大于三層）時，每增加一層，則表示電測深曲線類型的字母就增加一個。如層，則表示電測深曲線類型的字母就增加一個。如“五層五層”則用則用“三個字母三個

29、字母”來表示，例如：來表示，例如：HKH、HKQ等。等。更多的層則以此類推。當為更多的層則以此類推。當為n層時，則電測深曲線類型數(shù)為：層時，則電測深曲線類型數(shù)為：N=2n-1（如如n=4, N=8; n=5, N=16 )注意，只要地電斷面中底層的電阻率相當大（注意，只要地電斷面中底層的電阻率相當大（底底），），則電測深曲線尾部的漸近線總是與橫軸相交成則電測深曲線尾部的漸近線總是與橫軸相交成454、水平多層地電斷面的電測深曲線類型、水平多層地電斷面的電測深曲線類型 四層斷面就是在厚度為無限大的基底層四層斷面就是在厚度為無限大的基底層上面包含厚度有限的三個電性層。顯然，上面包含厚度有限的三個電性

30、層。顯然，在這種情況在這種情況 下，根據(jù)各層電阻率關系，下，根據(jù)各層電阻率關系，該斷面類型有八種：該斷面類型有八種： AAAA型型； AKAK型型； HAHA型型； HKHK型型； KQKQ型型； QQQQ型型； KHKH型型； QHQH型型。 不難看出，隨著斷面中層數(shù)不難看出，隨著斷面中層數(shù)n n的增加，斷的增加，斷面的類型數(shù)按面的類型數(shù)按 2 2成比例增加。成比例增加。 實際上，在建立所有電法勘查的理論基實際上，在建立所有電法勘查的理論基礎時，都利用上面描述的水平均勻層狀礎時，都利用上面描述的水平均勻層狀斷面模型。斷面模型。 但但 是，實際的大地地電斷面電阻率是，實際的大地地電斷面電阻率

31、的分布特點往往呈橫向的分布特點往往呈橫向( (水平水平) )不均勻性。不均勻性。把電阻率水把電阻率水 平分布不均勻的地電斷面模平分布不均勻的地電斷面模型分為兩種類型：二維模型和三維模型。型分為兩種類型：二維模型和三維模型。 大地電阻率是橫坐標大地電阻率是橫坐標x x和縱坐標和縱坐標z z 的函數(shù)，的函數(shù)，而與橫坐標而與橫坐標y y無關。無關。 實際上，在有限延伸地電構造的地區(qū)二實際上，在有限延伸地電構造的地區(qū)二維地電斷面是常遇到的。在此類地區(qū)，維地電斷面是常遇到的。在此類地區(qū)，在構造走向軸線方向上在構造走向軸線方向上( (我們使我們使y y軸與走軸與走向重合向重合) )巖石性質(zhì)變化不大，其主要

32、變化巖石性質(zhì)變化不大，其主要變化是發(fā)生在垂直走向是發(fā)生在垂直走向(x(x軸軸) )和深度和深度(z(z軸軸) ) 地電斷面的三維模型描述的是在電法勘地電斷面的三維模型描述的是在電法勘查工作中遇到的最普遍的地質(zhì)情況，無查工作中遇到的最普遍的地質(zhì)情況，無明顯走向的地明顯走向的地 質(zhì)體均屬此種模型。質(zhì)體均屬此種模型。 在此指出，三維構造上電磁資料解釋是最在此指出，三維構造上電磁資料解釋是最復雜同時又是目前電法勘查中復雜同時又是目前電法勘查中 研究的最研究的最少的問題之一。少的問題之一。 ( (二二) )視電阻率的概念及電阻率法的實質(zhì)視電阻率的概念及電阻率法的實質(zhì) 1 1、均勻大地電阻率的測定、均勻大

33、地電阻率的測定 在地表水平、地下半空間被導電性均勻、在地表水平、地下半空間被導電性均勻、各向同性的巖石所充滿的特定條件下，若各向同性的巖石所充滿的特定條件下，若通過地面通過地面 的點電流源的點電流源A(+)A(+)和和B(-)B(-)向地向地下供入電流強度下供入電流強度I I時，根據(jù)點源電場的時，根據(jù)點源電場的基本公式，很容易寫出地面任意兩點基本公式，很容易寫出地面任意兩點M M和和N N處的電位處的電位（三）電測深的工作方法及資料整理（三）電測深的工作方法及資料整理1、在實際工作中，、在實際工作中，AB逐漸增大，會使逐漸增大，會使M、N間的電位差逐漸間的電位差逐漸減小，為了取得可靠的電位差，

