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(guò)觀測(cè)和電法勘探是以介質(zhì)的電性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和分析天然及人工電場(chǎng)或電磁場(chǎng)的空間和時(shí)間分布規(guī)律來(lái)分析天然及人工電場(chǎng)或電磁場(chǎng)的空間和時(shí)間分布規(guī)律來(lái)查明研究對(duì)象的形態(tài)和性質(zhì)的一種地球物理方法。查明研究對(duì)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(chǎng)源建立方式劃分：按場(chǎng)源建立方式劃分

2、：人工電場(chǎng)，天然電場(chǎng)；人工電場(chǎng)，天然電場(chǎng)；2.按觀測(cè)的空間劃分：按觀測(cè)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(chǎng)的時(shí)間特性，劃分為：按電磁場(chǎng)的時(shí)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(chǎng)的原因分類(lèi)：按產(chǎn)生異常電磁場(chǎng)的原因分類(lèi)：傳導(dǎo)類(lèi)電法：傳導(dǎo)類(lèi)電法：電阻率剖面法、電阻率測(cè)深法、電阻率剖面法、電阻率測(cè)深法、 充電充電法、直流激發(fā)極化法等，測(cè)量的物理參數(shù)：電阻率或視極法、直流激發(fā)極化法等，測(cè)量的物理參數(shù)：電阻率或視極化率；化率；感應(yīng)類(lèi)電法：感應(yīng)類(lèi)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(wú)線電波透視法、探地雷達(dá)、磁大地電場(chǎng)法等，測(cè)量法、無(wú)線電波透視法、探地雷達(dá)、磁大地電場(chǎng)法等，測(cè)量的物理參數(shù)：電阻率、振幅、相位、頻率和虛實(shí)分量等。的物理參數(shù)：電阻率、振幅、相位、頻率和虛實(shí)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(guò)觀測(cè)和研究人工電場(chǎng)的分布規(guī)律和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)解決各通過(guò)觀測(cè)和研究人工電場(chǎng)的分布規(guī)律和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)解決各類(lèi)地質(zhì)問(wèn)題的一類(lèi)電法勘探方法。類(lèi)地質(zhì)問(wèn)題的一類(lèi)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(cè)；能源地質(zhì)勘測(cè)；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(zhǎng)度（單位為沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)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(gè)物理量。一段通電導(dǎo)體的電阻可用下式表示的一個(gè)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(zhǎng)度（單位為沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)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(duì)電流的阻礙能力，它只與僅表示不同物質(zhì)對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(lèi)電阻率值均較低。中的碎屑巖類(lèi)電阻率值均較低。同類(lèi)礦物、礦石和巖石的電阻率有一定的變化范圍。同類(lèi)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(lèi)：影響巖石和礦石電阻率的因素可劃分為兩類(lèi)：一類(lèi)是對(duì)于金屬礦物它們是靠金屬礦物中的自由電子導(dǎo)一類(lèi)是對(duì)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(lèi)對(duì)于巖石，它們是靠其空隙中水溶液的離子導(dǎo)電另一類(lèi)對(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，由于導(dǎo)電性礦物被不導(dǎo)電性礦物隔開(kāi)，其電阻率就高。性礦物被不導(dǎo)電性礦物隔開(kāi)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，一方面巖石中的水溶液的粘滯性減小，溫度升高時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(guò)程中，隨著所受擠壓力的增加，地下巖石

12、在受力的過(guò)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(huì)下降。下，巖石中結(jié)晶水脫出，電阻率會(huì)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(chǎng)：正常電場(chǎng)：地表水平、巖性均勻且各向同性介質(zhì)中測(cè)得的電場(chǎng)。地表水平、巖性均勻且各向同性介質(zhì)中測(cè)得的電場(chǎng)。均勻各向同性半空間電場(chǎng)：均勻各向同性半空間電場(chǎng)：因地面以上空氣是不導(dǎo)電的，這種電場(chǎng)僅存在于地下半因地面以上空氣是不導(dǎo)電的，這種電場(chǎng)僅存在于地下半空間?？臻g。點(diǎn)電源：點(diǎn)電源：供電電極供電電極A電極的入土深度相對(duì)于所研究點(diǎn)到電極的入土深度相對(duì)于所研究點(diǎn)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(cè)電觀測(cè)電場(chǎng)時(shí)場(chǎng)時(shí)B極

