電法勘探方法技術(shù)及應用

電法勘探方法技術(shù)及應用譚捍東thd@

01082322410中國地質(zhì)大學（北京）地球物理與信息技術(shù)學院精選ppt電法勘探的特點利用的物性參數(shù)多分支方法多（時間域、頻率域）觀測參數(shù)多（電磁場五分量）場源形式多（天然場源、人工場源）

解決問題能力強，應用領(lǐng)域廣，能滿足具備物性前提的各種勘查工作的需要。精選ppt電法勘探的物質(zhì)基礎

電法勘探是以巖（礦）石間電磁學性質(zhì)及電化學性質(zhì)的差異作為物質(zhì)基礎。電法勘探所利用的主要電性參數(shù)有：電阻率（ρ）極化率（η）磁導率（μ）介電常數(shù)（ε）精選ppt精選ppt精選ppt激發(fā)極化法是金屬礦探測的首選方法精選ppt精選ppt精選ppt

電法勘探的分類分類的依據(jù)：（1）電場的性質(zhì)（2）工作場所（3）建場方式精選ppt按電場的性質(zhì)，通常分為兩大類。（1）傳導類電法：以各種直流電法為主，有

電阻率法：分為電阻率剖面法（含二極剖面法、三極剖面法、聯(lián)合剖面法、對稱四極剖面法、中間梯度法和偶極剖面法等）和電阻率測深法（含二極測深法、三極測深法、對稱四極測深法）。

充電法

自然電場法

激發(fā)極化法：細分類與電阻率法平行建立。（2）感應類電法或電磁感應法：分為

電磁剖面法：不接地回線法、電磁偶極剖面法、航空電磁法、甚低頻法。

電磁測深法：大地電磁測深法、頻率測深法、瞬變測深法等。精選ppt按工作場所，通常分為：航空電法地面電法海洋電法地下電法精選pptTRIDEM固定翼三頻航空電磁測量系統(tǒng)精選pptIMPULSE直升機吊艙航空電磁測量系統(tǒng)精選ppt精選ppt海洋電磁法系統(tǒng)

系統(tǒng)由發(fā)射機和接收機兩大部分組成。精選ppt按建場方式，通常分為：天然場源（被動源）電法人工場源（主動源）電法

精選ppt精選ppt供電極距的大小決定勘探深度精選ppt頻率域電磁測深的基本原理天然電磁波精選ppt時間域電磁測深原理早期信號反映淺部結(jié)構(gòu)晚期信號反映深部結(jié)構(gòu)精選ppt電法勘探的場源形式天然場源：大地電磁場，自然電位場人工場源：點電源電偶極子源磁偶極子源大回線場源有限長度電偶源無限長度電偶源精選ppt電法勘探的觀測參數(shù)電場：無論是穩(wěn)定電流場還是交變電磁場，無論是一次場還是二次場，實質(zhì)都是觀測兩點間的電位差磁場：觀測磁場本身或磁場的時間偏導數(shù)精選ppt電阻率法

電阻率法是以地殼不同巖石和礦石的導電性差異為物質(zhì)基礎，通過觀測與研究人工建立的地中穩(wěn)定電流場的分布規(guī)律以達到找礦和解決其它地質(zhì)問題目的的一組電法勘探分支方法。精選ppt精選ppt

聯(lián)合剖面和對稱四極剖面法的應用聯(lián)合剖面法的應用 聯(lián)合剖面法是用來尋找和追索良導電陡立薄礦脈的最有效方法。另外，當用其尋找等軸狀礦體以及劃分巖石分界面時，也能有明顯效果。 供電電極距AO或BO的選擇應考慮地質(zhì)目標的埋深，若存在厚度為H的浮土覆蓋層時，應取AO>3H；對于尋找良導電的陡立薄礦脈，應根據(jù)有工業(yè)意義的最小礦脈的大小確定AO。實驗表明，最佳極距應選為AO＝L+l（L和l分別為脈狀體的走向長度和下延長度之半）。 確定測量極距MN大小的原則是在不明顯降低異常的前提下，盡量采用較大的MN。在實際工作中，一股使MN等于測點距，而測點距的確定則取決于異常范圍大小。在詳查時，測點距一般選為MN＝（1/5～1/3）AO。