34、減小，為了取得可靠的電位差，MN也應按一定的比例關也應按一定的比例關系增大。系增大。2、電測深、電測深s曲線繪制在模數(shù)為曲線繪制在模數(shù)為6.25cm的雙對數(shù)坐標紙。橫坐的雙對數(shù)坐標紙。橫坐標為標為AB/2，縱坐標為，縱坐標為s3、井旁電測深曲線：從已知區(qū)推廣到未知區(qū)、井旁電測深曲線：從已知區(qū)推廣到未知區(qū)4、十字測深：了解地層橫向上的變化情況、十字測深：了解地層橫向上的變化情況 在模數(shù)為在模數(shù)為6.25cm的雙對數(shù)坐標紙上，以的雙對數(shù)坐標紙上，以AB/2為橫坐標、以為橫坐標、以s為為縱坐標，將同一測點上不同縱坐標，將同一測點上不同AB極距所對應的極距所對應的s標上并連成曲線，標上并連成曲線，就構

35、成了一條電測深實測曲線。見下圖。就構成了一條電測深實測曲線。見下圖。（四）電測深資料的解釋（四）電測深資料的解釋解釋分為：定性與定量解釋。1、定性解釋、定性解釋目的：通過定性解釋可以了解工作的區(qū)的地電斷面的類型及地電斷面的類型及變化情況變化情況。（1）單獨一條電測深曲線的解釋：）單獨一條電測深曲線的解釋：電性層的數(shù)目；各層電阻率的相對大?。还烙嫷谝粚雍偷讓拥碾娮杪手?。（2）面積性電測深資料的定性解釋）面積性電測深資料的定性解釋需要繪制各種圖件，以此來反映測區(qū)內(nèi)不同電性層的分布及變化情況，從而了解工區(qū)的地質(zhì)構造或電性層的形態(tài)。電測深法圖件分類：（1）視電阻率斷面圖視電阻率斷面圖（剖面和平面等值線

36、圖）（2）電測深曲線類型圖電測深曲線類型圖（分為剖面上和平面上）注意曲線類型的變化，一般反映了電性層的變化，如構造接觸帶、地層尖滅、基底起伏等。（3）等等AB/2視電阻率剖面圖視電阻率剖面圖（4）等等AB/2視電阻率平面等值線圖視電阻率平面等值線圖（5）縱向電導剖面圖縱向電導剖面圖（6）縱向電導平面等值線圖縱向電導平面等值線圖（7）不同極距不同極距s剖面圖剖面圖（相當于復合對稱四級電阻率法）電測深曲線類型圖視電阻率斷面等值線圖視電阻率斷面等值線圖AB / 2測深點AB / 2AB / 2以三層地電斷面為例，來闡明縱向電導的含義。以三層地電斷面為例，來闡明縱向電導的含義。設第一層的電阻率為1、厚

37、度為h1，第二層為2、h2，當?shù)谌龑与娮杪?3 時，則電流線分布下圖（a）所示。在測點附近取長、寬各為1米、厚度H=h1+ h2 的體積單元。見圖（b）。由于電流平行層面流動，故1層和2層呈并聯(lián)關系。21111RRR按照關系 知： SLR222111hRhR令22111,1,1RGRGRGG稱為總縱向電導，G1、G2分別為第一、二層的縱向電導，有：221121hhGGG同理，對于n 的n層地電斷面，有現(xiàn)在把第一層至第n-1層視為統(tǒng)一的電性層，其厚度為H，縱向電阻率為L，則有1111niiiniihGGLLniiniLiHhhG1111總縱向電導的實質(zhì)上表示的是電流水平地流過頂面為1m、高度為H

