應(yīng)用地電學(xué)B課件：第3章-傳導(dǎo)類電法

1、第三章 傳導(dǎo)類電法本節(jié)主要內(nèi)容3.1 直流電阻率法3.1.1 電阻率剖面法3.1.2 電阻率測(cè)深法3.1.3 高密度電阻率法3.2 激發(fā)極化法3.2.1 激電剖面法3.2.2 激電測(cè)深法3.3 充電法和自然電場(chǎng)法3.3.1 充電法3.3.2 自然電場(chǎng)法復(fù)習(xí)：視電阻率的概念當(dāng)?shù)孛嫠?、地下充滿均勻各項(xiàng)同性的導(dǎo)電巖石時(shí)，用上式計(jì)算結(jié)果為均勻大地電阻率。若進(jìn)行測(cè)量的地段地下巖石電性分布不均勻時(shí)，計(jì)算結(jié)果稱之為視電阻率，并用s表示。3.1直流電阻率法直流電阻率法是地電學(xué)中最基礎(chǔ)的方法，主要可分為電阻率剖面法(profiling)和測(cè)深法(sounding)兩類剖面法 V.S. 測(cè)深法？剖面法探測(cè)地下地

2、球物理性質(zhì)的水平分布測(cè)深法探測(cè)地下地球物理性質(zhì)的垂直分布直流電阻率法的基本裝置電源（發(fā)電機(jī)或電瓶）電流表（測(cè)量I)電壓表(測(cè)量U)導(dǎo)線電極直流電阻率法的常用裝置一般差分裝置雙極裝置溫納裝置AM=MN=NB三極裝置每種裝置的K(裝置系數(shù))均不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)在均勻大地情況下，所有裝置測(cè)得的電阻率均相同，而在非均勻條件下直流電阻率法的常用裝置斯倫貝謝（對(duì)稱四極）裝置偶極-偶極裝置中梯裝置AM=BN伽瑪裝置每種裝置的K(裝置系數(shù))均不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)AB=MNAM=BN3.1.1電阻率剖面法Electrical Profiling電阻率剖面法（簡(jiǎn)稱電剖面法）是常用來探明地下巖石在地下水平分布的電性情況的

3、一類電阻率法由于變種方法較多，其適應(yīng)各種地電條件的能力較強(qiáng)，應(yīng)用范圍較廣。它不僅能有效地尋找金屬礦和非金屬礦，還可進(jìn)行地質(zhì)填圖，解決地質(zhì)構(gòu)造等問題，并且在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)調(diào)查中，也獲得了廣泛應(yīng)用。 電剖面法中，測(cè)量電極均沿測(cè)線方向逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，以探測(cè)地下一定深度范圍的電阻率沿水平方向的變化。電阻率剖面法 常用裝置有中間梯度和對(duì)稱四極裝置，偶極裝置，聯(lián)合剖面裝置等等。這些裝置（中梯除外）的共同特點(diǎn)是各電極間保持一定距離，同時(shí)沿著測(cè)線移動(dòng)，沿剖面逐點(diǎn)觀測(cè)電位差Umn、供電電流I，并計(jì)算出視電阻率。電阻率剖面法 裝置特點(diǎn)：各電極間距離保持不變，使整個(gè)或部分裝置沿著測(cè)線移動(dòng)，逐個(gè)測(cè)量視電阻率的值。所

4、得到的s曲線是反映測(cè)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。 分類：電阻率剖面法聯(lián)合剖面法中間梯度法對(duì)稱四極剖面法偶極剖面法三極剖面法二極剖面法(1)二極剖面裝置（AM）特點(diǎn)：將B、N極置于“無窮遠(yuǎn)”處接地，保持不動(dòng)。供電電極A和測(cè)量電極M相對(duì)距離保持不變（一般為幾十米）沿測(cè)線移動(dòng)，取AM中點(diǎn)為記錄點(diǎn)。二極剖面法的裝置特點(diǎn)雖然叫做“二極剖面法”，但仍然是四個(gè)極進(jìn)行供電與測(cè)量，只是B和N布設(shè)在測(cè)線的中垂線的延長(zhǎng)線無窮遠(yuǎn)處位置。由于“無窮遠(yuǎn)”極是固定的，觀測(cè)中僅移動(dòng)A、M極，故該法較輕便、快速。OB極為無窮遠(yuǎn)極，它在M處產(chǎn)生的電位很小，故可忽略不計(jì)，因此，二極剖面法的電場(chǎng)可視為一個(gè)“點(diǎn)