14、所產(chǎn)生的電場(chǎng)可以忽略。極所產(chǎn)生的電場(chǎng)可以忽略。1. 一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源：一個(gè)點(diǎn)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(diǎn)流入地下，并）點(diǎn)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(gè)成了一個(gè) 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(cè)區(qū)域內(nèi)，）極附近的觀測(cè)區(qū)域內(nèi)，B（-I）極產(chǎn)生的電場(chǎng)可）極產(chǎn)生的電場(chǎng)可以忽略，以忽略，在這種情況下就構(gòu)成了一個(gè)點(diǎn)電源在這種情況下就

15、構(gòu)成了一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)。電場(chǎng)。 一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)虛線虛線電流線；實(shí)電流線；實(shí)線線等位線等位線電流密度是矢量，其方向?yàn)樵擖c(diǎn)電流線的切線方向，在這電流密度是矢量，其方向?yàn)樵擖c(diǎn)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(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)虛線電流線；實(shí)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(guò)單位面積電流密度等于通過(guò)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(chǎng)中距勻的向四周輻射，則在電場(chǎng)中距A（+I）為為r的任意點(diǎn)的任意點(diǎn)M點(diǎn)處的電流密度可用下點(diǎn)處的電流密度可用下式表示：式表示：j=I/(2r2)22 rIE 一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)虛線虛線電流線；實(shí)電流線；實(shí)線線等位線等位線（2）電場(chǎng)強(qiáng)度）電場(chǎng)強(qiáng)度定義：定義：在電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的在電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于單位正電荷在那一電場(chǎng)強(qiáng)度等于單位正電荷在那一點(diǎn)處所受的電力。點(diǎn)處所受的電力。電場(chǎng)強(qiáng)度表達(dá)式：電場(chǎng)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(chǎng)中某一探中經(jīng)常用下式確定電場(chǎng)中某一點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。 微觀歐姆定律：微觀歐姆定律：電場(chǎng)強(qiáng)度等電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度是矢量。場(chǎng)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(wú)限遠(yuǎn)處移表示將單位正電荷從無(wú)限遠(yuǎn)處移至電場(chǎng)中某一點(diǎn)處，外力反抗電場(chǎng)力所做的至電場(chǎng)中某一點(diǎn)處，外力反抗電場(chǎng)力所做的功，它是標(biāo)量?jī)H有大小而無(wú)方向。功，它是標(biāo)量?jī)H有大小而無(wú)方向。在均勻各向同性介質(zhì)中，由點(diǎn)電源在均勻各向同性介質(zhì)中，由點(diǎn)電源A（+I）形成的電場(chǎng)在形成的電場(chǎng)在M點(diǎn)處的電位可用下式表示點(diǎn)處的電位可用下式表示式中：式中： UM點(diǎn)電位；點(diǎn)電位；E電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度。一個(gè)點(diǎn)電流源電位分布：一個(gè)點(diǎn)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(diǎn)源為中心的同心的以點(diǎn)源為中心的同心的半球面。在點(diǎn)源附近電位衰減較快，隨著遠(yuǎn)半球面。在點(diǎn)源附近電位衰減較快，隨著遠(yuǎn)離點(diǎn)源衰減變慢。離點(diǎn)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(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源電場(chǎng)虛線虛線電流線；電流線；實(shí)線實(shí)線等位線等位線rIEdrUM2兩個(gè)異性點(diǎn)電流源的電場(chǎng)兩個(gè)異性點(diǎn)電流源的電場(chǎng)（a）電場(chǎng)強(qiáng)度及電位曲線；）電場(chǎng)強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實(shí)線為等位線，虛線為電流線）實(shí)線為等位線，虛線為電流線2. 兩個(gè)點(diǎn)電源的電場(chǎng)兩個(gè)點(diǎn)電源的電場(chǎng)兩個(gè)點(diǎn)電源：兩個(gè)