38、（m）的方柱體側面時，該柱體的電導。G的單位為 S（西門子），1S=1/（1/歐姆）。 由由 G=H/L式可見，若工區(qū)內(nèi)式可見，若工區(qū)內(nèi)L值基本穩(wěn)定，則值基本穩(wěn)定，則G與基底埋與基底埋深深H成正比成正比。AB / 211s521010GG 可根據(jù)各測深點的電測深曲線（見右圖）求得。由G值可繪出G剖面圖或G等值線平面圖。G值小，說明基底埋藏深度??；反之，說明基底埋藏深度大。從而可清楚地顯示出高阻基底的起伏情況。見下圖。縱向電導平面等值線圖縱向電導平面等值線圖2、定量解釋（1）量板法（2）計算機自動解釋法（3）圖解法（四）電測深資料的解釋（四）電測深資料的解釋用二層量板解釋二層電測深曲線用二層量板

39、解釋二層電測深曲線二層曲線的形狀決定于二層曲線的形狀決定于2/ 1 ，位置決，位置決定于第一層特征點（定于第一層特征點（h1, 1）。）。 用二層量板和三層量板解釋三層曲線用二層量板和三層量板解釋三層曲線（a）用二層量板解釋三層曲線首支；（）用二層量板解釋三層曲線首支；（b）用三層量板解釋曲線尾支）用三層量板解釋曲線尾支 應用條件： 地層應基本水平（地層傾角小于20）； 各層間有較明顯的電阻率差異； 地形起伏不大。（五）電測深法的應用（五）電測深法的應用第二節(jié)第二節(jié) 充電法和自然電場法充電法和自然電場法一、充電法一、充電法什么是充電法：什么是充電法：對地面上、坑道內(nèi)或者鉆孔中已經(jīng)揭露的對地面上

40、、坑道內(nèi)或者鉆孔中已經(jīng)揭露的良導體良導體直接充電，直接充電，以解決某些地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。以解決某些地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。充電法的提出：充電法的提出：詳查及勘探階段，詳查及勘探階段，良導性良導性地質(zhì)體地質(zhì)體有露頭但不知道其分布情況有露頭但不知道其分布情況，如礦體是否相連；礦體走向、產(chǎn)狀；盲礦；地下水流速、流向；如礦體是否相連；礦體走向、產(chǎn)狀；盲礦；地下水流速、流向；滑坡滑坡（一）充電法的基本原理（一）充電法的基本原理 對鉆井、坑道等人工揭露或對鉆井、坑道等人工揭露或天然露頭的良導體上接一供天然露頭的良導體上接一供電電極（電電極（A），另一供電電），另一供電電極（極（B）置于離充電

41、體很遠）置于離充電體很遠的地方（稱為無窮遠極），的地方（稱為無窮遠極），對充電體進行充電。進而查對充電體進行充電。進而查明充電體的明充電體的空間分布形態(tài)、空間分布形態(tài)、產(chǎn)狀及延伸產(chǎn)狀及延伸。1、理想條件下（即、理想條件下（即0 =0或或0 )，將不產(chǎn)生電位降，電位在將不產(chǎn)生電位降，電位在導體內(nèi)及表面處處相等，故導體為一個導體內(nèi)及表面處處相等，故導體為一個“等位體等位體”，其表面為，其表面為“等電位面等電位面”。v在充電體表面附近，電位面的形狀與充電體的形狀一致。遠離充電在充電體表面附近，電位面的形狀與充電體的形狀一致。遠離充電體，等位面趨于圓形。體，等位面趨于圓形。v電位電位V為對稱曲線；電位

42、梯度為對稱曲線；電位梯度V /X為反對稱曲線，即在充電體頂為反對稱曲線，即在充電體頂部中心，電位梯度為零，其正、負極值對應于充電體邊緣部分。部中心，電位梯度為零，其正、負極值對應于充電體邊緣部分。電位曲線的電位曲線的極大點極大點與電位梯度的與電位梯度的零零值點值點均向傾斜方向位移。電位曲線均向傾斜方向位移。電位曲線在傾斜一邊曲線平緩，在傾斜相反在傾斜一邊曲線平緩，在傾斜相反方向曲線較陡；電位梯度曲線在傾方向曲線較陡；電位梯度曲線在傾斜一邊曲線平緩，梯度絕對值??；斜一邊曲線平緩，梯度絕對值??；在傾斜相反方向曲線陡，梯度絕對在傾斜相反方向曲線陡，梯度絕對值大。值大。2、脈狀體傾斜、脈狀體傾斜時，電