5、電源”的電場(chǎng)，因此，所獲異常幅值大、形態(tài)簡(jiǎn)單，便于推斷解釋。1）垂直接觸面上二極剖面法的視電阻率異常可以利用“鏡像法”設(shè)置虛電源，討論二極剖面法電位曲線的變化規(guī)律：設(shè)AM=R, AM中點(diǎn)距離界面為x在MN大小相對(duì)0的情況，按照A，M與界面O之間的關(guān)系，可以分成三種不同的情況討論按視電阻率的計(jì)算公式：若假設(shè)A點(diǎn)為正電流源：12時(shí)，當(dāng)AM均在介質(zhì)1中時(shí)，虛電源A1的極性為負(fù)；而當(dāng)AM均進(jìn)入介質(zhì)2時(shí)，虛電源A1的極性為正。12情況下，聯(lián)剖裝置通過接觸面時(shí)，s(A)比s(B)的躍變要明顯得多。根據(jù)前者確定分界面位置比后者容易。 反之，如果1 2， s(B)反映接觸面的位置要比s(A)明顯。所以，當(dāng)利用

6、聯(lián)剖裝置時(shí)，總可以比較準(zhǔn)確地確定巖性分界面。覆蓋層下直立巖層接觸面s曲線 在兩種直立巖層接觸面處（無浮土），sA及sB曲線均出現(xiàn)了較大的跳躍。 sA曲線變化情況較sB曲線更為明顯。所以可用sA曲線極大值點(diǎn)確定巖層接觸面位置。有覆蓋層時(shí)，由于良導(dǎo)性覆蓋層的影響使巖層接觸面處s曲線變化變得平緩，兩種巖層接觸界面的位置與sA曲線極大值下降三分之一的地方相對(duì)應(yīng)，即與2/3sA極值點(diǎn)的橫坐標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)。 2）球體上聯(lián)合裝置視電阻率異常 低阻球體上的s(A)、s(B)曲線對(duì)聯(lián)剖曲線而言，無論極距大小(AO), 其s(A)和s(B)曲線在球心正上方均有一個(gè)交點(diǎn)，并在交點(diǎn)左邊有s(A)s(B)，右邊s(A)s

7、 (A)，而在球體右邊則為s (A)s (B)。隨著極距的增加，s曲線同樣會(huì)出現(xiàn)次級(jí)極大點(diǎn)，并向遠(yuǎn)離球體的方向外移，而聯(lián)剖主極大點(diǎn)的間距卻減小，異常范圍變窄，s (A)和s (B)二條曲線的分異性變差，最后趨于重合。通過總結(jié)以上異常響應(yīng)我們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)聯(lián)剖s(A)和s(B)二條曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)可確定球體中心在地面的投影位置，并由交點(diǎn)的性質(zhì)，可指明球體相對(duì)圍巖電阻率的高低?！罢稽c(diǎn)”說明球體為低阻，“反交點(diǎn)”則說明球體為高阻。測(cè)量電極MN的大小對(duì)s異常是有影響的，一般是隨著MN的增大異常減小，曲線變平滑。計(jì)算結(jié)果表明，MN2 r0時(shí)，則異常明顯減弱 良導(dǎo)直立薄脈聯(lián)合剖面曲線 3）薄脈狀體上聯(lián)合裝置視

8、電阻率異常 良導(dǎo)直立脈狀體上視電阻率異常1.當(dāng)電極裝置位于點(diǎn)1位置時(shí)， jMNj0, sA 1。2.隨著電極逐漸向礦脈接近并處于處于點(diǎn)2位置時(shí)，與點(diǎn)1相比jMNj0，MN極仍在1介質(zhì)中，因此sA1。3.電極裝置繼續(xù)向礦脈靠近處于點(diǎn)3的位置，礦脈吸引電流線的作用較點(diǎn)2更加強(qiáng)烈，SA仍大于1且比點(diǎn)2還大，這時(shí)SA取得極大值。4.電極裝置于點(diǎn)4位置時(shí)， A極發(fā)出的電流線均被礦脈吸引，因此經(jīng)過MN極的電流線急劇減小，所以sA亦隨之減小，此時(shí)獲得sA極小值。5.繼續(xù)向右移動(dòng)電極裝置至點(diǎn)5位置時(shí)，MN間的電流密度jMN sB ，交點(diǎn)右側(cè)sA sB 。交點(diǎn)的電阻率s值低于或接近于圍巖電阻率1，我們稱這種交點(diǎn)