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

20、）同時(shí)）同時(shí)供電時(shí)電流線分布情況。電場(chǎng)中任意供電時(shí)電流線分布情況。電場(chǎng)中任意點(diǎn)的電流密度點(diǎn)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?；テ叫小㈦娏髅芏鹊姆较蛞嘟谒??？煽闯蔀榫鶆螂妶?chǎng)?？煽闯蔀榫鶆螂妶?chǎng)。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(chǎng)強(qiáng)度）電場(chǎng)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?yàn)殡娢皇莻€(gè)標(biāo)量，所以由因?yàn)殡娢皇莻€(gè)標(biāo)量，所以由A(+I)及及B(-I)形成的電場(chǎng)中的某點(diǎn)形成的電場(chǎng)中的某點(diǎn)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(diǎn)點(diǎn)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(diǎn)到點(diǎn)到A和和B極間的距離。極間的距離。2IBMAM11兩個(gè)異性點(diǎn)電流源的電場(chǎng)兩個(gè)異性點(diǎn)電流源的電場(chǎng)（a）電場(chǎng)強(qiáng)度及電位曲線；）電場(chǎng)強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實(shí)線為等位線，虛）實(shí)線

22、為等位線，虛線為電流線線為電流線兩個(gè)異性點(diǎn)電流源的電場(chǎng)兩個(gè)異性點(diǎn)電流源的電場(chǎng)（a）電場(chǎng)強(qiáng)度及電位曲線；）電場(chǎng)強(qiáng)度及電位曲線；（b）和（）和（c）實(shí)線為等位線，虛）實(shí)線為等位線，虛線為電流線線為電流線2. 兩個(gè)點(diǎn)電源的電場(chǎng)兩個(gè)點(diǎn)電源的電場(chǎng)電位的分布規(guī)律：電位的分布規(guī)律：a.兩個(gè)點(diǎn)電源形成的等位面為兩個(gè)點(diǎn)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(niǎo)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。靠近電極處電位梯度大電位。靠近電極處電位梯度大,電電場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值也大。場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)值也大。AB中部電中部電位梯度變化小，場(chǎng)強(qiáng)值變化也小，位梯度變化小，場(chǎng)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(chǎng)特點(diǎn)。勻場(chǎng)特點(diǎn)。均勻各向同性巖石電阻均勻各向同性巖石電阻率測(cè)定率測(cè)定 測(cè)量方法測(cè)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(chǎng)，由電法儀器建立的人工電場(chǎng)，由電法儀器測(cè)出測(cè)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(guò)計(jì)之間的

24、距離，經(jīng)過(guò)計(jì)算可求得被電場(chǎng)控制均勻巖石算可求得被電場(chǎng)控制均勻巖石的電阻率。的電阻率。BMAMIUABM112BNANIUABN112BNBMANAMIUABMN11112IUKABMN 電阻率的計(jì)算方法電阻率的計(jì)算方法K稱為裝置系數(shù)。稱為裝置系數(shù)。 BNBMANAMK11112對(duì)稱四極裝置圖對(duì)稱四極裝置圖 兩個(gè)點(diǎn)電源兩個(gè)點(diǎn)電源A(+I)及及B(-I)在在M和和N點(diǎn)處的電位為：點(diǎn)處的電位為： 又又 巖石的電阻率巖石的電阻率：兩個(gè)點(diǎn)電源電流密度隨深度的變化兩個(gè)點(diǎn)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(diǎn)處電流密度則最大，勘探深度最大，但不會(huì)超中點(diǎn)處電流密度則最大，勘探深度最大，但不會(huì)超過(guò)過(guò)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?？碧缴疃鹊闹饕蛩厥堑仉姅嗝骐娮杪实姆植肌Ｄ軌蛟诘乇懋a(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(duì)觀測(cè)結(jié)勘探深度。影響深度是在該深度上，地質(zhì)體存在并對(duì)觀測(cè)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。勘探深度：勘

26、探深度：電阻率法的勘電阻率法的勘探深度取決于那個(gè)深度是否具探深度取決于那個(gè)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(chǎng)控制的范圍內(nèi)僅存在一在地下電場(chǎng)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(shí)測(cè)得的，這種巖石，并且它的導(dǎo)電情況是均勻各向同性時(shí)測(cè)得的，這個(gè)電阻率就是個(gè)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(shí)，被在自然條件下，存在非理想的情況時(shí)，被電場(chǎng)明顯作用范圍內(nèi)的存在幾種不同的巖石，那么測(cè)得的電場(chǎng)明顯作用