43、位曲線電位曲線及及電位梯度電位梯度曲線曲線均不對稱3、自然界中，導體都不是等位體（即、自然界中，導體都不是等位體（即0 0），），對其充電后，對其充電后，充電體上各點的電位并非都相等。充電體上各點的電位并非都相等。（1）當充電點位于不等位體邊緣時，電位及電位梯度曲線都不對稱；）當充電點位于不等位體邊緣時，電位及電位梯度曲線都不對稱；（2）當充電點位于不等位體的中心時，電位及電位梯度曲線均成對稱分布）當充電點位于不等位體的中心時，電位及電位梯度曲線均成對稱分布（很難與等位體區(qū)分開來）（很難與等位體區(qū)分開來） 因此，在解釋中，必須充分考慮到：因此，在解釋中，必須充分考慮到： 充電導體自身的電阻率（

44、是否滿足理想導體的條件）充電導體自身的電阻率（是否滿足理想導體的條件） 充電體與圍巖電阻率差異（是否滿足充電體與圍巖電阻率差異（是否滿足0 圍圍 ）；）； 充電點的位置。充電點的位置。（二）充電法的裝備及工作方法（二）充電法的裝備及工作方法1、裝備裝備與電阻率法相同與電阻率法相同2、工作方法工作方法（1） 電位觀測法電位觀測法：N極置極置于距充電體足夠遠的某一固于距充電體足夠遠的某一固定基點上。定基點上。M極沿測線逐點極沿測線逐點移動，觀測各測點相對于固移動，觀測各測點相對于固定基點的電位差，即為該點定基點的電位差，即為該點的電位值）的電位值）V。（2）電位梯度觀測法電位梯度觀測法：MN置于同

45、一測線上，保持相對位置置于同一測線上，保持相對位置和間距不變，沿測線逐點移動，計算電位梯度和間距不變，沿測線逐點移動，計算電位梯度v /x = vMN /MN充電法電位梯度法觀測布置圖充電法電位梯度法觀測布置圖 將充電法的測量結果繪制成如下將充電法的測量結果繪制成如下圖件圖件：1、電位剖面圖、電位剖面圖2、電位剖面平面圖、電位剖面平面圖3、電位平面等值線圖、電位平面等值線圖4、電位梯度剖面圖、電位梯度剖面圖5、電位梯度剖面平面圖、電位梯度剖面平面圖6、電位梯度平面等值線圖。、電位梯度平面等值線圖。（三）充電法資料的解釋（三）充電法資料的解釋根據(jù)等電位線的根據(jù)等電位線的形狀及密集帶形狀及密集帶，

46、可判定充電體在地面上投影，可判定充電體在地面上投影的的形狀和走向，并初步圈定其邊界形狀和走向，并初步圈定其邊界；根據(jù)剖面電位曲線：剖面電位曲線：利用其極值點推斷充電體的利用其極值點推斷充電體的頂部位置；頂部位置；利用其拐點推斷充利用其拐點推斷充電體的電體的邊界位置；邊界位置；利用其對稱性推斷充電體的利用其對稱性推斷充電體的傾向。傾向。根據(jù)電位梯度曲線：電位梯度曲線：利用曲線零值點推斷充電體的利用曲線零值點推斷充電體的頂部位置；頂部位置；根據(jù)根據(jù)正、負極值正、負極值點的位置確定點的位置確定充電體的充電體的邊界位置；邊界位置；若梯度曲線不對稱，則若梯度曲線不對稱，則充電體向極值的絕對值小、且曲線緩

47、的一側傾斜。充電體向極值的絕對值小、且曲線緩的一側傾斜。（四）充電法的應用（四）充電法的應用1、應用的條件應用的條件 探測對象應為探測對象應為良導體良導體 探測對象至少有一點出露。探測對象至少有一點出露。 探測對象不能埋藏太深，且有一定的規(guī)模。探測對象不能埋藏太深，且有一定的規(guī)模。 圈定礦體的范圍及傾向；圈定礦體的范圍及傾向； 解決相鄰兩露頭的礦體在深部是否相連的問題；解決相鄰兩露頭的礦體在深部是否相連的問題； 在已知礦體附近找盲礦體；在已知礦體附近找盲礦體； 在追蹤地下金屬管線；在追蹤地下金屬管線；2、應用應用充電法應用實例：判斷礦體是否相連充電法應用實例：判斷礦體是否相連相鄰不相連導電礦脈

