第四章_電法勘探

1、第第4章章 電法勘探電法勘探-1第一節(jié)第一節(jié) 電阻率法的理論基礎(chǔ)電阻率法的理論基礎(chǔ)電法勘探是以介質(zhì)的電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和電法勘探是以介質(zhì)的電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和分析天然及人工電場或電磁場的空間和時間分布規(guī)律來分析天然及人工電場或電磁場的空間和時間分布規(guī)律來查明研究對象的形態(tài)和性質(zhì)的一種地球物理方法。查明研究對象的形態(tài)和性質(zhì)的一種地球物理方法。電法勘探中已被利用的巖（礦）石的電學(xué)性質(zhì)有：電法勘探中已被利用的巖（礦）石的電學(xué)性質(zhì)有：1、巖（礦）石的導(dǎo)電性；、巖（礦）石的導(dǎo)電性；2、介電性；、介電性；3、極化特性；、極化特性；4、導(dǎo)磁性。、導(dǎo)磁性。1.按場源建立方式劃分：按場源建立方式劃分

2、：人工電場，天然電場；人工電場，天然電場；2.按觀測的空間劃分：按觀測的空間劃分：地面電法、航空電法、海洋電法、鉆孔或坑道電法。地面電法、航空電法、海洋電法、鉆孔或坑道電法。 3.按電磁場的時間特性，劃分為：按電磁場的時間特性，劃分為：直流電法、交流電法和瞬變或脈沖電法；直流電法、交流電法和瞬變或脈沖電法；4.按產(chǎn)生異常電磁場的原因分類：按產(chǎn)生異常電磁場的原因分類：傳導(dǎo)類電法：傳導(dǎo)類電法：電阻率剖面法、電阻率測深法、電阻率剖面法、電阻率測深法、 充電充電法、直流激發(fā)極化法等，測量的物理參數(shù)：電阻率或視極法、直流激發(fā)極化法等，測量的物理參數(shù)：電阻率或視極化率；化率；感應(yīng)類電法：感應(yīng)類電法：瞬變或

3、脈沖法、低頻電磁法、甚低頻瞬變或脈沖法、低頻電磁法、甚低頻法、無線電波透視法、探地雷達(dá)、磁大地電場法等，測量法、無線電波透視法、探地雷達(dá)、磁大地電場法等，測量的物理參數(shù)：電阻率、振幅、相位、頻率和虛實分量等。的物理參數(shù)：電阻率、振幅、相位、頻率和虛實分量等。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍電阻率法是以不同巖（礦）石之間導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，電阻率法是以不同巖（礦）石之間導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究人工電場的分布規(guī)律和特點，實現(xiàn)解決各通過觀測和研究人工電場的分布規(guī)律和特點，實現(xiàn)解決各類地質(zhì)問題的一類電法勘探方法。類地質(zhì)問題的一類電法勘探方法。金屬、非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)普查；金屬、非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)普查；大地構(gòu)造研究；大地

4、構(gòu)造研究；水文地質(zhì)及工程地質(zhì)調(diào)查；水文地質(zhì)及工程地質(zhì)調(diào)查；能源地質(zhì)勘測；能源地質(zhì)勘測；地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。式中：式中：L沿電流方向?qū)w的長度（單位為沿電流方向?qū)w的長度（單位為m）；）； S垂直于電流方向?qū)w的橫截面積（單位為垂直于電流方向?qū)w的橫截面積（單位為）；）； 導(dǎo)體的電阻率（單位為導(dǎo)體的電阻率（單位為m ）。）。 電阻率電阻率是表示巖（礦）石是表示巖（礦）石導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能的物理量。電阻率小表的物理量。電阻率小表示巖（礦）石導(dǎo)電性能好，電阻率大表示巖（礦）石導(dǎo)電示巖（礦）石導(dǎo)電性能好，電阻率大表示巖（礦）石導(dǎo)電性能差性能差 。1.巖（礦）石電阻率及其單位巖（礦）石電阻率及其單

5、位由物理學(xué)可知，電阻由物理學(xué)可知，電阻R是表征某一物體導(dǎo)電性能強(qiáng)弱是表征某一物體導(dǎo)電性能強(qiáng)弱的一個物理量。一段通電導(dǎo)體的電阻可用下式表示的一個物理量。一段通電導(dǎo)體的電阻可用下式表示SLLSR= =R式中：式中： L沿電流方向?qū)w的長度（單位為沿電流方向?qū)w的長度（單位為m）；）； S垂直于電流方向?qū)w的橫截面積（單位為垂直于電流方向?qū)w的橫截面積（單位為）；）； 導(dǎo)體的電阻率（單位為導(dǎo)體的電阻率（單位為m ）。）。比例系數(shù)比例系數(shù)僅表示不同物質(zhì)對電流的阻礙能力，它只與僅表示不同物質(zhì)對電流的阻礙能力，它只與導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)，我們稱它為導(dǎo)體的性質(zhì)有關(guān)，我們稱它為電阻率電阻率。某一物質(zhì)的電阻率，。某一

6、物質(zhì)的電阻率，在數(shù)值上等于該物質(zhì)組成的橫截面積為一平方米、長度為一在數(shù)值上等于該物質(zhì)組成的橫截面積為一平方米、長度為一米的導(dǎo)體所具有的電阻值。米的導(dǎo)體所具有的電阻值。在電法勘探中，電阻率的大小在電法勘探中，電阻率的大小表示巖石或礦石的導(dǎo)電的表示巖石或礦石的導(dǎo)電的難易程度。難易程度。礦物電阻率表礦物電阻率表 巖石電阻率表巖石電阻率表 礦物、巖石的導(dǎo)電性礦物、巖石的導(dǎo)電性大部分金屬硫化物、部分金屬氧化物及石墨屬于良導(dǎo)電大部分金屬硫化物、部分金屬氧化物及石墨屬于良導(dǎo)電性礦物，電阻率低，大部分重要的造巖礦物都呈現(xiàn)劣性礦物，電阻率低，大部分重要的造巖礦物都呈現(xiàn)劣導(dǎo)電導(dǎo)電性，電阻率很高；性，電阻率很高；巖

7、漿巖、變質(zhì)巖和化學(xué)沉積巖電阻率值均較高；沉積巖巖漿巖、變質(zhì)巖和化學(xué)沉積巖電阻率值均較高；沉積巖中的碎屑巖類電阻率值均較低。中的碎屑巖類電阻率值均較低。同類礦物、礦石和巖石的電阻率有一定的變化范圍。同類礦物、礦石和巖石的電阻率有一定的變化范圍。2.影響巖（礦）石電阻率變化的主要因素影響巖（礦）石電阻率變化的主要因素影響巖石和礦石電阻率的因素可劃分為兩類：影響巖石和礦石電阻率的因素可劃分為兩類：一類是對于金屬礦物它們是靠金屬礦物中的自由電子導(dǎo)一類是對于金屬礦物它們是靠金屬礦物中的自由電子導(dǎo)電的，稱為電的，稱為電子導(dǎo)體電子導(dǎo)體；另一類對于巖石，它們是靠其空隙中水溶液的離子導(dǎo)電另一類對于巖石，它們是靠