27、范圍內(nèi)的存在幾種不同的巖石，那么測(cè)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(chǎng)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(chǎng)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(hào)視電阻率，并以符號(hào)s來(lái)來(lái)表示表示。計(jì)算公式計(jì)算公式視電阻率的計(jì)算公式視電阻率的計(jì)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(chǎng)作用范圍內(nèi)地電斷面本身的電阻率分布，如斷電場(chǎng)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(duì)位置等。體之間的相對(duì)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(chǎng)中存在電性不均勻體時(shí)，在測(cè)為電場(chǎng)中存在電性不均勻體時(shí)，在測(cè)量電極量電極MN間實(shí)間實(shí) 際存在的電流密度及際存在的電流密度及MN間實(shí)際的電阻率值。間實(shí)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(cè)范圍是在如果觀測(cè)范圍是在1/3AB以內(nèi)，以內(nèi)，則在這個(gè)范圍內(nèi)電流線是相互平則在這個(gè)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(guò)，因因高阻體阻礙電流通過(guò)，因此電流線被擠向低阻巖層中通過(guò)，此電流線被擠向

30、低阻巖層中通過(guò)，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(shí)繼續(xù)保持其水平直線狀態(tài)。此時(shí)電場(chǎng)因高阻體的存在而產(chǎn)生了畸電場(chǎng)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(dòng)，高阻體對(duì)電場(chǎng)的影響亦隨向球體兩側(cè)移動(dòng)，高阻體對(duì)電場(chǎng)的影響亦隨之之減小，減小，s亦越來(lái)越小，當(dāng)亦越來(lái)越小，當(dāng)MN遠(yuǎn)離高阻體時(shí)，此時(shí)遠(yuǎn)離高阻體時(shí)，此時(shí)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(shí)，位于高阻

31、體上方時(shí)，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(cè)因低阻體吸引電流線，當(dāng)測(cè)量電極量電極MN位于低阻體上方時(shí)，位于低阻體上方時(shí)，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(diǎn)電極裝置繼續(xù)向礦脈靠近處于點(diǎn)3的位的位置，礦脈吸引電流線的作用較點(diǎn)置，礦脈吸引電流線的作用較點(diǎn)2更加強(qiáng)烈，更加強(qiáng)烈，SA仍大于仍

32、大于1且比點(diǎn)且比點(diǎn)2還大，這時(shí)還大，這時(shí)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(diǎn)電極裝置于點(diǎn)4位置時(shí)，位置時(shí)， A極發(fā)出極發(fā)出的電流線均被礦脈吸引，因此經(jīng)過(guò)的電流線均被礦脈吸引，因此經(jīng)過(guò)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(shí)獲得隨之減小，此時(shí)獲得sA極小值。極小值。e.繼續(xù)向右移動(dòng)電極裝置至點(diǎn)繼續(xù)向右移動(dòng)電極裝置至點(diǎn)5位置位置時(shí)，時(shí)， MN間的電流密度間的電流密度jMN sB ，交點(diǎn)右側(cè)，交點(diǎn)右側(cè)sA sB 。我們稱這種交點(diǎn)為。我們

33、稱這種交點(diǎn)為低阻正低阻正交點(diǎn)交點(diǎn)。交點(diǎn)的電阻率。交點(diǎn)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(diǎn)的位置來(lái)確定良導(dǎo)脈及構(gòu)造破阻正交點(diǎn)的位置來(lái)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(diǎn)性質(zhì)及電阻率的高低和利用交點(diǎn)性質(zhì)及電阻率的高低和sA 與與sB兩條曲線之間開(kāi)闊兩條曲線之間開(kāi)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(diǎn)：直立脈曲線特點(diǎn)：1）sA及及sB兩條

34、曲線交點(diǎn)處的兩條曲線交點(diǎn)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(diǎn)左側(cè)交點(diǎn)左側(cè)sAsB，我們稱這種交點(diǎn)為，我們稱這種交點(diǎn)為高阻反高阻反交點(diǎn)交點(diǎn)，交點(diǎn)的位置與高阻脈在地面上，交點(diǎn)的位置與高阻脈在地面上的投影位置相對(duì)應(yīng)。的投影位置相對(duì)應(yīng)。2）交點(diǎn)兩側(cè)）交點(diǎn)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(shí)礦脈傾斜時(shí)s曲線特點(diǎn)：曲線特點(diǎn)：1）sA和和sB兩條曲線不對(duì)稱。反傾兩條曲線不對(duì)稱。反傾向一側(cè)的電極供電時(shí)，向一側(cè)的電極供電時(shí)