48、上的相鄰不相連導電礦脈上的電位梯度異常曲線電位梯度異常曲線兩個相鄰且相連導電礦脈上的兩個相鄰且相連導電礦脈上的電位梯度異常曲線電位梯度異常曲線充電法判斷相鄰兩露頭充電法判斷相鄰兩露頭礦體是否相連礦體是否相連充電法電位平面等值線充電法電位平面等值線圖判斷礦體傾向圖判斷礦體傾向硫化銅鎳礦體上充電法硫化銅鎳礦體上充電法第二節(jié)第二節(jié) 充電法和自然電場法充電法和自然電場法 二、自然電場法二、自然電場法自然條件下，無需向地下供電自然條件下，無需向地下供電，通過一定的裝置形式，地，通過一定的裝置形式，地面兩點間通常也能觀測到一定大小的電位差，這表明地下面兩點間通常也能觀測到一定大小的電位差，這表明地下存在存

49、在“天然電流場天然電流場”簡稱簡稱“自然電場自然電場”。自然電場法自然電場法通過研究通過研究自然電場自然電場在地面的分布規(guī)律來解在地面的分布規(guī)律來解決地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。決地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。常見的自然電場自然電場有兩類兩類：呈區(qū)域性分布的不穩(wěn)定的電場呈區(qū)域性分布的不穩(wěn)定的電場大地電磁場大地電磁場（與地殼表層構造有關）；（與地殼表層構造有關）；呈局部性分布的穩(wěn)定的電場（與地下某些金呈局部性分布的穩(wěn)定的電場（與地下某些金屬礦、非金屬礦或地下水運動有關）。屬礦、非金屬礦或地下水運動有關）。（一）自然電場的成因（一）自然電場的成因1、電子導體與圍巖溶液間的電化學作用、電子導體與圍巖溶

50、液間的電化學作用當電子導體與溶液接觸時，金屬上的負電荷吸引溶液中的正離子，使之分布于界面附近，形成雙電層。水溶液導體+-若導體和溶液都是均勻的，則雙電層不產(chǎn)生外電場。當導體或溶液不均勻不均勻時，雙電層呈不均勻分布，產(chǎn)生極極化化，并在導體內(nèi)、外產(chǎn)生電場，引起自然電流。（一）自然電場的成因（一）自然電場的成因1、電子導體與圍巖溶液間的電化學作用、電子導體與圍巖溶液間的電化學作用潛水面附近的良導體：潛水面上方的氧化環(huán)境潛水面附近的良導體：潛水面上方的氧化環(huán)境和潛水面下方的還原環(huán)境，使良導體處于極化和潛水面下方的還原環(huán)境，使良導體處于極化狀態(tài)，表面雙電層不均勻分布，形成自然電場狀態(tài)，表面雙電層不均勻分

51、布，形成自然電場（一）自然電場的成因（一）自然電場的成因2、巖石中地下水運移的電動效應（過濾電場）、巖石中地下水運移的電動效應（過濾電場）由于巖石顆粒對水溶液中負離子有由于巖石顆粒對水溶液中負離子有吸附作用吸附作用，巖石顆粒與溶液間形，巖石顆粒與溶液間形成雙電層。當?shù)叵滤呻p電層。當?shù)叵滤o止靜止時，整個系統(tǒng)呈電性平衡，不產(chǎn)生外電場。時，整個系統(tǒng)呈電性平衡，不產(chǎn)生外電場。地下水地下水流動流動時，帶走溶液中的部分時，帶走溶液中的部分正離子正離子，水流上游，水流上游有多余的有多余的“負負離子離子”，而在水流的下游，而在水流的下游有多余的有多余的“正離子正離子”，形成極化，從而形，形成極化，從而形成