9、為低阻正交點(diǎn)。在用聯(lián)合剖面法找礦中就是利用低阻正交點(diǎn)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。良導(dǎo)直立薄脈聯(lián)合剖面曲線 高阻直立巖脈s曲線 利用交點(diǎn)性質(zhì)及電阻率的高低和sA 與sB兩條曲線之間開闊的程度可區(qū)別高阻巖脈與低阻巖脈。高阻直立巖脈上聯(lián)合裝置視電阻率異常 1）sA及sB兩條曲線交點(diǎn)處的視電阻率值遠(yuǎn)高于其圍巖電阻率值，交點(diǎn)左側(cè)sAsB，我們稱這種交點(diǎn)為高阻反交點(diǎn)，交點(diǎn)的位置與高阻脈在地面上的投影位置相對(duì)應(yīng)。2）交點(diǎn)兩側(cè)sA及sB曲線呈兩翼閉攏狀態(tài)。低阻傾斜薄板上聯(lián)剖曲線h=5cm；L=80cm；=30傾斜良導(dǎo)脈上聯(lián)合裝置視電阻率異常 1）sA和sB兩條曲線不對(duì)稱。反傾向一側(cè)的電極

10、供電時(shí)，s曲線異常反映明顯。2）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、埋深越淺以及AO極距越大，曲線的不對(duì)稱性及交點(diǎn)位移也越大。傾斜高阻脈上聯(lián)合裝置視電阻率異常 當(dāng)脈狀礦體傾斜時(shí)，聯(lián)剖法的視電阻率剖面曲線將變得不對(duì)稱，并且傾角越小，不對(duì)稱性越明顯。 當(dāng)脈狀體向右傾斜時(shí)，聯(lián)剖的s(B)較s(A)的曲線變化幅度大。其原因在于，當(dāng)電極排列MNB之B極在傾斜一側(cè)，而MN極在反傾斜一側(cè)時(shí)，礦體對(duì)電流的排斥作用最強(qiáng)，使得測(cè)量電極處的電流密度jmnj0，并取得s(B)的極大值。反之，亦然。根據(jù)曲線的不對(duì)稱性，也可指明礦體的傾斜方向。 為了判斷礦體的傾斜方向，實(shí)際工作中通常采取大小兩

11、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)的位移來判斷脈狀體的傾向總結(jié)上述現(xiàn)象，當(dāng)供電電極A（或B）與測(cè)量電極MN橫跨直立低阻脈體兩側(cè)時(shí)，由于低阻脈體對(duì)供電電流有較大的“屏蔽作用”，所以聯(lián)剖的視電阻率剖面曲線出現(xiàn)明顯的低阻異常。因此，聯(lián)合剖面法反映良導(dǎo)礦體的能力較強(qiáng)，被認(rèn)為是尋找陡立良導(dǎo)脈狀礦體或追索直立低阻破碎帶的最有效的方法之一而不論高阻礦脈的產(chǎn)狀如何，聯(lián)剖s(A)和s(B)曲線的分異性、異常幅值均不如低阻礦脈體上的s(A)和s(B)曲線，其反映礦體的能力較差。因此，在尋找高阻脈體時(shí)，一般不用聯(lián)合剖面法。 （1）聯(lián)剖法在尋找金屬礦中的應(yīng)用某區(qū)內(nèi)出露巖層有大理巖及閃長(zhǎng)巖兩種，在兩種巖石

12、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(zhǎng)巖電阻率均較高，而黃鐵礦則電阻率很低，為在本區(qū)利用聯(lián)合剖面法尋找接觸交代型銅礦創(chuàng)造了物理前提。4)聯(lián)合剖面法的應(yīng)用某銅礦床上聯(lián)合剖面曲線 圖為實(shí)測(cè)的聯(lián)合剖面曲線，由圖可見，sA與sB曲線出現(xiàn)十分典型的低阻正交點(diǎn)和曲線的不對(duì)稱。 根據(jù)曲線不對(duì)稱可知，礦體是傾斜的，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1砂卵石；2流紋巖；3斷層（2）尋找和追索破碎帶該區(qū)河谷寬為200m，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。

13、聯(lián)合剖面法的任務(wù)是在流紋巖中尋找破碎帶。測(cè)線的方向沿橫貫河谷布置。采用的電極裝置為AO=20，MN=5m，從觀測(cè)結(jié)果可見在6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，由于裂隙中含有水而呈低阻帶。經(jīng)坑探證明確有破碎裂隙，厚約1米。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30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)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。某地破碎帶上聯(lián)合剖面曲線1砂卵石；2流紋巖；3斷層（4）對(duì)稱四極裝置（AMNB）：特點(diǎn)：AM=BN，取MN中點(diǎn)為記錄點(diǎn)O。AB和MN一起向同方向移動(dòng)對(duì)稱四極剖面法裝置形式對(duì)稱四極剖面法的裝置特點(diǎn)A、M、N、B