35、， s曲線異常反映曲線異常反映明顯。明顯。2）低阻正交點(diǎn)位置相對(duì)于礦體頂部向）低阻正交點(diǎn)位置相對(duì)于礦體頂部向礦體傾斜的方向移動(dòng)。礦體傾角越小、礦體傾斜的方向移動(dòng)。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(duì)極距越大，曲線的不對(duì)稱性及交點(diǎn)位移也越大。稱性及交點(diǎn)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(cè)量，根據(jù)取大小兩種極距的聯(lián)合剖面測(cè)量，根據(jù)s曲線的不對(duì)稱性和交點(diǎn)位移情況判斷曲線的不對(duì)稱性和交點(diǎn)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(wú)浮在兩種直立巖層接觸面處（無(wú)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(diǎn)確定巖曲線極大值點(diǎn)確定巖層接觸面位置。層接觸面位置。有浮土覆蓋時(shí)，由于良導(dǎo)性浮土的有浮土覆蓋時(shí)，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(duì)應(yīng)值下降三分之一的地方相對(duì)應(yīng)，即與，

37、即與2/3sA極值點(diǎn)的橫坐標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)。極值點(diǎn)的橫坐標(biāo)位置相對(duì)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(gè)凸起的小山脊會(huì)引起埋深較淺的局部低阻體及一個(gè)凸起的小山脊會(huì)引起sA與與sB曲線同時(shí)下降。反之當(dāng)存在一個(gè)埋藏較淺的高曲線同時(shí)下降。反之當(dāng)存在一個(gè)埋藏較淺的高阻體及地面上存在一個(gè)小窄溝時(shí)，則會(huì)引起阻體及地面上存在一個(gè)小窄溝時(shí)，則會(huì)引起sA及及sB曲曲線同時(shí)升高。對(duì)于線同時(shí)升高。對(duì)于sA及

38、及sB曲線發(fā)生同時(shí)上下跳動(dòng)現(xiàn)象曲線發(fā)生同時(shí)上下跳動(dòng)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(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的）對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的sA與與sB值取其比值取其比值，分別計(jì)算出值，分別計(jì)算出FA和和FB。2）繪制）繪制F曲線剖面圖。曲線剖面圖。1測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)1地形對(duì)地形對(duì)s曲線的影

39、響曲線的影響 （2）山脊山谷地形對(duì)）山脊山谷地形對(duì)s曲線的影響曲線的影響曲線特點(diǎn)：曲線特點(diǎn)：對(duì)應(yīng)山脊地形對(duì)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(diǎn)；而在山谷地形上點(diǎn)；而在山谷地形上sA及及sB形成高阻正交點(diǎn)。形成高阻正交點(diǎn)。0地形實(shí)測(cè)改sss式中：式中：S實(shí)測(cè)是實(shí)測(cè)是s實(shí)測(cè)值；實(shí)測(cè)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(jiǎn)單的是最簡(jiǎn)單的是“模型實(shí)驗(yàn)校正模型實(shí)驗(yàn)校正法法”，也稱為，也稱為“比較法比較法” 。把野外實(shí)際地形按比例縮小在