8、其空隙中水溶液的離子導(dǎo)電的，稱為的，稱為離子導(dǎo)體離子導(dǎo)體。(1)巖（礦）石電阻率與礦物成分的關(guān)系巖（礦）石電阻率與礦物成分的關(guān)系礦物是組成巖石的基本單位，每種巖石或礦石都是由許礦物是組成巖石的基本單位，每種巖石或礦石都是由許多種礦物組成的，而礦石中金屬礦物的含量往往較巖石要大多種礦物組成的，而礦石中金屬礦物的含量往往較巖石要大的多，這就是造成巖石與礦石間電阻率差異的根本原因。巖的多，這就是造成巖石與礦石間電阻率差異的根本原因。巖礦石中含導(dǎo)電礦物越多其電阻率越低。礦石中含導(dǎo)電礦物越多其電阻率越低。 致密塊狀致密塊狀 鋟侵染狀鋟侵染狀 片狀片狀 巖礦石結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性關(guān)系示意圖巖礦石結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性關(guān)系示

9、意圖(2)巖（礦）石電阻率與組成礦物結(jié)構(gòu)的關(guān)系巖（礦）石電阻率與組成礦物結(jié)構(gòu)的關(guān)系當(dāng)導(dǎo)電礦物呈致密塊狀或細(xì)脈相連時，則便于電流流通，當(dāng)導(dǎo)電礦物呈致密塊狀或細(xì)脈相連時，則便于電流流通，其電阻率就小，反之當(dāng)導(dǎo)電性礦物呈浸染狀分布時，由于導(dǎo)電其電阻率就小，反之當(dāng)導(dǎo)電性礦物呈浸染狀分布時，由于導(dǎo)電性礦物被不導(dǎo)電性礦物隔開，其電阻率就高。性礦物被不導(dǎo)電性礦物隔開，其電阻率就高。另外，當(dāng)導(dǎo)電性礦物呈細(xì)脈或片狀定向排列時，如電流方另外，當(dāng)導(dǎo)電性礦物呈細(xì)脈或片狀定向排列時，如電流方向平行細(xì)脈方向，電阻率則小，電流方向與細(xì)脈垂直時，電阻向平行細(xì)脈方向，電阻率則小，電流方向與細(xì)脈垂直時，電阻率則大。巖（礦）石電阻

10、率隨通電方向而變化的這種性質(zhì)，稱率則大。巖（礦）石電阻率隨通電方向而變化的這種性質(zhì)，稱為為導(dǎo)電介質(zhì)的導(dǎo)電介質(zhì)的“各向異性各向異性” ,如果巖（礦）石電阻率不隨通電如果巖（礦）石電阻率不隨通電方向變化而變化，則稱方向變化而變化，則稱“各向同性各向同性”。 (3)巖（礦）石電阻率與濕度及水溶液性質(zhì)的關(guān)系巖（礦）石電阻率與濕度及水溶液性質(zhì)的關(guān)系組成巖石的礦物都是造巖礦物，屬劣導(dǎo)電礦物，盡管組成巖石的礦物都是造巖礦物，屬劣導(dǎo)電礦物，盡管組成巖石的礦物電阻率很高，但是由于離子導(dǎo)電的結(jié)果還組成巖石的礦物電阻率很高，但是由于離子導(dǎo)電的結(jié)果還是能導(dǎo)電的，其導(dǎo)電程度的好壞隨巖石的濕度及空隙中含是能導(dǎo)電的，其導(dǎo)電

11、程度的好壞隨巖石的濕度及空隙中含鹽水溶液的濃度而變化。鹽水溶液的濃度而變化。巖石濕度及含鹽水溶液濃度越大，巖石濕度及含鹽水溶液濃度越大，電阻率越低。電阻率越低。(4)巖（礦）石電阻率與溫度、壓力的關(guān)系巖（礦）石電阻率與溫度、壓力的關(guān)系溫度升高時，一方面巖石中的水溶液的粘滯性減小，溫度升高時，一方面巖石中的水溶液的粘滯性減小，使溶液中離子的活動能力增強(qiáng)；另一方面又使溶液的溶解使溶液中離子的活動能力增強(qiáng)；另一方面又使溶液的溶解度增加，礦化度提高；所以巖石的電阻率通常隨溫度的升度增加，礦化度提高；所以巖石的電阻率通常隨溫度的升高而下降。高而下降。地下巖石在受力的過程中，隨著所受擠壓力的增加，地下巖石

12、在受力的過程中，隨著所受擠壓力的增加，巖石孔隙度變小，電阻率增大。在地下深處高溫高壓作用巖石孔隙度變小，電阻率增大。在地下深處高溫高壓作用下，巖石中結(jié)晶水脫出，電阻率會下降。下，巖石中結(jié)晶水脫出，電阻率會下降。 綜述綜述: :金屬礦產(chǎn)普查及勘探中，巖石中良導(dǎo)礦物的含量及結(jié)構(gòu)金屬礦產(chǎn)普查及勘探中，巖石中良導(dǎo)礦物的含量及結(jié)構(gòu)是主要影響因素。是主要影響因素。水文、工程地質(zhì)調(diào)查以及沉積區(qū)構(gòu)造普查及勘探中，巖水文、工程地質(zhì)調(diào)查以及沉積區(qū)構(gòu)造普查及勘探中，巖石的孔隙度，含水飽和度及礦化度等成了決定性因素。石的孔隙度，含水飽和度及礦化度等成了決定性因素。地?zé)嵫芯?、地震地質(zhì)及深部地質(zhì)構(gòu)造研究中，溫度和地地?zé)嵫?/p>

13、究、地震地質(zhì)及深部地質(zhì)構(gòu)造研究中，溫度和地應(yīng)力的變化卻是應(yīng)考慮的主要因素。應(yīng)力的變化卻是應(yīng)考慮的主要因素。正常電場：正常電場：地表水平、巖性均勻且各向同性介質(zhì)中測得的電場。地表水平、巖性均勻且各向同性介質(zhì)中測得的電場。均勻各向同性半空間電場：均勻各向同性半空間電場：因地面以上空氣是不導(dǎo)電的，這種電場僅存在于地下半因地面以上空氣是不導(dǎo)電的，這種電場僅存在于地下半空間。空間。點電源：點電源：供電電極供電電極A電極的入土深度相對于所研究點到電極的入土深度相對于所研究點到A極的距極的距離很小，另一電極離很小，另一電極B布置在很遠(yuǎn)的地方，使在布置在很遠(yuǎn)的地方，使在A極附近極附近 觀測電觀測電場時場時B極

14、所產(chǎn)生的電場可以忽略。極所產(chǎn)生的電場可以忽略。1. 一個點電源電場一個點電源電場一個點電源：一個點電源：電源的正極與供電電極電源的正極與供電電極A相連，相連，電流則經(jīng)電流則經(jīng)A（+I）點流入地下，并）點流入地下，并經(jīng)地下導(dǎo)電介質(zhì)到供電電極經(jīng)地下導(dǎo)電介質(zhì)到供電電極B（-I）而回到電源的而回到電源的負(fù)極，這樣就構(gòu)負(fù)極，這樣就構(gòu)成了一個成了一個 供電閉合回路。如供電閉合回路。如B（-I）距距A（+I）很遠(yuǎn)的位置處，就可認(rèn)）很遠(yuǎn)的位置處，就可認(rèn)為在為在A(+I）極附近的觀測區(qū)域內(nèi)，）極附近的觀測區(qū)域內(nèi)，B（-I）極產(chǎn)生的電場可）極產(chǎn)生的電場可以忽略，以忽略，在這種情況下就構(gòu)成了一個點電源在這種情況下就