對稱四極剖面法的應用 對稱四極剖面法主要應用于地質(zhì)填圖，研究覆蓋層下基巖的起伏和為水文、工程地質(zhì)提供有關(guān)疏松層中電性不均勻體的分布以及疏松層下的地質(zhì)構(gòu)造等。精選ppt中間梯度法的應用 中間梯度法是用于追索陡立高阻脈狀體的有效方法。由于許多熱液型礦床與高阻巖脈在成因或空間上有密切關(guān)系，因此追索高阻巖脈便具有直接找礦意義。 中梯法的供電電極距（AB）很大，通常為幾百米到幾千米。因為AB越大，均勻電流場的分布范圍越寬，因此測量范圍越大。在主剖面上，一般可測區(qū)段為其中部的(1/2～1/3)AB，在平行于主剖面的旁側(cè)剖面上，其與主剖面的最大垂直距離不應超過1/6AB。由于中梯法布置一次供電電極，可同時觀測數(shù)條測線，因此，該法生產(chǎn)效率較高。

精選ppt

偶極剖面法在各種金屬礦上的異常反映也是相當明顯的。加之，由于它的供電電極AB和測量電極MN是分開的，且所需導線均很短，因此它在減弱游散電流或電磁感應作用引起的干擾方面，相對其它裝置有明顯的優(yōu)越性。偶極剖面法的主要缺點是，當極距較大時，在一個礦體上往往可出現(xiàn)兩個異常。故當有多個礦體存在或圍巖電性不均勻時，將使曲線變得很復雜，給解釋工作帶來困難。盡管如此，偶極剖面法在實際找礦和填圖工作中仍取得了較好的地質(zhì)效果。偶極剖面法的應用精選ppt電阻率測深法的應用（一）電極距的選擇供電電極距AB的選擇：最小AB距離應能使電測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距離應能滿足勘探深度的要求，并保證測深曲線尾支完整，可解釋出最后一個電性層；為使曲線光滑，以保證解釋精度，各供電電極距在對數(shù)的AB/2軸上應均勻分布，一般使相鄰兩極距在模數(shù)為6.25cm對數(shù)紙上相距約0.5～1.5cm。測量電極距MN的選擇：在實際工作中，由于AB極距的不斷加大，MN距離如始終保持不變，那么當AB極距很大時，MN電位差將會太小，以至于無法觀測。因此，隨著AB極距的加大，往往也需要適當加大MN距離，通常要求MN滿足條件AB/3>=MN>1/30AB精選ppt充電法和自然電場法

充電法屬人工場法，主要用于良導電礦體的詳查或勘探階段。自然電場法屬天然場法，主要用于普查找礦階段。此外，這兩種方法還可用來解決某些水文地質(zhì)和工程地質(zhì)問題。

精選ppt充電法的應用（一）充電法的應用范圍及應用條件充電法可以用來解決以下幾方面的地質(zhì)問題：1．確定已揭露（或出露）礦體隱伏部分的形狀、產(chǎn)狀、規(guī)模、平面分布位置及深度；2．確定已知相鄰礦體之間的連接關(guān)系；3．在已知礦附近找盲礦體；4．利用單井測定地下水的流向和流速；5．研究滑坡及追蹤地下金屬管線等。充電法的應用條件是：1．被研究的對象（充電體）至少已有一處被揭露或出露，以便設置充電點。2．充電體相對圍巖應是良導電體。3．充電體規(guī)模越大，埋藏越淺，應用充電法的效果越理想。充電法的最大研究深度一般僅為充電體延伸長度之半。充電法主要用于詳查或勘探階段。

精選ppt自然電場法的應用 自然電場法是進行硫化金屬礦和石墨礦快速普查、乃至詳查的有效方法；在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)調(diào)查中也應用相當廣泛；還常常利用自然電場法普查找礦的面積性觀測成果，對石墨化或黃鐵礦化地層和構(gòu)造破碎帶進行地質(zhì)填圖，提供進一步找礦的遠景地段。

自然電場法的觀測方式和充電法的觀測方式相似，最常用的是電位觀測法；當工作地區(qū)游散電流干擾嚴重時，可采用電位梯度觀測法；用于解決水文地質(zhì)問題時，還可采用電位梯度環(huán)形測量法。 與電阻率法和充電法不同，自然電場法不能用極化補償器來消除極差的影響，因此，測量電極需采用“不極化電極”。常用的不極化電極有Cu－CuSO4和Pb—PbCl不極化電極。