14、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)O為中心呈左右對(duì)稱布置，即AO=BO，MO=NO。其測(cè)量的電阻率曲線一般稱之為SAB 根據(jù)場(chǎng)的疊加原理，對(duì)稱四極剖面法的異常由于是由兩個(gè)異性點(diǎn)源產(chǎn)生的電勢(shì)的疊加產(chǎn)生的，SAB應(yīng)為聯(lián)合剖面法兩個(gè)視電阻率（SA 和SB ）的值的平均值，即： 因此，從理論上來說，如果已經(jīng)進(jìn)行了聯(lián)剖裝置的測(cè)量，沒有必要額外進(jìn)行對(duì)稱四極的勘探工作O確實(shí)如此么？復(fù)合對(duì)稱四極剖面法裝置形式*復(fù)合對(duì)稱四極裝置： 對(duì)稱四極裝置由于有兩個(gè)供電電極，其所測(cè)的s值的變化反映了沿剖面方向一定深度范圍內(nèi)巖石電阻率的變化情況。若對(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

15、置。在每個(gè)測(cè)點(diǎn)上分別用大極距AB及小極距AB供電，與其對(duì)應(yīng)的則可測(cè)得s AB及 s AB ，這樣在一條測(cè)線上就可以有反映不同深度情況的兩條s曲線。ABAMNB1）球體上對(duì)稱四極剖面裝置的視電阻率異常 低阻球體上的sAB曲線對(duì)比聯(lián)剖曲線可見，無論極距(AO)的大小,對(duì)稱四極剖面法的sAB曲線，均在球心正上方的聯(lián)剖曲線 “正交點(diǎn)”或“低阻交點(diǎn)”上達(dá)到極小值，此時(shí)sAB 1。類似的，sAB曲線始終滿足為sA與sB的平均值這一性質(zhì)，其異常值相對(duì)聯(lián)剖裝置均較為平緩。2）脈狀體上對(duì)稱四極剖面裝置的視電阻率異常 由圖可見：顯然低阻薄脈上的對(duì)稱剖面法異常不如聯(lián)合剖面法的異常反應(yīng)明顯。因此，一般不用對(duì)稱四極剖面

16、法尋找低阻的薄脈狀地質(zhì)體。高阻基巖隆起的s曲線 視電阻率S曲線起伏情況，可以較好的反映基巖表面的起伏。 3）良導(dǎo)覆蓋層下高阻基巖隆起s曲線的分析 1號(hào)點(diǎn)遠(yuǎn)離基巖界面， jMN= j0，MN=1；測(cè)點(diǎn)位于2號(hào)點(diǎn)位置時(shí)，因基巖發(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線而引起電流畸變，致使jmn j0 ，則視電阻率S1； 測(cè)點(diǎn)位于3號(hào)點(diǎn)處的情況與1號(hào)點(diǎn)相同。 復(fù)合對(duì)稱四極s曲線（a）12古河道（基巖為低阻）復(fù)合對(duì)稱四極剖面法是采用兩種不同的供電電極距、不同的探測(cè)深度而得到的兩條s曲線，有助于解決基底的起伏問題4）復(fù)合對(duì)稱四極s曲線的分析 在基巖為高阻的隆起上，s AB曲線低于s AB

17、；在古河道（基巖為低阻）上， s AB曲線高于s AB。對(duì)稱四極剖面的等s平面圖 5）對(duì)稱四極剖面法的應(yīng)用 (1)尋找沉積在基巖低洼處的 鋁土礦基巖洼地處沉積的鋁土礦電阻率最低，并在視電阻率平面等值線圖上明顯的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巖溶區(qū)對(duì)稱四極剖面法s剖面圖1粘土；2灰?guī)r（2）確定基巖起伏界面右圖是某巖溶區(qū)對(duì)稱四極 剖面法S剖面圖，它清楚的反映出灰?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，所以S剖面曲線反映出的低阻部位恰與巖溶漏斗對(duì)應(yīng)。（3）尋找古河道 右圖為利用對(duì)稱四極剖面法尋找某區(qū)域地下古河道的實(shí)例。古河道兩側(cè)以及下部巖石

18、由砂粘土組成，電阻率較低。而古河床中充填的沙卵石則為相對(duì)高阻。對(duì)稱四極剖面法的剖面平面圖1頁巖；2大理巖（4）對(duì)稱四極剖面法在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用 圖為某地尋找頁巖及大理巖接觸界限的S剖面圖。測(cè)點(diǎn)在頁巖及大理巖地區(qū)時(shí)S曲線變化比較平穩(wěn)，而測(cè)點(diǎn)由頁巖區(qū)進(jìn)入大理巖地區(qū)時(shí)，S曲線發(fā)生躍變，所以可以根據(jù)S曲線躍變的特點(diǎn)劃出兩種巖層的接觸界面來。右圖為兩種不同電阻率的巖層接觸帶上對(duì)稱四極剖面法s曲線。曲線1：為A、B過小， s主要反映覆蓋層的電阻率；曲線2：為A、B過大，即使測(cè)點(diǎn)距離接觸面很遠(yuǎn)時(shí)，接觸面另一側(cè)巖石已對(duì)曲線產(chǎn)生影響，使得曲線中間的傾斜部分很長(zhǎng)，難以準(zhǔn)確判斷接觸帶位置。曲線3：為A、B極距合適，