40、。把野外實(shí)際地形按比例縮小在土槽中，通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)得出純地形影響的視電阻率曲線。土槽中，通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)巖兩種，在兩種巖某區(qū)內(nèi)出露巖層有大理巖及閃長(zhǎng)巖兩種，在兩種巖石的接觸部位見(jiàn)有矽卡巖及黃鐵礦化，并有微量的黃銅石的接觸部位見(jiàn)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(zhǎng)巖電礦。區(qū)內(nèi)均為浮土掩蓋，露頭很少。大理巖和閃長(zhǎng)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(guó)某銅礦床上聯(lián)合剖我國(guó)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(shí)測(cè)的聯(lián)合剖面曲線，圖為實(shí)測(cè)的聯(lián)合剖面曲線，由圖可見(jiàn)由圖可見(jiàn)sA與與sB曲線出現(xiàn)明顯曲線出現(xiàn)明顯的低阻正交點(diǎn)和曲線的不對(duì)稱。的低阻正交點(diǎn)和曲線的不對(duì)稱。根據(jù)曲線不對(duì)稱可知礦體是傾斜根據(jù)曲線不對(duì)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(shí)，該異常為賦存于接觸鉆探證實(shí)，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(cè)線的方向沿橫慣河谷布置，采用的電極裝置為測(cè)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(cè)結(jié)果可見(jiàn)在，從觀測(cè)結(jié)果可見(jiàn)在6號(hào)點(diǎn)處出現(xiàn)了低阻號(hào)點(diǎn)處出現(xiàn)了低阻正交點(diǎn)，推斷可能為破碎帶引起的，因?yàn)橹挥性诹严吨胁耪稽c(diǎn)，推斷可能為破碎帶引起的，因?yàn)橹挥性诹严吨胁藕兴实妥鑾А＝?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(hào)點(diǎn)附近又出現(xiàn)號(hào)點(diǎn)附近又出現(xiàn)了一低阻正交點(diǎn)，兩交點(diǎn)連線的方向即為破碎帶的走向。了一低阻正交點(diǎn)，兩交點(diǎn)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(duì)稱四極剖面法裝置對(duì)稱四極剖面法裝置形式形式1 對(duì)稱四極剖面法電極裝置形式對(duì)稱四極剖面法電極裝置形式（1）對(duì)稱四極裝置特點(diǎn)：）對(duì)稱四極裝置特點(diǎn)：A、M、N、B四個(gè)電極在測(cè)線四個(gè)電極在測(cè)線上排列成一直線，各電極均以測(cè)點(diǎn)上排列成一直線，各電極均以測(cè)點(diǎn)O為中心呈左右對(duì)稱布置，即為中心呈左右對(duì)稱布置，即AO=BO，MO=NO。保持個(gè)電極間的距離不變，整保持個(gè)電極間的距離不變，整個(gè)裝置沿測(cè)線一起移動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。個(gè)裝置沿測(cè)線一起移動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。 因此，所測(cè)的因此，所測(cè)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(jì)算視電阻率的變化情況。用下式計(jì)算視電阻率電阻率s ：ABA M N B 復(fù)合對(duì)稱四極剖面法裝置形式復(fù)合對(duì)稱四極剖面法裝置形式（2）復(fù)合對(duì)稱四極裝置特點(diǎn)：）復(fù)合對(duì)稱四極裝置特點(diǎn)：在對(duì)稱四極剖面法中采用兩種大小不同的供電電極距測(cè)在對(duì)稱四極剖面法中采用兩種大小不同的供電電極距測(cè)量構(gòu)成的復(fù)合對(duì)稱四極裝置。量構(gòu)成的復(fù)合對(duì)稱四極裝置。在每個(gè)測(cè)點(diǎn)上分別用大極距在每個(gè)測(cè)點(diǎn)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(duì)應(yīng)的則可測(cè)得其對(duì)應(yīng)的則可測(cè)得s AB及及 s AB ，這樣在一條測(cè)線上就可，這樣在一條測(cè)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(jiàn)，視電阻率可見(jiàn)，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(duì)稱四極剖面法對(duì)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(hào)點(diǎn)遠(yuǎn)離基巖界面，號(hào)點(diǎn)遠(yuǎn)離基巖界面， jMN= j0，MN=1；測(cè)點(diǎn)位于測(cè)點(diǎn)位于2號(hào)點(diǎn)位置時(shí)，因基號(hào)點(diǎn)位置時(shí)，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(chǎng)則因高阻基巖向地表排斥電流場(chǎng)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(cè)點(diǎn)位于；測(cè)點(diǎn)位于3號(hào)號(hào)點(diǎn)處的情況與點(diǎn)處的情況與1號(hào)點(diǎn)相同。號(hào)點(diǎn)相同。 復(fù)合對(duì)稱四極復(fù)合對(duì)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(duì)稱四極剖面法復(fù)合對(duì)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(cè)深度而極距、不同的探測(cè)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(duì)稱四極剖面法對(duì)稱四極剖面法s曲線的分析曲線的分析（2）復(fù)合對(duì)稱四極）復(fù)合對(duì)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(duì)稱四極剖面的等對(duì)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(duì)稱四極剖面法的應(yīng)用對(duì)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(shí)例實(shí)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(duì)稱四極剖巖溶區(qū)對(duì)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(shí)例實(shí)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(duì)稱四極右圖是某地巖溶區(qū)對(duì)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?；?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(duì)應(yīng)。位恰與巖溶漏斗對(duì)應(yīng)。對(duì)稱四極剖面法的對(duì)稱四極剖面法的剖面平面圖剖面平面圖1頁(yè)巖；頁(yè)巖；2大理巖大理巖（2