精選ppt高密度電阻率法精選ppt精選ppt（三）球體異常與MN大小的關(guān)系

曲線異常范圍隨MN增加而變寬強度隨MN增加而減小當圍巖極化率不均勻或有近地表不均勻體存在時，適當加大MN可以壓制干擾、平滑曲線二次場在MN=1/4h0時取得極大值，所以為了克服高接地電阻和低阻覆蓋層的影響，應選用最佳MN距離精選ppt精選ppt精選ppt有覆蓋層時中梯裝置的激電異常相對無覆蓋層而言：高阻覆蓋層：異常幅度變大，曲線變陡低阻覆蓋層：異常幅度變小，曲線變緩H=1,h0=61：u21=99，2：u21=43：u21=1，4：u21=0.55：u21=0.256：u21=0.117：u21=0.042精選ppt測線與礦體走向斜交精選ppt起伏地形條件下中梯裝置的激電異常純起伏地形不產(chǎn)生假激電異常但對異常的大小、形態(tài)和特征點位置有影響精選ppt激發(fā)極化法的應用一、激發(fā)極化法的應用范圍激電法的應用范圍很廣，無論在金屬與非金屬固體礦產(chǎn)的勘查，還是在尋找地下水資源、油氣礦藏和地熱田方面，都獲得了成功的應用。（一）金屬與非金屬固體礦產(chǎn)的勘查在過去相當長的時期內(nèi)，激電法主要用于普查硫化多金屬礦。由于這類礦床往往不含磁性礦物，且礦石多呈浸染狀結(jié)構(gòu)，磁法和其它電法的找礦效果欠佳，激電法成為尋找銅、鉛、鋅、鈉等有色金屬礦的主要方法。近年來，激電法在尋找無磁或弱磁性黑色金屬礦、貴金屬礦、稀有金屬礦和放射性礦床等方面，也發(fā)揮著越來越大的作用。這些礦種或者是因其本身具有一定的激電效應，或者是因其與具有激電效應的蝕變礦化共生，因而能用激電法直接或間接找到。此外，硫鐵礦和石墨這兩種非金屬礦也是激電法的有利找礦對象；不過，大多數(shù)電法勘探方法都能成功地用來尋找這類良導電礦。激電法用于勘查上述固體礦產(chǎn)的主要優(yōu)點是能找到百分含量不高的浸染狀礦，這是其它任何電法所不能比擬的;此外，其它電法令人頭痛的地形不平和導電性不均勻等干擾因素,不會形成激電法的假異常。精選ppt（三）油氣田和地熱田勘查

用激電法找油氣田和地熱田的共同點是，都以探測油氣田或地熱田上部的次生黃鐵礦的激電效應為基礎。次生黃鐵礦的深度遠比油氣層或地熱儲的深度小，因此，地面激電法有可能探測到由它們引起的激電異常，雖然通常是十分微弱的。

常規(guī)油氣物探方法主要是探測有利于儲藏油氣的地質(zhì)構(gòu)造；而激電法則是探測與油氣有關(guān)的激電效應。故在一段時間人們常說是激電法“直接”找油氣。其實，它畢竟還是探測由油氣活動形成的次生黃鐵礦的效應，所以仍屬間接找油氣。精選ppt3激發(fā)極化法的應用復電阻率法:這種方法通過對實測復頻譜的反演，可以識別和劃分出激電和電磁耦合效應；并根據(jù)反演獲得的激電譜參數(shù)（Ps0，ms，Cs和τs），按結(jié)構(gòu)區(qū)分引起激電異常的極化體和發(fā)現(xiàn)深部隱伏礦。由于進行譜參數(shù)反演時有多解性，故應通過試驗工作小心地總結(jié)該地質(zhì)環(huán)境下的有關(guān)規(guī)律，以減少或消除多解性。頻譜激電法的儀器、裝備、觀測技術(shù)、數(shù)據(jù)處理和推斷解釋理論都比較復雜；此外，它必須在若干頻率上逐個頻率進行觀測，因而生產(chǎn)效率很低。所以，這種方法宜用作異常檢查、評價和在有希望的地段發(fā)現(xiàn)深部礦，而不適用于普查找礦。精選ppt3激發(fā)極化法的應用時間域譜激電法：是既保持頻譜激電法能獲得豐富信息的優(yōu)點，又能提高生產(chǎn)效率的一種新方法。這種方法觀測直流脈沖激發(fā)下總場電位差的充電過程ΔU(T)（次要的）和斷電后二次電位差的放電過程ΔU2(t)（主要的）。根據(jù)時間特性和頻率特性的等效性可知，時間域譜激電法能獲得頻譜激電法同樣的信息；而前者原則上講只要作一次測量便可獲得所需的時間譜數(shù)據(jù)。由于微電子技術(shù)的發(fā)展，當代時間域激電測量系統(tǒng)已能通過自動跟蹤和補償極化電位差、信號增強技術(shù)和數(shù)字濾波等來有效地壓制干擾，克服早期時間域測量的缺點，使時間域譜激電測量成為可能。不過，目前時間域譜激電法還有一些理論和技術(shù)問題有待研究和完善，可能還要經(jīng)過幾年才能成熟。精選ppt三、裝置類型的選擇