15、構(gòu)成了一個點電源電場。電場。 一個點電源電場一個點電源電場虛線虛線電流線；實電流線；實線線等位線等位線電流密度是矢量，其方向為該點電流線的切線方向，在這電流密度是矢量，其方向為該點電流線的切線方向，在這里電流線的方向是沿半徑向外的。里電流線的方向是沿半徑向外的。 一個點電源電場一個點電源電場虛線電流線；實線等位線（1）電流密度）電流密度定義：定義：電流密度等于通過單位面積電流密度等于通過單位面積上的電流強(qiáng)度，用上的電流強(qiáng)度，用j表示。單位：表示。單位：/m2。地下半空間內(nèi)巖石的電阻率是均勻地下半空間內(nèi)巖石的電阻率是均勻各向同性，由各向同性，由A（+I）極流出的電流均）極流出的電流均勻的向四周輻

16、射，則在電場中距勻的向四周輻射，則在電場中距A（+I）為為r的任意點的任意點M點處的電流密度可用下點處的電流密度可用下式表示：式表示：j=I/(2r2)22 rIE 一個點電源電場一個點電源電場虛線虛線電流線；實電流線；實線線等位線等位線（2）電場強(qiáng)度）電場強(qiáng)度定義：定義：在電場中某一點處的在電場中某一點處的電場強(qiáng)度等于單位正電荷在那一電場強(qiáng)度等于單位正電荷在那一點處所受的電力。點處所受的電力。電場強(qiáng)度表達(dá)式：電場強(qiáng)度表達(dá)式：在電法勘在電法勘探中經(jīng)常用下式確定電場中某一探中經(jīng)常用下式確定電場中某一點處的場強(qiáng)。點處的場強(qiáng)。 微觀歐姆定律：微觀歐姆定律：電場強(qiáng)度等電場強(qiáng)度等于電流密度與介質(zhì)于電流密

17、度與介質(zhì) 電阻率的乘積，電阻率的乘積，其方向與電流密度方向相同，電其方向與電流密度方向相同，電場強(qiáng)度是矢量。場強(qiáng)度是矢量。 E= j（3）電位）電位電位：電位：表示將單位正電荷從無限遠(yuǎn)處移表示將單位正電荷從無限遠(yuǎn)處移至電場中某一點處，外力反抗電場力所做的至電場中某一點處，外力反抗電場力所做的功，它是標(biāo)量僅有大小而無方向。功，它是標(biāo)量僅有大小而無方向。在均勻各向同性介質(zhì)中，由點電源在均勻各向同性介質(zhì)中，由點電源A（+I）形成的電場在形成的電場在M點處的電位可用下式表示點處的電位可用下式表示式中：式中： UM點電位；點電位；E電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度。一個點電流源電位分布：一個點電流源電位分布：在地下半

18、空間在地下半空間中等位面為一系列中等位面為一系列以點源為中心的同心的以點源為中心的同心的半球面。在點源附近電位衰減較快，隨著遠(yuǎn)半球面。在點源附近電位衰減較快，隨著遠(yuǎn)離點源衰減變慢。離點源衰減變慢。j的方向與矢徑的方向與矢徑r的方向一的方向一致，處處致，處處與等位面正交。與等位面正交。rI2 一個點電源電場一個點電源電場虛線虛線電流線；電流線；實線實線等位線等位線rIEdrUM2兩個異性點電流源的電場兩個異性點電流源的電場（a）電場強(qiáng)度及電位曲線；）電場強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實線為等位線，虛線為電流線）實線為等位線，虛線為電流線2. 兩個點電源的電場兩個點電源的電場兩個點電源：兩個

19、點電源：當(dāng)?shù)孛嫔系膬蓚€供電電極相當(dāng)?shù)孛嫔系膬蓚€供電電極相距不是甚遠(yuǎn)時，則不能忽略一個距不是甚遠(yuǎn)時，則不能忽略一個電極的電場對另一個電極電場的電極的電場對另一個電極電場的影響。這時均勻各向同性半空間影響。這時均勻各向同性半空間的電場則是兩個點電源共同形成的電場則是兩個點電源共同形成的，即構(gòu)成了兩個點電源電場。的，即構(gòu)成了兩個點電源電場。兩個異性點電流源的電場兩個異性點電流源的電場（a）電場強(qiáng)度及電位曲線；）電場強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實線為等位線，虛線為電流線）實線為等位線，虛線為電流線2. 兩個點電源的電場兩個點電源的電場（1）電流密度）電流密度點電源點電源A（+I）及）及B（-I

20、）同時）同時供電時電流線分布情況。電場中任意供電時電流線分布情況。電場中任意點的電流密度點的電流密度j0AB為為j0A及及j0B的矢量的矢量和。和。a.靠近電極附近電流密度分布不靠近電極附近電流密度分布不均勻，變化很快。在均勻，變化很快。在AB連線中間地連線中間地段，尤其是段，尤其是1/3AB范圍內(nèi)，電流線相范圍內(nèi)，電流線相互平行、電流密度的方向亦近于水平?；テ叫?、電流密度的方向亦近于水平?？煽闯蔀榫鶆螂妶觥？煽闯蔀榫鶆螂妶?。b.靠近地表電流線密集，電流密度也靠近地表電流線密集，電流密度也大。隨著深度的增大電流線逐漸變稀，大。隨著深度的增大電流線逐漸變稀，電流密度則逐漸減小。電流密度則逐漸減小

21、。（2）電場強(qiáng)度）電場強(qiáng)度 E0AB= j0AB它表示為它表示為電阻率與電流密度的乘積。電阻率與電流密度的乘積。（3）電位）電位因為電位是個標(biāo)量，所以由因為電位是個標(biāo)量，所以由A(+I)及及B(-I)形成的電場中的某點形成的電場中的某點M處的電處的電位位UMAB ，應(yīng)為，應(yīng)為A(+I)及及B(-I)在在M點點處的電位處的電位UMA及及UMB的標(biāo)量和。的標(biāo)量和。 UMAB= 式中式中:AM、BM分別為分別為M點到點到A和和B極間的距離。極間的距離。2IBMAM11兩個異性點電流源的電場兩個異性點電流源的電場（a）電場強(qiáng)度及電位曲線；）電場強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實線為等位線，虛）實線

22、為等位線，虛線為電流線線為電流線兩個異性點電流源的電場兩個異性點電流源的電場（a）電場強(qiáng)度及電位曲線；）電場強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實線為等位線，虛）實線為等位線，虛線為電流線線為電流線2. 兩個點電源的電場兩個點電源的電場電位的分布規(guī)律：電位的分布規(guī)律：a.兩個點電源形成的等位面為兩個點電源形成的等位面為兩組偏心的半球面，電流線處處兩組偏心的半球面，電流線處處與等位面垂直，靠近電極處電位與等位面垂直，靠近電極處電位變化快，向著變化快，向著A極方向迅速增加，極方向迅速增加，而向著而向著B極方向電位則迅速下降。極方向電位則迅速下降。b.在在AB中段中段1/21/3區(qū)間內(nèi)電區(qū)間內(nèi)電位變

23、化較慢，并在位變化較慢，并在AB中間出現(xiàn)零中間出現(xiàn)零電位?？拷姌O處電位梯度大電位?？拷姌O處電位梯度大,電電場強(qiáng)度的絕對值也大。場強(qiáng)度的絕對值也大。AB中部電中部電位梯度變化小，場強(qiáng)值變化也小，位梯度變化小，場強(qiáng)值變化也小，電流線基本平行于地表，呈現(xiàn)均電流線基本平行于地表，呈現(xiàn)均勻場特點。勻場特點。均勻各向同性巖石電阻均勻各向同性巖石電阻率測定率測定 測量方法測量方法由由A(+I)及及B(-I)電極供電，電極供電，建立的人工電場，由電法儀器建立的人工電場，由電法儀器測出測出MN電極間的電位差及供電極間的電位差及供電回路電流電回路電流I，量取，量取AM、AN、BM、BN之間的距離，經(jīng)過計之間的