19、 s曲線變化明顯，可根據(jù)曲線的拐點(diǎn)位置來確定接觸帶的位置，（5）中間梯度裝置主測(cè)線上裝置系數(shù)K和視電阻率s ：特點(diǎn)：中梯法的兩個(gè)供電電極AB相距很遠(yuǎn)、固定不動(dòng)，而MN的觀測(cè)是在其中間三分之一地段進(jìn)行，在地下巖石為均勻、各向同性情況下，該地段的電場(chǎng)可近似地看作均勻電場(chǎng)。因而，計(jì)算中梯法的視電阻率異常，可歸結(jié)為研究均勻電流場(chǎng)中賦存有電性不均體時(shí)所產(chǎn)生的視電阻率異常。中間梯度法裝置特點(diǎn)采用四級(jí)AMNB裝置，A、B供電，M、N兩電極進(jìn)行測(cè)量，供電電極距AB很大，這時(shí)，AB中間（1/21/3）AB）的位置可以大致認(rèn)為電流場(chǎng)是均勻的。 工作時(shí),A、B固定不動(dòng)。 MN取約（1/501/30）AB，M、N在A

20、B中部（1/21/3AB）范圍內(nèi)同時(shí)移動(dòng)，逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)點(diǎn)為 MN的中點(diǎn)，其主要特點(diǎn)是利用近均勻場(chǎng)進(jìn)行勘探，且工作效率高（一線供電，多線測(cè)量）需要注意的是，在中梯方法中，K不是恒定的，而是逐點(diǎn)變化的1)球體上中間梯度法的視電阻率異常 均勻場(chǎng)中有球體存在時(shí)，球外電場(chǎng)的異常分布與地下水平電流偶極子的電場(chǎng)等效。 當(dāng)球體為低阻時(shí)，在球心正上方s有極小值，兩側(cè)有s1的極大值；當(dāng)球體為高阻時(shí)，在球心正上方s有極大值，兩側(cè)則有s（510）OA，最好沿垂直測(cè)線方向布置C（）極。對(duì)測(cè)量電極MN的選擇：MN=（1/31/5）AO通常MN等于測(cè)點(diǎn)距。（3）中間梯度法電極距的選擇在保證觀測(cè)質(zhì)量可靠（供電電流足夠大）

21、的前提下，供電電極距AB應(yīng)盡可能大，測(cè)量區(qū)域取供電電極中間約1/3ABx1/6AB的范圍，測(cè)量電極距選擇：MN=（1/201/50）AB（4）偶極剖面法極矩的選擇偶極裝置的電極距OO與聯(lián)剖裝置的電極距AO是相當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，按照?lián)剖確定AO的原則，偶極的 OO應(yīng)大于或等于三倍浮土厚度，而對(duì)于脈狀礦體，則應(yīng)取最佳OOLl。a的大小應(yīng)為(1/61/4)OO。a不能取得太大，否則將會(huì)使異常減弱；但也不能取得過小，否則，對(duì)圍巖電性不均勻體將反映過于靈敏，使曲線呈鋸齒狀跳躍，并對(duì)觀測(cè)電位差產(chǎn)生困難。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)。電阻率剖面法必須具備的地質(zhì)條件和地球物理前提：1

22、） 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。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) 分顯示出來。4） 表面覆蓋層電阻率很低（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12m及地表為礫巖掩蓋）的地區(qū)，不利于開展電阻率剖面法工作。電阻率剖面法的野外工作方法1確定任務(wù)2測(cè)區(qū)范圍、測(cè)網(wǎng)與比例尺測(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90過多時(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

23、深和工作性質(zhì)來確定。普查時(shí)，至少要有12條測(cè)線穿過異常，每條測(cè)線上至少有35個(gè)測(cè)點(diǎn)在異常區(qū)；詳查時(shí)，至少應(yīng)有35條測(cè)線、510點(diǎn)、線穿過異常。合理設(shè)計(jì)測(cè)線測(cè)點(diǎn)野外數(shù)據(jù)采集3.1.2 電阻率測(cè)深法Vertical Electrical Sounding （VES） 電阻率測(cè)深法（簡(jiǎn)稱電測(cè)深）是常用來探明水平（或近似水平）層狀巖石在地下分布情況的一類電阻率法。該法是在同一測(cè)點(diǎn)上逐次擴(kuò)大電極距，觀測(cè)垂直方向由淺到深的視電阻率變化情況，通過分析電測(cè)深曲線來了解測(cè)點(diǎn)下部沿垂向變化的地質(zhì)情況。 常用裝置有斯倫貝謝（對(duì)稱四極裝置），溫納以及偶極裝置等。這些裝置的共同特點(diǎn)是測(cè)量點(diǎn)不動(dòng)，而供電電極不斷移動(dòng)，極距