50、）對(duì)稱四極剖面法在地質(zhì)填）對(duì)稱四極剖面法在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用圖中的應(yīng)用實(shí)例：實(shí)例：圖為某地尋找頁(yè)巖及大理巖圖為某地尋找頁(yè)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(cè)點(diǎn)由頁(yè)巖區(qū)進(jìn)入大理巖當(dāng)測(cè)點(diǎn)由頁(yè)巖區(qū)進(jìn)入大理巖地區(qū)時(shí)，地區(qū)時(shí)， S曲線發(fā)生躍變，而曲線發(fā)生躍變，而在頁(yè)巖及大理巖地區(qū)在頁(yè)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(diǎn)劃出兩種巖層的接觸界面的特點(diǎn)劃出兩種巖層的接觸界面來(lái)。來(lái)。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(cè)的地質(zhì)體與圍巖的電阻率有較大的差異。被探測(cè)的地質(zhì)體與圍巖的電阻率有較大的差異。2. 被探測(cè)的地質(zhì)體相對(duì)于埋藏深度具有一定的規(guī)模。被探測(cè)的地質(zhì)體相對(duì)于埋藏深度具有一定的規(guī)模。3. 被探測(cè)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(cè)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(lái)。分顯示出來(lái)。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(guò)大（如凍土層厚度大于區(qū)或地表接地電阻過(guò)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(kāi)展電阻率剖

52、面法工作。為礫巖掩蓋）的地區(qū)，不利于開(kāi)展電阻率剖面法工作。測(cè)線的方向應(yīng)垂直被探測(cè)地質(zhì)體的主要走向。測(cè)線的方向應(yīng)垂直被探測(cè)地質(zhì)體的主要走向。如成礦如成礦受構(gòu)造控制，測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)線交角小于90過(guò)多時(shí)，應(yīng)垂直異常走向布置補(bǔ)充工作。過(guò)多時(shí)，應(yīng)垂直異常走向布置補(bǔ)充工作。測(cè)網(wǎng)密度由被探測(cè)地質(zhì)體的大小、埋深和工作性質(zhì)來(lái)測(cè)網(wǎng)密度由被探測(cè)地質(zhì)體的大小、埋深和工作性質(zhì)來(lái)確定。確定。普查時(shí)，至少要有普查時(shí)，至少要有12條測(cè)線穿過(guò)異常，每條測(cè)線條測(cè)線穿過(guò)

53、異常，每條測(cè)線上至少有上至少有35個(gè)測(cè)點(diǎn)在異常區(qū)；詳查時(shí)，至少應(yīng)有個(gè)測(cè)點(diǎn)在異常區(qū)；詳查時(shí)，至少應(yīng)有35條條測(cè)線、測(cè)線、510點(diǎn)、線穿過(guò)異常。點(diǎn)、線穿過(guò)異常。1. 對(duì)稱四極剖面法極距的選擇對(duì)稱四極剖面法極距的選擇實(shí)際工作中常用的數(shù)據(jù)如下：實(shí)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(diǎn)距相等或兩倍點(diǎn)距。大小與點(diǎn)距相等或兩倍點(diǎn)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(duì)于薄板狀良導(dǎo)性礦體，最佳極距為：對(duì)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(zhǎng)度。礦體沿走向的長(zhǎng)度。d礦脈向下延伸的長(zhǎng)度。礦脈向下延伸的長(zhǎng)度。鄰近有不均勻體時(shí)電極距的選擇：還應(yīng)使鄰近有不均勻體時(shí)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(wú)窮遠(yuǎn)極