24、距離，經(jīng)過計算可求得被電場控制均勻巖石算可求得被電場控制均勻巖石的電阻率。的電阻率。BMAMIUABM112BNANIUABN112BNBMANAMIUABMN11112IUKABMN 電阻率的計算方法電阻率的計算方法K稱為裝置系數(shù)。稱為裝置系數(shù)。 BNBMANAMK11112對稱四極裝置圖對稱四極裝置圖 兩個點電源兩個點電源A(+I)及及B(-I)在在M和和N點處的電位為：點處的電位為： 又又 巖石的電阻率巖石的電阻率：兩個點電源電流密度隨深度的變化兩個點電源電流密度隨深度的變化在電極距一定的條件下，電流密度隨深度增大而減小，在電極距一定的條件下，電流密度隨深度增大而減小，在地面在地面AB中

25、點處電流密度則最大，勘探深度最大，但不會超中點處電流密度則最大，勘探深度最大，但不會超過過AB/2=L。決定電阻率法勘探深度的因素是供電極距的大小，影響決定電阻率法勘探深度的因素是供電極距的大小，影響勘探深度的主要因素是地電斷面電阻率的分布。勘探深度的主要因素是地電斷面電阻率的分布。能夠在地表產(chǎn)生可靠的異常的最大深度是所用電極距的能夠在地表產(chǎn)生可靠的異常的最大深度是所用電極距的勘探深度。影響深度是在該深度上，地質(zhì)體存在并對觀測結(jié)勘探深度。影響深度是在該深度上，地質(zhì)體存在并對觀測結(jié)果已有影響，即有異常，但該異常還不足以作為可靠異常。果已有影響，即有異常，但該異常還不足以作為可靠異常?？碧缴疃龋嚎?/p>

26、探深度：電阻率法的勘電阻率法的勘探深度取決于那個深度是否具探深度取決于那個深度是否具有一定的電流密度。電流密度有一定的電流密度。電流密度是隨深度的增大而減小的。是隨深度的增大而減小的。概念概念1.巖石的真電阻率巖石的真電阻率: 在地下電場控制的范圍內(nèi)僅存在一在地下電場控制的范圍內(nèi)僅存在一種巖石，并且它的導(dǎo)電情況是均勻各向同性時測得的，這種巖石，并且它的導(dǎo)電情況是均勻各向同性時測得的，這個電阻率就是個電阻率就是巖石的真電阻率巖石的真電阻率。2.視電阻率視電阻率: 在自然條件下，存在非理想的情況時，被在自然條件下，存在非理想的情況時，被電場明顯作用范圍內(nèi)的存在幾種不同的巖石，那么測得的電場明顯作用

27、范圍內(nèi)的存在幾種不同的巖石，那么測得的電阻率不是其中某一種巖石的電阻率或另一種巖石的電阻電阻率不是其中某一種巖石的電阻率或另一種巖石的電阻率而是電場作用范圍內(nèi)各種巖石電阻率綜合影響的結(jié)果，率而是電場作用范圍內(nèi)各種巖石電阻率綜合影響的結(jié)果，為了與真電阻率相區(qū)別，稱它為為了與真電阻率相區(qū)別，稱它為視電阻率，并以符號視電阻率，并以符號s來來表示表示。計算公式計算公式視電阻率的計算公式視電阻率的計算公式s =K所以，所以， s與與有本質(zhì)上的區(qū)別有本質(zhì)上的區(qū)別。影響視電阻率的因素：影響視電阻率的因素：1 電場作用范圍內(nèi)地電斷面本身的電阻率分布，如斷電場作用范圍內(nèi)地電斷面本身的電阻率分布，如斷面中各地層或

28、地質(zhì)體的電阻率，它們的形狀、規(guī)模、厚面中各地層或地質(zhì)體的電阻率，它們的形狀、規(guī)模、厚度、埋深等。度、埋深等。2 電極的排列形式、電極距的大小、電極排列與地質(zhì)電極的排列形式、電極距的大小、電極排列與地質(zhì)體之間的相對位置等。體之間的相對位置等。3 地形起伏。地形起伏。IUMNMNjj0oMNjj公式公式意義意義視電阻率視電阻率s的大小主要取決于的大小和地表巖性的大小主要取決于的大小和地表巖性電阻率有關(guān)。電阻率有關(guān)。 s =式中：式中：jMN，MN為電場中存在電性不均勻體時，在測為電場中存在電性不均勻體時，在測量電極量電極MN間實間實 際存在的電流密度及際存在的電流密度及MN間實際的電阻率值。間實際

29、的電阻率值。j0為均勻介質(zhì)下的電流密度。為均勻介質(zhì)下的電流密度。均勻介質(zhì)均勻介質(zhì)s曲線曲線1. 地下電阻率為地下電阻率為1的均勻介質(zhì)的均勻介質(zhì)如果觀測范圍是在如果觀測范圍是在1/3AB以內(nèi)，以內(nèi)，則在這個范圍內(nèi)電流線是相互平則在這個范圍內(nèi)電流線是相互平行的。即有電流密度行的。即有電流密度jMN= j0；MN=1，有，有s=1，即在均勻，即在均勻介質(zhì)中視電阻率就等于其真電阻介質(zhì)中視電阻率就等于其真電阻率。率。 高阻體的高阻體的s曲線曲線2. 在電阻率為在電阻率為1的介質(zhì)中存在的介質(zhì)中存在2的高阻體的高阻體因高阻體阻礙電流通過，因因高阻體阻礙電流通過，因此電流線被擠向低阻巖層中通過，此電流線被擠向

30、低阻巖層中通過，電流線向地面或地下彎曲再不能電流線向地面或地下彎曲再不能繼續(xù)保持其水平直線狀態(tài)。此時繼續(xù)保持其水平直線狀態(tài)。此時電場因高阻體的存在而產(chǎn)生了畸電場因高阻體的存在而產(chǎn)生了畸變。變。2）隨）隨MN向球體兩側(cè)移動，高阻體對電場的影響亦隨向球體兩側(cè)移動，高阻體對電場的影響亦隨之之減小，減小，s亦越來越小，當(dāng)亦越來越小，當(dāng)MN遠(yuǎn)離高阻體時，此時遠(yuǎn)離高阻體時，此時s=1。3）在高阻體上方）在高阻體上方s曲線具有極大值，遠(yuǎn)離高阻體曲線具有極大值，遠(yuǎn)離高阻體s值值逐漸減小到逐漸減小到1。2. 在電阻率為在電阻率為1的介質(zhì)中存在的介質(zhì)中存在2的高的高阻體阻體1）當(dāng)）當(dāng)MN位于高阻體上方時，位于高阻