24、不斷加大（跑極）按照供電極距的不同多次觀測(cè)電位差Umn、供電電流I，并計(jì)算出視電阻率。電阻率測(cè)深法電阻率測(cè)深原理通過使用一系列不同大小的AB極距進(jìn)行供電，達(dá)到探測(cè)地下不同深度電阻率的目的，測(cè)深曲線的橫軸是AB/2，縱軸是電阻率，一般畫在雙對(duì)數(shù)(loglog)坐標(biāo)紙上電阻率測(cè)深原理不同深度電性界面的測(cè)深曲線反應(yīng)不同電阻率電性界面的測(cè)深曲線反應(yīng)（一）多層水平地層上的視電阻率表達(dá)式1地面點(diǎn)電流源的電場(chǎng)如圖所示，假定地面是水平的，在地面以下有n層水平層狀地層，各層電阻率分別為1、2、n；厚度分別為h1、h2、hn-1；每層底面到地面的距離為H1、Hn-1、Hn。在A點(diǎn)有一點(diǎn)電流源供電，其電流為I。第一

25、層中的電位表達(dá)式為:第n層中的電位表達(dá)式為:第i層中的電位表達(dá)式為:利用銜接條件建立線性方程組，解此方程組便可求出系數(shù)ai,bi 定義R1()為直流電測(cè)深空間頻率特性函數(shù)；函數(shù)R1()只與各層電阻率及厚度有關(guān)，與 r無關(guān)，因而是一個(gè)表征地電斷面性質(zhì)的函數(shù)。2視電阻率表達(dá)式T1()定義為電阻率轉(zhuǎn)換函數(shù)，也是一個(gè)僅與層參數(shù)有關(guān)、與 r無關(guān)的函數(shù)。（二）二層水平地層上視電阻率曲線 二層水平地層的上層巖石電阻率為1，厚度為h1，基巖的電阻率為2，厚度為無限大。 根據(jù)兩層巖石電阻率比值的不同，二層水平地層上的電測(cè)深s曲線分為兩種類型：若基巖電阻率2大于上覆巖層電阻率1，則電測(cè)深s曲線為G型；若基巖電阻率

26、2小于上覆巖層電阻率1，則電測(cè)深s曲線為D 型。二層電測(cè)深曲線的性質(zhì)（1）二層曲線的首支對(duì)于二層水平地層斷面當(dāng)電極距AB/2h1時(shí)，電流基本上只在第一層中沿水平方向流動(dòng)，且在以r=AB/2為半徑、高為h1的圓柱面上電流密度幾乎到處相等因此，此時(shí)： 而均勻半空間情況下 其中，S1為第一層的縱向電導(dǎo)；S1為斜率等于1的直線與橫軸的截距。已知1即可求出h1?；蛘?，根據(jù)這個(gè)原理用圖解法來求h1。三層斷面包括五個(gè)參數(shù)，即1、2、3、h1及h2。三層曲線的基本形態(tài)由1、2和3三者相對(duì)大小決定，可劃分為以下四種類型H型：123 A型：123K型；123 Q型：123（三）三層水平地層上的視電阻率曲線 1三層

27、電測(cè)深曲線類型2三層電測(cè)深曲線的性質(zhì)（1）三層曲線的首支三層曲線首支的漸近線應(yīng)是s=1的水平直線（2）三層曲線的中段隨著供電電極距AB/2的加大，第二層和第三層巖層對(duì)電流的吸引或排斥作用逐漸增強(qiáng)，對(duì)于具有不同2、23的水平地層，三層曲線中段將發(fā)生如下變化：AB/2=h1時(shí)，2巖石開始對(duì)電場(chǎng)發(fā)生明顯影響，若21，則隨供電極距增大，s值減小，曲線下降，如H、Q型曲線中段的前半部分；若21，則隨電極距增大，s值增高，曲線上升，如K、A型曲線中段前半部分顯然，三層曲線的前半段相當(dāng)于二層曲線。當(dāng)2值很大時(shí)，三層曲線的前半段和2值相同的二層曲線一樣。當(dāng)AB/2增大到與H2相近時(shí)，電阻率為3的基巖開始對(duì)電場(chǎng)