55、的選擇：一般取無(wú)窮遠(yuǎn)極的選擇：一般取OC（510）OA最大，最最大，最好沿垂直測(cè)線方向布置好沿垂直測(cè)線方向布置C（）極。）極。對(duì)測(cè)量電極對(duì)測(cè)量電極MN的選擇：的選擇：MN=（1/31/5）AO通常通常MN等于測(cè)點(diǎn)距。等于測(cè)點(diǎn)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(cè)質(zhì)量可靠的前提下，供電電極距在保證觀測(cè)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(cè)量電極距選擇：測(cè)量電極距選擇：MN=（1/201/50）AB定義：定義：電阻率測(cè)深法簡(jiǎn)稱電測(cè)深法，它是以地下巖（礦）電阻率測(cè)深法簡(jiǎn)稱電測(cè)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(chǎng)或脈動(dòng)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(chǎng)或脈動(dòng)電場(chǎng)，通過(guò)逐次加大供電（或發(fā)送）與測(cè)量（或接收）電極極場(chǎng)，通過(guò)逐次加大供電（或發(fā)送）與測(cè)量（或接收）電極極距，觀測(cè)與研究同一測(cè)點(diǎn)下垂直方向不同深度范圍巖（礦）距，觀測(cè)與研究同一測(cè)點(diǎn)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(lèi)地質(zhì)問(wèn)題的一組直流電法勘探方法。各類(lèi)地質(zhì)問(wèn)題的一組直流電法勘探方法。電測(cè)深的主要特點(diǎn)：電測(cè)深的主要特點(diǎn)：電測(cè)深法適用于勘探在垂向上有明電測(cè)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(cè)點(diǎn)保持測(cè)點(diǎn)O不動(dòng)，仍以不動(dòng)，仍以O(shè)點(diǎn)為中心，分別點(diǎn)為中心，分別向外對(duì)稱地移動(dòng)向外對(duì)稱地移動(dòng)A、B供電電極，之后測(cè)量供電電極，之后測(cè)量M、N兩點(diǎn)間的兩點(diǎn)間的電位差及供電回路中的電流。根據(jù)視電阻率公式計(jì)算出電位差及供電回路中的電流。根據(jù)視電阻率公式計(jì)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(duì)應(yīng)于每個(gè)，就可以算出對(duì)應(yīng)于每個(gè)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(cè)深曲線。為縱座標(biāo)繪出電測(cè)深曲線。電測(cè)深法的裝置類(lèi)型：電測(cè)深法的裝置類(lèi)型：對(duì)稱四極測(cè)深、三極測(cè)深及偶對(duì)稱四極測(cè)深、三極測(cè)深及

58、偶極測(cè)深，經(jīng)常被應(yīng)用的是極測(cè)深，經(jīng)常被應(yīng)用的是對(duì)稱四極測(cè)深法對(duì)稱四極測(cè)深法。MN電測(cè)深工作原理電測(cè)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(duì)電流向上排斥，此時(shí)，即第二層介質(zhì)對(duì)電流向上排斥，此時(shí) 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(diǎn)）。點(diǎn)）。3. AB/2h1時(shí)，第一層相對(duì)變薄，電場(chǎng)分布決定于第二層，所以時(shí)，第一層相對(duì)變薄，電場(chǎng)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(guò)程：成過(guò)程：1. 當(dāng)

59、當(dāng)AB/2h1時(shí)，因供電電極距很小，時(shí)，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(shí)中，此時(shí)jMN=j0，MN= 1，因，因此此s = 1 （圖中（圖中“1”點(diǎn)）。點(diǎn)）。電測(cè)深法的物理實(shí)質(zhì)：電測(cè)深法的物理實(shí)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(cè)點(diǎn)上采取不斷地?cái)U(kuò)大供電電極距要在同一測(cè)點(diǎn)上采取不斷地?cái)U(kuò)大供電電極距AB的距離，即的距離，即會(huì)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(huì)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(cè)深法的基本出發(fā)點(diǎn)。的變化情況，這就是電測(cè)

60、深法的基本出發(fā)點(diǎn)。改變電極距的目的就是改變電場(chǎng)向下作用的空間范圍改變電極距的目的就是改變電場(chǎng)向下作用的空間范圍，從而達(dá)到對(duì)測(cè)點(diǎn)下面不同深度巖層研究的目的。這就是從而達(dá)到對(duì)測(cè)點(diǎn)下面不同深度巖層研究的目的。這就是電電測(cè)深法的物理實(shí)質(zhì)測(cè)深法的物理實(shí)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(lái)劃分就是二圖中從地質(zhì)角度來(lái)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(shí)地只有電性層與巖層相吻合時(shí)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(cè)深中需要經(jīng)常研究