31、體上方時，jMNjo但但MN是在是在1介質(zhì)中，故介質(zhì)中，故MN=1，則，則有有s1。即在高阻體上方。即在高阻體上方, 產(chǎn)生了視電產(chǎn)生了視電阻率異常。阻率異常。低阻體上低阻體上s曲線曲線 3.在電阻率為在電阻率為1的介質(zhì)中存在的介質(zhì)中存在3的低阻體的低阻體因低阻體吸引電流線，當(dāng)測因低阻體吸引電流線，當(dāng)測量電極量電極MN位于低阻體上方時，位于低阻體上方時，則有則有sj0，MN極仍在極仍在1介質(zhì)中，所以介質(zhì)中，所以MN=1，因此，因此sA1。c.電極裝置繼續(xù)向礦脈靠近處于點電極裝置繼續(xù)向礦脈靠近處于點3的位的位置，礦脈吸引電流線的作用較點置，礦脈吸引電流線的作用較點2更加強(qiáng)烈，更加強(qiáng)烈，SA仍大于仍

32、大于1且比點且比點2還大，這時還大，這時SA取得取得極大值。極大值。良導(dǎo)直立薄脈聯(lián)合良導(dǎo)直立薄脈聯(lián)合剖面曲線剖面曲線 （1）良導(dǎo)直立薄脈）良導(dǎo)直立薄脈s曲線分析及其特曲線分析及其特征征d.電極裝置于點電極裝置于點4位置時，位置時， A極發(fā)出極發(fā)出的電流線均被礦脈吸引，因此經(jīng)過的電流線均被礦脈吸引，因此經(jīng)過MN極的電流線將急劇的減少，所以極的電流線將急劇的減少，所以sA亦亦隨之減小，此時獲得隨之減小，此時獲得sA極小值。極小值。e.繼續(xù)向右移動電極裝置至點繼續(xù)向右移動電極裝置至點5位置位置時，時， MN間的電流密度間的電流密度jMN sB ，交點右側(cè)，交點右側(cè)sA sB 。我們稱這種交點為。我們

33、稱這種交點為低阻正低阻正交點交點。交點的電阻率。交點的電阻率s值低于或接近于值低于或接近于圍巖電阻率圍巖電阻率1。在用聯(lián)合剖面法找礦中就是在用聯(lián)合剖面法找礦中就是利用低利用低阻正交點的位置來確定良導(dǎo)脈及構(gòu)造破阻正交點的位置來確定良導(dǎo)脈及構(gòu)造破碎帶在地面上的投影位置碎帶在地面上的投影位置。高阻直立巖脈高阻直立巖脈s曲曲線線 利用交點性質(zhì)及電阻率的高低和利用交點性質(zhì)及電阻率的高低和sA 與與sB兩條曲線之間開闊兩條曲線之間開闊的程度可區(qū)別高阻巖脈與低阻巖脈。的程度可區(qū)別高阻巖脈與低阻巖脈。（2）高阻直立巖脈）高阻直立巖脈s曲線特征曲線特征高阻高阻直立脈曲線特點：直立脈曲線特點：1）sA及及sB兩條

34、曲線交點處的兩條曲線交點處的視電阻率值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其圍巖電阻率值，視電阻率值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其圍巖電阻率值，交點左側(cè)交點左側(cè)sAsB，我們稱這種交點為，我們稱這種交點為高阻反高阻反交點交點，交點的位置與高阻脈在地面上，交點的位置與高阻脈在地面上的投影位置相對應(yīng)。的投影位置相對應(yīng)。2）交點兩側(cè)）交點兩側(cè)sA及及sB曲線呈兩曲線呈兩翼閉攏狀態(tài)。翼閉攏狀態(tài)。低阻傾斜薄板上聯(lián)剖曲線低阻傾斜薄板上聯(lián)剖曲線h=5cm；L=80cm；=30（3）傾斜良導(dǎo)脈）傾斜良導(dǎo)脈s曲線特征曲線特征礦脈傾斜時礦脈傾斜時s曲線特點：曲線特點：1）sA和和sB兩條曲線不對稱。反傾兩條曲線不對稱。反傾向一側(cè)的電極供電時，向一側(cè)的電極供電時

35、， s曲線異常反映曲線異常反映明顯。明顯。2）低阻正交點位置相對于礦體頂部向）低阻正交點位置相對于礦體頂部向礦體傾斜的方向移動。礦體傾角越小、礦體傾斜的方向移動。礦體傾角越小、埋深越淺以及埋深越淺以及AO極距越大，曲線的不對極距越大，曲線的不對稱性及交點位移也越大。稱性及交點位移也越大。為了判斷礦體的傾斜方向，通常采為了判斷礦體的傾斜方向，通常采取大小兩種極距的聯(lián)合剖面測量，根據(jù)取大小兩種極距的聯(lián)合剖面測量，根據(jù)s曲線的不對稱性和交點位移情況判斷曲線的不對稱性和交點位移情況判斷礦體的傾斜方向礦體的傾斜方向直立巖層接觸面直立巖層接觸面s曲線曲線 浮土下直立巖層接觸面浮土下直立巖層接觸面s曲線曲線

36、 （4） 兩種直立巖層接觸面兩種直立巖層接觸面s曲線特征曲線特征在兩種直立巖層接觸面處（無浮在兩種直立巖層接觸面處（無浮土），土），sA及及sB曲線均出現(xiàn)了較大的跳曲線均出現(xiàn)了較大的跳躍。躍。 sA曲線變化情況較曲線變化情況較sB曲線更為曲線更為明顯。所以可用明顯。所以可用sA曲線極大值點確定巖曲線極大值點確定巖層接觸面位置。層接觸面位置。有浮土覆蓋時，由于良導(dǎo)性浮土的有浮土覆蓋時，由于良導(dǎo)性浮土的影響使巖層接觸面處影響使巖層接觸面處s曲線變化較平緩，曲線變化較平緩，兩種巖層接觸界面的位置與兩種巖層接觸界面的位置與sA曲線極大曲線極大值下降三分之一的地方相對應(yīng)值下降三分之一的地方相對應(yīng)，即與，

37、即與2/3sA極值點的橫坐標(biāo)位置相對應(yīng)。極值點的橫坐標(biāo)位置相對應(yīng)。 表土不均勻?qū)Ρ硗敛痪鶆驅(qū)曲線的影響曲線的影響 3.地形及表土不均勻?qū)β?lián)合剖面曲線的影響地形及表土不均勻?qū)β?lián)合剖面曲線的影響（1） 表土電阻率不均勻?qū)Ρ硗岭娮杪什痪鶆驅(qū)曲線的影響曲線的影響表土不均勻的影響表土不均勻的影響埋深較淺的局部低阻體及一個凸起的小山脊會引起埋深較淺的局部低阻體及一個凸起的小山脊會引起sA與與sB曲線同時下降。反之當(dāng)存在一個埋藏較淺的高曲線同時下降。反之當(dāng)存在一個埋藏較淺的高阻體及地面上存在一個小窄溝時，則會引起阻體及地面上存在一個小窄溝時，則會引起sA及及sB曲曲線同時升高。對于線同時升高。對于sA及

38、及sB曲線發(fā)生同時上下跳動現(xiàn)象曲線發(fā)生同時上下跳動現(xiàn)象，我們稱它為我們稱它為s曲線雙支同步跳躍。曲線雙支同步跳躍。 采用采用“比值法比值法”加以消除，方法如下：加以消除，方法如下：（1） 表土電阻率不均勻?qū)Ρ硗岭娮杪什痪鶆驅(qū)曲線的影響曲線的影響表土電阻率不均勻?qū)β?lián)合剖表土電阻率不均勻?qū)β?lián)合剖面面s曲線的影響及其消除曲線的影響及其消除（a）F與與F曲線；（曲線；（b）sA與與sB曲線曲線BsiAsiAiFAsiBsiBiF1）對各個測點的）對各個測點的sA與與sB值取其比值取其比值，分別計算出值，分別計算出FA和和FB。2）繪制）繪制F曲線剖面圖。曲線剖面圖。1測點測點1地形對地形對s曲線的影