28、發(fā)生明顯影響，若231，則隨供電極距增大，s值減小，曲線繼續(xù)下降（Q型曲線），或由先前的上升轉(zhuǎn)為下降（K型曲線）；若231，則隨極距增大，s值增高，曲線繼續(xù)上升（A型曲線），或由先前的下降轉(zhuǎn)為上升（H型曲線）（3）三層曲線的尾支a、3為有限值情況三層曲線尾支漸近線是s3直線。三層曲線的后半段也和二層曲線相近，其上層為第一、二層組成的代替層，基底為3。b、3情況3情況的三層水平地層測(cè)深曲線有H型和 A型。類似于二層曲線情況，當(dāng)3時(shí)，尾支漸近組方程為:式中S12S1S2為第一層和第二層的縱向電導(dǎo)之和，其值的大小可以根據(jù)尾支漸近線與s1歐姆米的橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)確定。3. 三層電測(cè)深曲線的等值性

29、根據(jù)勢(shì)場(chǎng)問題解的唯一性定理，一定層參數(shù)的地電斷面對(duì)應(yīng)著唯一確定的電測(cè)深曲線；然而，在實(shí)際工作中，由于存在一定的測(cè)量誤差，于是出現(xiàn)某些層參數(shù)不同的地電斷面所對(duì)應(yīng)的電測(cè)深曲線之間，其差別在觀測(cè)誤差范圍以內(nèi)，可將它們看成為“同一條”電測(cè)深曲線，這種情況稱為電測(cè)深曲線的等值現(xiàn)象。由于等值現(xiàn)象存在，一條實(shí)測(cè)電測(cè)深曲線可對(duì)應(yīng)一組不同的地電斷面，?？稍斐慑e(cuò)誤的解釋結(jié)果。 一條三層電測(cè)深曲線，可能對(duì)應(yīng)一組不同參數(shù)（i, hi）的三層地電斷面，稱其為同層等值現(xiàn)象，它分為S等值和T等值兩類。對(duì)于H、A型三層介質(zhì)，若第二層很薄與2很小時(shí)，改變h2和2，只要保持S2=h2/2不變，則 s曲線不變，這便是S等值現(xiàn)象。如

30、圖所示，當(dāng)?shù)诙与娮杪屎苄r(shí)，在第二層中的電流線方向?qū)⑵叫杏趯用妫拔M(jìn)”的電流將決定于縱向電導(dǎo)h2/2。如果1、h1和3保持不變，只是同倍數(shù)地增大或縮小h2、2(縱向電導(dǎo)S2不變），因而1、2和3巖層中的電流分布改變很小，以致地面上電位差改變也很小。其結(jié)果是不同的地電斷面卻對(duì)應(yīng)著形狀幾乎相同的s曲線。三層電測(cè)深曲線的等值性（ S等值現(xiàn)象）對(duì)于K、Q型三層介質(zhì)，若第二層很薄與2很大時(shí)，改變h2和2，只要保持T2=h22不變，則 s曲線不變，這便是T等值現(xiàn)象。根據(jù)電場(chǎng)分布特征，當(dāng)?shù)诙与娮杪?3、h2h1時(shí)，第二層中電流線方向?qū)②呌谂c層面垂直。此時(shí)，電流垂直通過第二層的阻力，正比于第二層的橫向

31、電阻T2。當(dāng)h2、2在一定范圍內(nèi)變化，但保持T2恒定時(shí)，穿過第二層的電流變化很小，即1、2、和3巖層中的電流分布改變不大，因三層電測(cè)深曲線的等值性（ T等值現(xiàn)象）而地表觀測(cè)到的s曲線形狀也基本不變。 （四）多層水平地層上的視電阻率曲線 通稱三層以上的水平地層斷面為n層斷面。在分析n層電測(cè)深曲線時(shí)，可將其逐段分成（n-2)個(gè)三層曲線，將各三層曲線類型符號(hào)按順序組合起來，就是n層曲線的類型。于是，n層曲線總共有2n-1種曲線類型。例如，四層曲線共有八種類型，它們分別記為: HA型(1234)， KH型(134)， KQ型(134)， AA型(12334)， AK型(14)， QQ型(1234)。三

32、、復(fù)雜條件下的電測(cè)深曲線（一）非水平地層上的電測(cè)深曲線兩種電阻率地層的分界面為傾斜時(shí)，測(cè)深曲線的形狀除與2及界面傾角有關(guān)外，還與布極方向有關(guān)。圖為2=19的斜觸層上平行走向布極的s曲線，其形狀與二層水平斷面的s曲線相似，不易區(qū)分，解釋應(yīng)予以注意。 曲線的左漸近線為1，曲線右支與水平層曲線相似?？衫眠@一點(diǎn)解釋h1，但此時(shí)求得的h1為測(cè)點(diǎn)到傾斜面的垂直距離。曲線右支視電阻率值較界面水平時(shí)的電測(cè)深曲線右支低得多。當(dāng)2=時(shí)不再有與橫軸成45度角的漸近線，而是趨于一有限值。隨角的增大，該有限s值變小，這是由于高阻介質(zhì)排斥電流作用逐漸減弱的結(jié)果。 當(dāng)垂直傾斜界面走向布極且2的情況下，曲線尾支將近似45度