52、自然電場成自然電場.。.。+-.。.。+-+ 裂隙滲透電場 上升泉電場 山地電場+-+-地下水補給河水 河水補給地下水V00000+VVVV-（一）自然電場的成因（一）自然電場的成因3、巖石中不同濃度溶液離子的擴散作用、巖石中不同濃度溶液離子的擴散作用低高+ +-Cl-Na+當兩種當兩種濃度不同濃度不同的溶液相互接觸時，會產(chǎn)生擴散現(xiàn)象。帶的溶液相互接觸時，會產(chǎn)生擴散現(xiàn)象。帶電離子由濃度高的溶液向濃度低的溶液里擴散。但正、負電離子由濃度高的溶液向濃度低的溶液里擴散。但正、負離子的離子的擴散速度不同擴散速度不同，使兩種不同離子濃度的溶液分界面，使兩種不同離子濃度的溶液分界面上分別含有過量的正離子或

53、負離子，形成電位差。這種由上分別含有過量的正離子或負離子，形成電位差。這種由擴散作用引起的自然電場稱為擴散電場。擴散作用引起的自然電場稱為擴散電場。（二）自然電場法的裝備及工作方法（二）自然電場法的裝備及工作方法 裝備特點：裝備特點： 工作方法：工作方法： 與充電法相同， “電位觀測法電位觀測法”和“電位梯度觀測電位梯度觀測法”。不需要電源和供電電極不需要電源和供電電極測量電極不用銅棒，而是測量電極不用銅棒，而是“不不極化電極極化電極” 。避免電極的極化作。避免電極的極化作用以及兩電極間自身產(chǎn)生的電位用以及兩電極間自身產(chǎn)生的電位差差將觀測結果繪制成電位剖面圖電位剖面圖、電位剖面平面圖電位剖面平

54、面圖、電位平電位平面等值線圖面等值線圖。電位法觀測自然電場的工作布置圖電位法觀測自然電場的工作布置圖（三）自然電場法資料解釋（三）自然電場法資料解釋其定性解釋方法與中間梯度曲線的解釋類似。其定性解釋方法與中間梯度曲線的解釋類似。自然電位曲線在礦體的頂部為自然電位曲線在礦體的頂部為負極小值負極小值。對于傾斜的板狀。對于傾斜的板狀體或脈狀體或傾斜極化等軸狀體，其自然電位曲線呈不對體或脈狀體或傾斜極化等軸狀體，其自然電位曲線呈不對稱，在導體傾斜方向或極化軸傾斜方向上曲線陡，且出現(xiàn)稱，在導體傾斜方向或極化軸傾斜方向上曲線陡，且出現(xiàn)很小的正值。很小的正值。+- -+ + +-1、尋找金屬硫化物礦床（銅礦

55、、黃鐵礦）、石墨和無煙煤；123456782、在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)方面的應用 確定地下水與河水間的補給關系 確定地下水的流向（過濾電場的方向與地下水流向有關） 確定水庫、堤壩的漏水點（位置） 尋找含水破碎帶或確定斷層位置（四）自然電場法的應用（四）自然電場法的應用我國黃河某段附近自然電場法實測結果我國黃河某段附近自然電場法實測結果“8”字形電位曲線字形電位曲線長軸方向指示了該長軸方向指示了該區(qū)地下水流的總方區(qū)地下水流的總方向為北東向。地下向為北東向。地下潛水補給黃河。潛水補給黃河。第三節(jié)第三節(jié) 激發(fā)極化法激發(fā)極化法什么是激發(fā)極化法？什么是激發(fā)極化法？激發(fā)極化法，簡稱激電法，是以地下巖、礦石在激

56、發(fā)極化法，簡稱激電法，是以地下巖、礦石在人工電場作人工電場作用下用下發(fā)生的發(fā)生的物理和電化學效應（激發(fā)極化效應）差異物理和電化學效應（激發(fā)極化效應）差異為基礎為基礎 的一種電法勘探方法。的一種電法勘探方法。激發(fā)極化分類：激發(fā)極化分類：（1）直流電）直流電直流（時間域）激發(fā)極化法直流（時間域）激發(fā)極化法（2）低頻交流電）低頻交流電交流（頻率域）激發(fā)極化法交流（頻率域）激發(fā)極化法與其它電法勘探方法相比：與其它電法勘探方法相比：激發(fā)極化法（激發(fā)極化法（IP）的優(yōu)點：）的優(yōu)點： 能尋找能尋找浸染狀礦體浸染狀礦體。 能區(qū)分能區(qū)分電子導體和離子導體產(chǎn)生的異常電子導體和離子導體產(chǎn)生的異常。 地形起伏不會產(chǎn)生