39、響曲線的影響 （2）山脊山谷地形對）山脊山谷地形對s曲線的影響曲線的影響曲線特點：曲線特點：對應(yīng)山脊地形對應(yīng)山脊地形sA及及sB出現(xiàn)低阻反交出現(xiàn)低阻反交點；而在山谷地形上點；而在山谷地形上sA及及sB形成高阻正交點。形成高阻正交點。0地形實測改sss式中：式中：S實測是實測是s實測值；實測值；S曲線是純由地形引起的曲線是純由地形引起的s值；值；0是純介質(zhì)的電阻率值；是純介質(zhì)的電阻率值； S改改是消除了地形影響后的是消除了地形影響后的s值。值。地形影響的改正辦法：地形影響的改正辦法：最簡單的是最簡單的是“模型實驗校正模型實驗校正法法”，也稱為，也稱為“比較法比較法” 。把野外實際地形按比例縮小在

40、。把野外實際地形按比例縮小在土槽中，通過模型實驗得出純地形影響的視電阻率曲線。土槽中，通過模型實驗得出純地形影響的視電阻率曲線。校正后的數(shù)值是：校正后的數(shù)值是：4.聯(lián)合剖面法的應(yīng)用聯(lián)合剖面法的應(yīng)用（1）尋找金屬礦中的應(yīng)用）尋找金屬礦中的應(yīng)用某區(qū)內(nèi)出露巖層有大理巖及閃長巖兩種，在兩種巖某區(qū)內(nèi)出露巖層有大理巖及閃長巖兩種，在兩種巖石的接觸部位見有矽卡巖及黃鐵礦化，并有微量的黃銅石的接觸部位見有矽卡巖及黃鐵礦化，并有微量的黃銅礦。區(qū)內(nèi)均為浮土掩蓋，露頭很少。大理巖和閃長巖電礦。區(qū)內(nèi)均為浮土掩蓋，露頭很少。大理巖和閃長巖電阻率均比較高，為在本區(qū)利用聯(lián)合剖面法尋找接觸交代阻率均比較高，為在本區(qū)利用聯(lián)合剖

41、面法尋找接觸交代型銅礦創(chuàng)造了物理前提。型銅礦創(chuàng)造了物理前提。我國某銅礦床上聯(lián)合剖我國某銅礦床上聯(lián)合剖面曲線面曲線 （1） 尋找金屬礦中的應(yīng)用尋找金屬礦中的應(yīng)用圖為實測的聯(lián)合剖面曲線，圖為實測的聯(lián)合剖面曲線，由圖可見由圖可見sA與與sB曲線出現(xiàn)明顯曲線出現(xiàn)明顯的低阻正交點和曲線的不對稱。的低阻正交點和曲線的不對稱。根據(jù)曲線不對稱可知礦體是傾斜根據(jù)曲線不對稱可知礦體是傾斜的，其傾斜方向應(yīng)向的，其傾斜方向應(yīng)向sA與與sB的的極大值及極小值降低的一側(cè)傾斜。極大值及極小值降低的一側(cè)傾斜。因此推斷礦體向南西傾斜。后經(jīng)因此推斷礦體向南西傾斜。后經(jīng)鉆探證實，該異常為賦存于接觸鉆探證實，該異常為賦存于接觸帶附近

42、接觸交代型銅礦所引起。帶附近接觸交代型銅礦所引起。 某地破碎帶上聯(lián)合剖面曲線某地破碎帶上聯(lián)合剖面曲線1砂卵石；砂卵石；2流紋巖；流紋巖；3斷層斷層（2）尋找和追索破碎帶）尋找和追索破碎帶測線的方向沿橫慣河谷布置，采用的電極裝置為測線的方向沿橫慣河谷布置，采用的電極裝置為AO=20，MN=5m，從觀測結(jié)果可見在，從觀測結(jié)果可見在6號點處出現(xiàn)了低阻號點處出現(xiàn)了低阻正交點，推斷可能為破碎帶引起的，因為只有在裂隙中才正交點，推斷可能為破碎帶引起的，因為只有在裂隙中才含有水而呈低阻帶。經(jīng)坑探證明確有破碎裂隙，厚約含有水而呈低阻帶。經(jīng)坑探證明確有破碎裂隙，厚約1米。米。（2）尋找和追索破碎帶）尋找和追索破

43、碎帶為了追索破碎帶的走向，使用同樣的電極距在河谷下游距為了追索破碎帶的走向，使用同樣的電極距在河谷下游距前一剖面前一剖面30米處又布置了一條剖面，結(jié)果在米處又布置了一條剖面，結(jié)果在10號點附近又出現(xiàn)號點附近又出現(xiàn)了一低阻正交點，兩交點連線的方向即為破碎帶的走向。了一低阻正交點，兩交點連線的方向即為破碎帶的走向。該區(qū)河谷寬為該區(qū)河谷寬為200m，河谷內(nèi)地形平坦，大部分為砂卵石覆，河谷內(nèi)地形平坦，大部分為砂卵石覆蓋，在河谷兩側(cè)出露的巖石為白堊紀(jì)流紋巖。聯(lián)合剖面法的任蓋，在河谷兩側(cè)出露的巖石為白堊紀(jì)流紋巖。聯(lián)合剖面法的任務(wù)就是在流紋巖中尋找破碎帶。務(wù)就是在流紋巖中尋找破碎帶。 某地破碎帶上聯(lián)合剖面曲

44、線某地破碎帶上聯(lián)合剖面曲線1砂卵石；砂卵石；2流紋巖；流紋巖；3斷層斷層IUKMNABsMNANAMK對稱四極剖面法裝置對稱四極剖面法裝置形式形式1 對稱四極剖面法電極裝置形式對稱四極剖面法電極裝置形式（1）對稱四極裝置特點：）對稱四極裝置特點：A、M、N、B四個電極在測線四個電極在測線上排列成一直線，各電極均以測點上排列成一直線，各電極均以測點O為中心呈左右對稱布置，即為中心呈左右對稱布置，即AO=BO，MO=NO。保持個電極間的距離不變，整保持個電極間的距離不變，整個裝置沿測線一起移動進(jìn)行測量。個裝置沿測線一起移動進(jìn)行測量。 因此，所測的因此，所測的s值的變化反映值的變化反映了沿剖面方向一

45、定深度范圍內(nèi)巖石了沿剖面方向一定深度范圍內(nèi)巖石電阻率的變化情況。用下式計算視電阻率的變化情況。用下式計算視電阻率電阻率s ：ABA M N B 復(fù)合對稱四極剖面法裝置形式復(fù)合對稱四極剖面法裝置形式（2）復(fù)合對稱四極裝置特點：）復(fù)合對稱四極裝置特點：在對稱四極剖面法中采用兩種大小不同的供電電極距測在對稱四極剖面法中采用兩種大小不同的供電電極距測量構(gòu)成的復(fù)合對稱四極裝置。量構(gòu)成的復(fù)合對稱四極裝置。在每個測點上分別用大極距在每個測點上分別用大極距AB及小極距及小極距AB供電，與供電，與其對應(yīng)的則可測得其對應(yīng)的則可測得s AB及及 s AB ，這樣在一條測線上就可，這樣在一條測線上就可以有反映不同深度