（一）中間梯度裝置中梯裝置的一個主要優(yōu)點，是敷設一次供電導線和供電電極A、B便能在相當大的面積上測量，特別是還能用幾臺“遠點啟動”的接收機同時在該面積上觀測，因而具有較高的生產(chǎn)效率；此外，它在A、B間的中間地段測量，接近水平均勻極化條件，故對各種形狀、產(chǎn)狀和相對導電性的極化體均可得到相當大的異常；而且異常形態(tài)較簡單，易于解釋。中梯裝置的特點是供電電極距較大，這導致它的兩大缺點：（1）要求較大的供電電流強度，這使得它的裝備比較笨重。（2）電磁耦合干擾較強；不過，在時間域觀測中選用幾百毫秒或更長的延時，可有效地降低這種干擾。故在時間域激電法中，中梯裝置應用最廣。在普查找礦中主要采用縱向中梯；而橫向中梯主要用于解決某些專門問題，如在普遍礦化背景上，劃分良導電富集（礦）帶和確定礦化體走向長度等。精選ppt三、裝置類型的選擇（二）聯(lián)合剖面裝置

聯(lián)剖裝置能得到兩條ηs曲線，將兩條（ηsA和ηsB）曲線配合起來作推斷解釋，能較準確確定極化體位置（根據(jù)“反交點”）和判斷極化體傾向。但聯(lián)剖ηs曲線較復雜，對相鄰極化體的分辨能力較差，且對近地表小極化體的干擾反映較靈敏，地形對異常的畸變也較明顯和復雜；此外，從工作方法和技術(shù)看，電極距對聯(lián)剖異常的影響較大，恰當?shù)剡x用電極距對聯(lián)剖裝置很重要，有時甚至需用幾種電極距作測量，這會使生產(chǎn)效率降低；聯(lián)剖需要敷設一條“無窮遠線”，這不僅使裝置笨重，生產(chǎn)效率低，而且電磁耦合干擾問題較大。故聯(lián)剖不用作普查找礦的基本裝置，僅在詳查中為解決特定問題（如確定極化體位置和產(chǎn)狀等），才在少數(shù)剖面上布置激電聯(lián)剖測量；而且多在時間域激電法中采用。精選ppt三、裝置類型的選擇（四）對稱四極測深裝置測深裝置是由電阻率法研究層狀構(gòu)造發(fā)展起來的，在層狀大地條件下，它可提供地電斷面隨深度變化的資料，以確定各層深度、厚度和電參數(shù)。但是,對激電法中經(jīng)常遇到的水平寬度和走向長度都有限的局部極化體,激電測深通常只能提供極化體埋深的資料。利用激電測深確定局部極化體的下延深度和電參數(shù)，目前尚無有效方法。當?shù)仉姅嗝孑^復雜（如斷面中存在兩個或多個相鄰近的極化體），其它裝置對異常的分辨能力很差時，布置剖面性的激電測深，并繪制ηs等值線斷面圖，能較好地反映斷面中極化體的分布和產(chǎn)狀。對于分布范圍較大的緩傾斜層狀極化體，其它裝置通常反映不好；布置面積性激電測深，并利用ηs等值線斷面圖，逐個剖面追蹤和圈定極化體，可取得較好效果。但由于激電測深法生產(chǎn)效率低，故凡用其它裝置能解決問題的，盡量不采用激電測深。在實際生產(chǎn)中，一般只在已發(fā)現(xiàn)異常的中心布置個別激電測深點（常作十字測深，即A、B分別沿異常走向和垂直異常走向布極，作兩次測深觀測），主要任務是確定極化體埋深和判斷極化體與圍巖的相對導電性。此外，激電找水工作中，經(jīng)常使用測深裝置。激電測深裝置的電磁耦合干擾也比較嚴重，很少用于頻率域測量。精選ppt三、裝置類型的選擇（五）偶極裝置