57、地形起伏不會產(chǎn)生假異常假異常。 激發(fā)極化法（激發(fā)極化法（IP）的缺點：）的缺點： 礦化（黃鐵礦化、石墨化的巖層）巖層產(chǎn)生強激電異常礦化（黃鐵礦化、石墨化的巖層）巖層產(chǎn)生強激電異常 電磁藕合干擾給交流激電法資料的解釋帶來困難。電磁藕合干擾給交流激電法資料的解釋帶來困難。ABMNEK巖礦石的激發(fā)極化現(xiàn)象巖礦石的激發(fā)極化現(xiàn)象供電時，地下電場隨時間增長的過程稱為供電時，地下電場隨時間增長的過程稱為充電過程充電過程，斷電后，電場隨時間衰減的過程稱為斷電后，電場隨時間衰減的過程稱為放電過程放電過程。這種在這種在充、放電充、放電過程中，由于電化學作用產(chǎn)生隨時間過程中，由于電化學作用產(chǎn)生隨時間變化的附加電場的

58、現(xiàn)象變化的附加電場的現(xiàn)象稱為稱為“激發(fā)極化效應激發(fā)極化效應”。一、激發(fā)極化法的理論基礎一、激發(fā)極化法的理論基礎（一）巖礦石激發(fā)極化效應的成因（一）巖礦石激發(fā)極化效應的成因 1、電子導體激發(fā)極化效應的成因、電子導體激發(fā)極化效應的成因（a） 導體表面為均勻雙電層，在周圍不形成電場；導體表面為均勻雙電層，在周圍不形成電場；（b）當有電流流過上述電子導體）當有電流流過上述電子導體溶液系統(tǒng)時，導體內(nèi)溶液系統(tǒng)時，導體內(nèi)部的電荷將重新分布，自然雙電層發(fā)生變化，導體部的電荷將重新分布，自然雙電層發(fā)生變化，導體受到極化作用，為受到極化作用，為充電過程充電過程 ；（c）斷去供電電流，為）斷去供電電流，為放電過程放

59、電過程（一）巖礦石激發(fā)極化效應的成因（一）巖礦石激發(fā)極化效應的成因 1、電子導體激發(fā)極化效應的成因、電子導體激發(fā)極化效應的成因在外電場作用下，“致致密塊狀密塊狀”的電子導體與溶液接觸時，其激發(fā)極化效應產(chǎn)生在導體與溶液的接觸面上接觸面上稱為“面極化面極化”；I-+ + + + + + + + + + +-對于“浸染狀”的電子導體或礦化巖石與溶液接觸時，其激發(fā)極化效應產(chǎn)生在每一個電子導體顆粒與溶液的接觸面接觸面上上稱為“體極化體極化”。I- -+ + + + + + + + + + + + + + +-盡管每個小顆粒與圍巖的接觸面很小，但它們的接觸面盡管每個小顆粒與圍巖的接觸面很小，但它們的接觸面

60、積的總和卻相當大。所以，盡管浸染狀礦體與圍巖的電積的總和卻相當大。所以，盡管浸染狀礦體與圍巖的電阻率差異很小，仍然可產(chǎn)生明顯的阻率差異很小，仍然可產(chǎn)生明顯的激發(fā)極化效應激發(fā)極化效應。（一）巖礦石激發(fā)極化效應的成因（一）巖礦石激發(fā)極化效應的成因 2、離子導體激發(fā)極化效應的成因、離子導體激發(fā)極化效應的成因“薄膜極化薄膜極化”假說假說（a）未加電場前的孔隙通道；）未加電場前的孔隙通道；（c）加電場后的孔隙通道）加電場后的孔隙通道1離子堆積帶，離子堆積帶，2離子不足帶離子不足帶薄膜極化電場薄膜極化電場(a)未加電場前的孔隙通道；未加電場前的孔隙通道；(b)加電場后的孔隙通道加電場后的孔隙通道1離子堆積