33、上升。 理論計(jì)算表明，對(duì)于高阻（2=）分界面，當(dāng)傾角小于20度,平行于界面布極的電測(cè)深曲線可當(dāng)作水平界面的測(cè)深曲線解釋，而不會(huì)引起很大誤差（20）。其誤差將隨2/1的減小而減小，但與傾角等于零的水平層狀地層的曲線相比，仍有明顯差異。 在AB/210D時(shí)，s逐漸趨于漸近值；例如當(dāng)2oo，在極距很大時(shí)，電流密度較均勻半空間幾乎加大一倍，因而s的漸近值為21。而2=0時(shí)，在AB很大時(shí)，電流全部吸入2介質(zhì)中，使s趨于零。（二）電測(cè)深的旁側(cè)影響110100當(dāng)AB/2 D時(shí)，平行界面布極的畸變小于垂直界面布極；但當(dāng)極距很大時(shí)，情況相反，平行界面布極的畸變大得多，特別是當(dāng)2為低阻時(shí)畸變更大。當(dāng)布極方向與界面

34、斜交時(shí)，曲線形狀介于上述兩者之間。當(dāng)電測(cè)深受到垂直界面的旁側(cè)干擾時(shí)，可用比較法作近似改正，如左圖所示，圖（a）為實(shí)際地電斷面，在測(cè)深點(diǎn)進(jìn)行電測(cè)深，所得視電阻率、在水平層上（圖 b）的視電阻率、垂直接觸面一側(cè)（圖c）的視電阻率分別記為： 或者說將 除以 可近似將垂直接觸面的影響改正掉。則存在近似關(guān)系（三）起伏地形上的電測(cè)深曲線 1、山脊地形影響大于山谷地形。 2、對(duì)同一地形而言，垂直地形走向布極的地形異常較平行走向布極大，并且前者隨極距變化的幅度大，而后者隨極距變化較平穩(wěn)。 3、測(cè)點(diǎn)位于斜坡中部的地形異常較小，而位于山頂或谷底時(shí)異常最大。 4、地形異常主要出現(xiàn)在AB/2小于3a的極距上。電測(cè)深法

35、電極距的選擇供電電極距AB的選擇：最小AB距離應(yīng)能使電測(cè)深曲線的首支為近似于水平線段，以便由它的漸近線求出第一電性層的電阻率；最大AB距離應(yīng)能滿足勘探深度的要求，并保證測(cè)深曲線尾支完整，可解釋出最后一個(gè)電性層；測(cè)量電極距MN的選擇：在實(shí)際工作中，由于AB極距的不斷加大，MN距離如始終保持不變，那么當(dāng)AB極距很大時(shí)，MN電位差將會(huì)太小，以至于無法觀測(cè)。因此，隨著AB極距的加大，往往也需要適當(dāng)加大MN距離，通常要求MN滿足條件AB/3=MN1/30AB電測(cè)深成果的定性解釋對(duì)電測(cè)深s曲線的定性解釋是獲得測(cè)區(qū)地質(zhì)結(jié)論的重要組成部分。它可提供所獲s曲線的地電斷面情況，繪出測(cè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的定性概念，并可幫助

36、選擇定量解釋的方法和步驟。1電測(cè)深曲線類型圖電測(cè)深曲線的類型取決干地電斷面的性質(zhì)。曲線類型的變化可以反映地下巖層的變化特點(diǎn)。電測(cè)深曲線類型圖的制作方法是：按相應(yīng)的工作比例尺在圖紙上標(biāo)明各測(cè)點(diǎn)的位置，繪出該點(diǎn)經(jīng)過的電測(cè)深曲線，并在曲線首部注明起始點(diǎn)視電阻率值。最好能根據(jù)測(cè)區(qū)巖石電阻率資料繪出不同曲線類型與相應(yīng)地質(zhì)斷面的對(duì)比圖件，用以說明曲線類型變化的地質(zhì)原因。2視電阻率等值斷面圖為了反映某條測(cè)線通過的垂向斷面中視電阻率的變化情況，常繪制等視電阻率斷面圖。從這種圖件可以看出基巖起伏、構(gòu)造變化、電性層沿測(cè)線方向的分布等。等值斷面圖的作法是：以測(cè)點(diǎn)為橫坐標(biāo)，AB/2為縱坐標(biāo)，把每個(gè)測(cè)點(diǎn)上各極距觀測(cè)的s值標(biāo)在相應(yīng)的