偶極裝置的激電異常幅度較大，對覆蓋層的穿透能力較強；在采用多個偶極間隔系數(shù)工作時，兼有剖面法和測深法雙重性質(zhì)，對極化體形狀和產(chǎn)狀的分辨能力較強；此外，在各種電極裝置中，這種裝置的電磁耦合干擾最小。偶極裝置的缺點是：異常形狀較復雜，常需用多個偶極間隔系數(shù)作測量，繪出擬斷面圖，異常才好解釋；在用同樣大的電極距工作時，它要求的供電電流較大；此外，在野外工作中，需要逐點移動供電電極A、B。這些都使偶極裝置的生產(chǎn)效率較低和成本較高。在我國，偶極裝置主要用于電磁耦合問題比較突出的頻率域激電法。精選ppt變種方法工作場合頻率域電磁法頻率域電磁剖面法被動源法音頻天然電場法地面航空甚低頻法主動源法大定源回線法實、虛份量法地面航空井中振幅比-相位差法電磁偶極剖面法虛分量-振幅比法水平線圈法傾角法頻率域電磁測深法被動源法大地電磁測深法地面音頻大地電磁法主動源法頻率測深法可控源音頻大地電磁法時間域電磁法瞬變電磁剖面法地面航空井中瞬變電磁測深法地面精選ppt應用領(lǐng)域：電磁剖面法主要應用于有用礦床的普查、地質(zhì)填圖以及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查中。普查對象主要是礦體、接觸帶、裂隙破碎帶、陡傾斜地層、巖溶帶、古河床等。探測深度：一般情況下，人工主動源電磁剖面法的研究深度為幾十米到一、二百米。對于大地電磁剖面法，其研究深度可達到結(jié)晶基底，并可提供研究區(qū)域填圖的基礎資料。方法種類和場源形式：電磁剖面法的常用方法為不接地回線法和電磁偶極剖面法以及航空電磁法等。這些方法既可在頻率域中采用，也可在時間域中采用。被動源方法主要有甚低頻法和大地電磁法。

電磁剖面法精選ppt不接地回線法是在均勻場或似均勻場中研究水平或緩傾斜產(chǎn)狀良導礦體的一種詳查方法。測網(wǎng)可布置在回線內(nèi)、外?？裳販y線逐點觀測交變磁場的垂直分量或沿剖面方向的水平分量的實部和虛部，也可觀測它們的振幅和相位。這時，必須從發(fā)射源或回線引入一相位參考信號，因而需要拖帶很長的傳輸線。最簡單的觀測方式則是只測量垂直分量振幅，此時不需要引入相位信號，工作輕便，效率高。為了觀測到穩(wěn)定的振幅異常值，必須使發(fā)射和接收裝置的性能穩(wěn)定，否則便出現(xiàn)假異常。

不接地回線法的應用精選ppt電磁偶極剖面法的供電和接收裝置多半采用小型多匝線框。有時也可采用A、B接地裝置。這些方法的基本特點是，裝置輕便，使用靈活，工作效率高；可選擇與地質(zhì)體有較強耦合關(guān)系的發(fā)射方式，從而提高探測能力；但勘探深度較淺。將發(fā)、收線框間的空間相互位置關(guān)系稱為工作裝置或觀測系統(tǒng)。當發(fā)射和接收線框保持一定距離（收一發(fā)距）同時移動逐點觀測時，稱為動源式工作裝置。其中又分成：（1）發(fā)、收線框在同一條測線上者稱為同線裝置；（2）發(fā)、收線框分別在兩條測線同號點上者稱為旁線裝置。發(fā)射線框在測線外某一點上固定不動，而接收線框在測線上逐點移動的裝置，稱為定源式工作裝置。其中用直立線框作場源的，稱為垂直線框裝置，用水平線框作場源的，稱為水平線框裝置。電磁偶極剖面法精選ppt電磁測深法是根據(jù)電磁感應原理研究天然或人工（可控）場源在大地中激勵的電磁場分布，并由觀測到的電磁場值來研究地電參數(shù)沿深度的變化。目前常用的電磁測深方法，有天然場源的大地電磁測深方法、人工源頻率電磁測深方法（簡稱頻率測深法）及人工源瞬變電磁測深方法（簡稱瞬變測深法）。前二者屬于頻率域方法，是通過改變頻率來控制探測深度；后者為時間域方法。在我國，電磁測探方法在探測地殼和上地慢的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，在普查石油天然氣、煤田、地熱田以及在尋找