46、情況的兩條以有反映不同深度情況的兩條s曲線。曲線。高阻基巖隆起的高阻基巖隆起的s曲線曲線 可見，視電阻率可見，視電阻率S曲曲線起伏情況，比較好的反線起伏情況，比較好的反映了基巖表面的起伏。映了基巖表面的起伏。 2.對稱四極剖面法對稱四極剖面法s曲線的分析曲線的分析 （1）良導(dǎo)覆蓋層下高阻基巖隆起）良導(dǎo)覆蓋層下高阻基巖隆起s曲線的分析曲線的分析 1號點遠(yuǎn)離基巖界面，號點遠(yuǎn)離基巖界面， jMN= j0，MN=1；測點位于測點位于2號點位置時，因基號點位置時，因基巖發(fā)生隆起其表面靠近地表，電巖發(fā)生隆起其表面靠近地表，電場則因高阻基巖向地表排斥電流場則因高阻基巖向地表排斥電流線而引起電流畸變，致使線而

47、引起電流畸變，致使jmn j0 ，則視電阻率則視電阻率S1；測點位于；測點位于3號號點處的情況與點處的情況與1號點相同。號點相同。 復(fù)合對稱四極復(fù)合對稱四極s曲線曲線（a）12古河道（基巖為低阻）古河道（基巖為低阻）復(fù)合對稱四極剖面法復(fù)合對稱四極剖面法是是采用兩種不同的供電電采用兩種不同的供電電極距、不同的探測深度而極距、不同的探測深度而得到的兩條得到的兩條s曲線，區(qū)分高曲線，區(qū)分高阻隆起或古河道的異常。阻隆起或古河道的異常。 2.對稱四極剖面法對稱四極剖面法s曲線的分析曲線的分析（2）復(fù)合對稱四極）復(fù)合對稱四極s曲線的分析曲線的分析 在基巖為高阻的隆起上，在基巖為高阻的隆起上，s AB曲線低

48、于曲線低于s AB ；在古；在古河道（基巖為低阻）上，河道（基巖為低阻）上， s AB曲線位于曲線位于s AB的上方。的上方。對稱四極剖面的等對稱四極剖面的等s平面圖平面圖 表示出了低阻閉合圈的位置，根據(jù)低阻閉合圈的范圍即可表示出了低阻閉合圈的位置，根據(jù)低阻閉合圈的范圍即可確定古生代基巖頂面洼地的位置。確定古生代基巖頂面洼地的位置。3.對稱四極剖面法的應(yīng)用對稱四極剖面法的應(yīng)用 （1） 確定浮土層下的基巖起伏確定浮土層下的基巖起伏實例實例1尋找沉積在基巖低洼處鋁尋找沉積在基巖低洼處鋁土礦。土礦?；鶐r洼地處沉積的鋁土礦電基巖洼地處沉積的鋁土礦電阻率最低，并在視電阻率平面阻率最低，并在視電阻率平面等

49、值線圖上明顯的等值線圖上明顯的巖溶區(qū)對稱四極剖巖溶區(qū)對稱四極剖面法面法剖面圖剖面圖1粘土；粘土；2灰?guī)r灰?guī)r (2) 確定浮土層下的基巖起伏確定浮土層下的基巖起伏實例實例2確定基巖起伏界面。確定基巖起伏界面。右圖是某地巖溶區(qū)對稱四極右圖是某地巖溶區(qū)對稱四極 剖面法剖面法S剖面圖，它清楚的反映剖面圖，它清楚的反映出灰?guī)r基底起伏情況?；?guī)r中的出灰?guī)r基底起伏情況。灰?guī)r中的巖溶漏斗因被低阻沉積物充填，巖溶漏斗因被低阻沉積物充填，所以所以S剖面曲線反映出的低阻部剖面曲線反映出的低阻部位恰與巖溶漏斗對應(yīng)。位恰與巖溶漏斗對應(yīng)。對稱四極剖面法的對稱四極剖面法的剖面平面圖剖面平面圖1頁巖；頁巖；2大理巖大理巖（2

50、）對稱四極剖面法在地質(zhì)填）對稱四極剖面法在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用圖中的應(yīng)用實例：實例：圖為某地尋找頁巖及大理巖圖為某地尋找頁巖及大理巖接觸界限的接觸界限的S剖面圖。剖面圖。當(dāng)測點由頁巖區(qū)進(jìn)入大理巖當(dāng)測點由頁巖區(qū)進(jìn)入大理巖地區(qū)時，地區(qū)時， S曲線發(fā)生躍變，而曲線發(fā)生躍變，而在頁巖及大理巖地區(qū)在頁巖及大理巖地區(qū)S曲線比較曲線比較平穩(wěn)，所以可以根據(jù)平穩(wěn)，所以可以根據(jù)S曲線躍變曲線躍變的特點劃出兩種巖層的接觸界面的特點劃出兩種巖層的接觸界面來。來。正確地確定工作任務(wù)是保證工作順利進(jìn)行和取得顯著正確地確定工作任務(wù)是保證工作順利進(jìn)行和取得顯著效果的重要環(huán)節(jié)。效果的重要環(huán)節(jié)。電阻率剖面法必須具備的地質(zhì)條件和地電阻

51、率剖面法必須具備的地質(zhì)條件和地球物理前提：球物理前提：1. 被探測的地質(zhì)體與圍巖的電阻率有較大的差異。被探測的地質(zhì)體與圍巖的電阻率有較大的差異。2. 被探測的地質(zhì)體相對于埋藏深度具有一定的規(guī)模。被探測的地質(zhì)體相對于埋藏深度具有一定的規(guī)模。3. 被探測的地質(zhì)體的異常應(yīng)能從各干擾體的異常背景中區(qū)被探測的地質(zhì)體的異常應(yīng)能從各干擾體的異常背景中區(qū)分顯示出來。分顯示出來。4. 浮土電阻率很低（如沼澤、稻田區(qū)），厚度又很大的地浮土電阻率很低（如沼澤、稻田區(qū)），厚度又很大的地區(qū)或地表接地電阻過大（如凍土層厚度大于區(qū)或地表接地電阻過大（如凍土層厚度大于12米及地表米及地表為礫巖掩蓋）的地區(qū)，不利于開展電阻率剖

52、面法工作。為礫巖掩蓋）的地區(qū)，不利于開展電阻率剖面法工作。測線的方向應(yīng)垂直被探測地質(zhì)體的主要走向。測線的方向應(yīng)垂直被探測地質(zhì)體的主要走向。如成礦如成礦受構(gòu)造控制，測線應(yīng)垂直構(gòu)造的走向；成礦受巖性的控制，受構(gòu)造控制，測線應(yīng)垂直構(gòu)造的走向；成礦受巖性的控制，則應(yīng)垂直巖層走向。當(dāng)發(fā)現(xiàn)的異常走向與測線交角小于則應(yīng)垂直巖層走向。當(dāng)發(fā)現(xiàn)的異常走向與測線交角小于90過多時，應(yīng)垂直異常走向布置補(bǔ)充工作。過多時，應(yīng)垂直異常走向布置補(bǔ)充工作。測網(wǎng)密度由被探測地質(zhì)體的大小、埋深和工作性質(zhì)來測網(wǎng)密度由被探測地質(zhì)體的大小、埋深和工作性質(zhì)來確定。確定。普查時，至少要有普查時，至少要有12條測線穿過異常，每條測線條測線穿過

53、異常，每條測線上至少有上至少有35個測點在異常區(qū)；詳查時，至少應(yīng)有個測點在異常區(qū)；詳查時，至少應(yīng)有35條條測線、測線、510點、線穿過異常。點、線穿過異常。1. 對稱四極剖面法極距的選擇對稱四極剖面法極距的選擇實際工作中常用的數(shù)據(jù)如下：實際工作中常用的數(shù)據(jù)如下：AB（46）HMN=（1/51/3）AB 其中其中H為礦頂埋深。為礦頂埋深。電剖面法通常取電剖面法通常取MN大小與點距相等或兩倍點距。大小與點距相等或兩倍點距。復(fù)合四極剖面中，大極距反映深部情況，一般是復(fù)合四極剖面中，大極距反映深部情況，一般是AB/2（35）H，（，（H是覆蓋層的平均厚度）；小極距反映淺部情是覆蓋層的平均厚度）；小極距

54、反映淺部情況，一般況，一般AB/2 （12）H。大極距與小極距兩者的比值。大極距與小極距兩者的比值在兩倍以上。在兩倍以上。2.聯(lián)合剖面法極距的選擇聯(lián)合剖面法極距的選擇選擇最合適的極距稱為最佳電極距：選擇最合適的極距稱為最佳電極距：AO3H（H為礦頂埋深）為礦頂埋深）對于薄板狀良導(dǎo)性礦體，最佳極距為：對于薄板狀良導(dǎo)性礦體，最佳極距為：AO=1/2（L+d）其中：）其中：L礦體沿走向的長度。礦體沿走向的長度。d礦脈向下延伸的長度。礦脈向下延伸的長度。鄰近有不均勻體時電極距的選擇：還應(yīng)使鄰近有不均勻體時電極距的選擇：還應(yīng)使AO1/2PP為礦體與不均勻體之間的距離。為礦體與不均勻體之間的距離。無窮遠(yuǎn)極

55、的選擇：一般取無窮遠(yuǎn)極的選擇：一般取OC（510）OA最大，最最大，最好沿垂直測線方向布置好沿垂直測線方向布置C（）極。）極。對測量電極對測量電極MN的選擇：的選擇：MN=（1/31/5）AO通常通常MN等于測點距。等于測點距。3.中間梯度法電極距的選擇中間梯度法電極距的選擇在保證觀測質(zhì)量可靠的前提下，供電電極距在保證觀測質(zhì)量可靠的前提下，供電電極距AB應(yīng)盡可能大。應(yīng)盡可能大。測量電極距選擇：測量電極距選擇：MN=（1/201/50）AB定義：定義：電阻率測深法簡稱電測深法，它是以地下巖（礦）電阻率測深法簡稱電測深法，它是以地下巖（礦）石的電性差異為基礎(chǔ)，人工建立地下穩(wěn)定直流電場或脈動電石的電

56、性差異為基礎(chǔ)，人工建立地下穩(wěn)定直流電場或脈動電場，通過逐次加大供電（或發(fā)送）與測量（或接收）電極極場，通過逐次加大供電（或發(fā)送）與測量（或接收）電極極距，觀測與研究同一測點下垂直方向不同深度范圍巖（礦）距，觀測與研究同一測點下垂直方向不同深度范圍巖（礦）層電阻率的變化規(guī)律，以查明礦產(chǎn)資源或解決與深度有關(guān)的層電阻率的變化規(guī)律，以查明礦產(chǎn)資源或解決與深度有關(guān)的各類地質(zhì)問題的一組直流電法勘探方法。各類地質(zhì)問題的一組直流電法勘探方法。電測深的主要特點：電測深的主要特點：電測深法適用于勘探在垂向上有明電測深法適用于勘探在垂向上有明顯電性差的水平的或緩傾斜（傾角小于顯電性差的水平的或緩傾斜（傾角小于20）

57、巖層厚度、埋）巖層厚度、埋藏深度等。藏深度等。工作方法：工作方法：保持測點保持測點O不動，仍以不動，仍以O(shè)點為中心，分別點為中心，分別向外對稱地移動向外對稱地移動A、B供電電極，之后測量供電電極，之后測量M、N兩點間的兩點間的電位差及供電回路中的電流。根據(jù)視電阻率公式計算出電位差及供電回路中的電流。根據(jù)視電阻率公式計算出S值。如此繼續(xù)擴(kuò)大值。如此繼續(xù)擴(kuò)大AB，就可以算出對應(yīng)于每個，就可以算出對應(yīng)于每個AB的的S 。然后然后以以AB/2為橫座標(biāo)為橫座標(biāo)，以以S為縱座標(biāo)繪出電測深曲線。為縱座標(biāo)繪出電測深曲線。電測深法的裝置類型：電測深法的裝置類型：對稱四極測深、三極測深及偶對稱四極測深、三極測深及

58、偶極測深，經(jīng)常被應(yīng)用的是極測深，經(jīng)常被應(yīng)用的是對稱四極測深法對稱四極測深法。MN電測深工作原理電測深工作原理 2.隨著隨著AB/2的距離逐漸增大，電流向下的穿透深度相應(yīng)增的距離逐漸增大，電流向下的穿透深度相應(yīng)增大。大。因因2 1 ，即第二層介質(zhì)對電流向上排斥，此時，即第二層介質(zhì)對電流向上排斥，此時 jMN j0 。所以所以s 1 ， S曲線隨曲線隨AB/2增大而升高（圖中增大而升高（圖中“2”點）。點）。3. AB/2h1時，第一層相對變薄，電場分布決定于第二層，所以時，第一層相對變薄，電場分布決定于第二層，所以s = 2。21二層地電斷面二層地電斷面S曲線的形曲線的形成過程：成過程：1. 當(dāng)

59、當(dāng)AB/2h1時，因供電電極距很小，時，因供電電極距很小，電流主要在分布在淺部的電流主要在分布在淺部的1介質(zhì)介質(zhì)中，此時中，此時jMN=j0，MN= 1，因，因此此s = 1 （圖中（圖中“1”點）。點）。電測深法的物理實質(zhì)：電測深法的物理實質(zhì)：我們知道我們知道勘探深度取決于供電電極距的大小勘探深度取決于供電電極距的大小，因此只，因此只要在同一測點上采取不斷地擴(kuò)大供電電極距要在同一測點上采取不斷地擴(kuò)大供電電極距AB的距離，即的距離，即會達(dá)到控制勘探深度的目的，籍以了解巖石電阻率隨深度會達(dá)到控制勘探深度的目的，籍以了解巖石電阻率隨深度的變化情況，這就是電測深法的基本出發(fā)點。的變化情況，這就是電測

60、深法的基本出發(fā)點。改變電極距的目的就是改變電場向下作用的空間范圍改變電極距的目的就是改變電場向下作用的空間范圍，從而達(dá)到對測點下面不同深度巖層研究的目的。這就是從而達(dá)到對測點下面不同深度巖層研究的目的。這就是電電測深法的物理實質(zhì)測深法的物理實質(zhì)。石 灰 巖黃土潛 水 面地質(zhì)斷面與地電地質(zhì)斷面與地電斷面的關(guān)系斷面的關(guān)系圖中從地質(zhì)角度來劃分就是二圖中從地質(zhì)角度來劃分就是二層，因潛水面上下的黃土濕度不同，層，因潛水面上下的黃土濕度不同，故地電斷面是三層。故地電斷面是三層。只有電性層與巖層相吻合時地只有電性層與巖層相吻合時地質(zhì)斷面才與地電斷面相一致。質(zhì)斷面才與地電斷面相一致。因此在電測深中需要經(jīng)常研究