地电法勘探
电法勘探是以研究对象和围岩之间的电性差异为基础，利用物理学原理，通过观测和分析天然及人工电磁场的空间和时间分布规律，查明地质构造和寻找矿产的一种地球物理方法。
2 电法勘探简史
电法勘探的发展历史并不长，真正利用地电场进行电法勘探的时间，大致始于19世纪末和20世纪初。
其中，在天然场源方面：1835年英国学者福克斯(R.W.Fox)首先用自然电场法发现了一个硫化矿床；20世纪初开始将大地电流法用于矿产资源勘探；20世纪50年代前苏联学者吉洪诺夫和法国学者卡尼亚(L.Caniard)建立了探测地球深部电性结构的大地电磁测深法。
在人工场源方面：19世纪末提出的电阻率法到20世纪初已趋成熟；1920年由法国学者施伦贝尔热(c.Schlumberger)发现的激电效应，后经各国学者的深入研究于20世纪50年代形成了激发极化法；电磁剖面法始于1917年，于1925年首次获得找矿效果。
20世纪80年代以来，随着经济建设的迅猛发展和科学技术的不断进步，人工源频率测深法和瞬变测深法在前苏联学者考夫曼(A.A.Kofman)和美国学者凯乐(G.V.Keller)共同建立的理论基础上发展较快，与此同时由加拿大学者D.W.Strangway和M.A.Goldstein提出的可控源音频大地电磁法以及由德国最早提出的探地雷达法和由日本率先实现的高密度电阻率法等方法，在资源、工程、环境等方面都得到了迅速发展与应用。
此外，由前苏联于20世纪70—80年代研究提出的压电法和震电法，近年来已取得一定进展，有望能用于矿产资源勘查和地质灾害的预报中。
电法勘探在我国的发展：
我国的电法勘探始于20世纪30年代。1936年丁毅在安徽当涂铁矿进行了电法勘探工作。1939到1942年顾功叙在云南东川汤丹、易门铜矿开展了自然电场测量等电法工作。
系统的电法勘探主要是在新中国成立后才逐步发展起来，并在深部构造、固体矿产、石油、水文和工程以及环境等各个领域的勘测调查中发挥了重要作用。
早在20世纪50年代末，我国就开始了激发极化法的实验研究，当时是以直流(时间域)激电法为主，发展了短导线测量和近场源激电法等。
到20世纪70年代开始研究推广交流(频率域)激电法，主要是变频法。为了适应我国金属矿区地形复杂、交通不便的情况，中南工业大学何继善等提出了双频激电法。它是对变频法的重要发展，目前已在全国推广，并在国外开展了工作。除了金属矿之外，激电法用于寻找水资源，也发挥了重要作用，取得了显著经济和社会效益。
我国于上个世纪80年代初开始频谱激电法的理论研究和仪器研制。在方法的物理化学基础、模拟相似准则、复杂条件下三维体的激电和电磁模拟以及由视谱直接反演真谱参数等方面的研究成果，均具有较高理论水平和实用价值。在野外数据采集方法和数据处理与解释软件方面也都达到规范化的要求。我国在20世纪80年代中期开始开展CSAMT法的试验和生产工作，并取得良好的地质效果。我国学者(罗延钟，1995)利用迭代法和数值逼近法建立了新的近场校正方法，并且建立的双极源CSAMT法一维正、反演算法，取得很好效果。
随着研究的深人和实际工作的需要，以及计算机技术和计算方法的进步，电法成像近年来发展很快。我国在这一领域中的理论和方法也取得许多成果。其中井间无线电波透视开展最早，并在勘查金属盲矿体和岩洞等方面取得实际效果。在石油勘探方面也取得很好的实验效果。采用阵列观测方式的直流电阻率成像方法，是电法近年来发展的一个方面。我国在仪器制造、正反演理论研究和实际应用等方面都达到较高水平。
电法勘探是应用地球物理学中方法种类最多，应用面最广的一种方法。因此，电法勘探的方法种类很多，分类方法也不尽相同。在以往的教科书中，有的将其分成直流电法和交流电法两大类；有的则将其分成传导类电法和感应类电法两大类；也有的又不分类。
电法勘探分为主动源电法勘探方法、被动源电法勘探方法以及其他电法勘探方法。
按此方法分类时，则在主动源电法勘探方法有：电阻率法、激发极化法、充电法和电磁法。在被动源电法方面的常用方法有：自然电场法、大地电磁测深法和甚低频电磁法。
其他电法勘探方法有：航空电磁法、可控源音频大地电磁法、探地雷达法、海洋电法和震电法。
4.主动源电法勘探
利用人工建立的地电场进行电法勘探的方法，我们称其为主动源电法勘探方法(简称主动源方法)。由于它们的场源形式较多、适应性强，所以应用范围很广。
主动源电法勘探方法—电阻率法：电阻率法是以地壳中岩石和矿石的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中电流场(稳定场或交变场)的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探分支方法。实践证明，电阻率法无论是在普查金属、非金属矿产和研究地质构造方面，还是在水文、工程、环境地质电查以及勘查能源等方面，均取得了良好的地质效果，发挥着重要作用。
主动源电法勘探方法-激发极化法：激发极化法(简称激电法)是以地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的直流(时间域)或交流(频率域)激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探分支方法。实践证明，激电法是勘查各类金属矿产的主要方法，特别是对电阻率与围岩相差不大的浸染型金属矿床而言，与电阻率法和电磁法相比更为有效。
主动源电法勘探方法-充电法：所谓充电法，顾名思义，可知它是一种向矿体充电，然后通过观测其充电电场的空间分布来了解矿体规模大小和赋存状态的电法勘探方法。
主动源电法勘探方法-电磁法：电磁(EM)法，是以地壳中岩、矿石的导电性、导磁性和介电性为主要物质基础，根据电磁感应原理，通过观测和研究电磁场的空间与时间分布规律，来寻找地下有用矿产资源和解决地质、环境工程等问题的一组电法勘探方法。它的全称是感应电磁法。
5.被动源电法勘探方法
利用天然存在的或由某些部门已经建立的电场、电磁场进行电法勘探的方法，我们称其为被动源电法。由于它们无须由勘探者去建立场源，因此装备十分轻便，工作效率较高。
被动源电法勘探方法-自然电场法：自然电场法(简称自电法)，它是利用岩、矿石由于电化学作用在周围产生的自然极化电场进行找矿、填图和解决水文地质问题的一种被动源电法勘探方法。
被动源电法勘探方法-大地电磁测深法：大地电磁测深法(MT)是利用大地中频率范围很宽(10-4～104 Hz)广泛分布的天然变化的电磁场，进行深部地质构造研究的一种频率域电磁测深法。由于该法不需要人工建立场源，装备轻便、成本低，且具有比人工源频率测深法更大的勘探深度，所以除主要用于研究地壳和上地幔地质构造外，也常被用来进行油气勘查、地热勘探以及地震预报等研究工作。
被动源电法勘探方法-甚低频法：甚低频法(VLF)是利用分散在全球各地数十个频率为15～25kHz的长波电台作为场源，进行地质矿产及水资源勘查。这些长波电台是为远方的潜艇导航及通信而建立的，功率强大(500～1000kW)，信号稳定。由于VLF法无需发射设备，因此
装备非常轻便，工作效率高，成本低，所以很快便在许多国家得到推广应用。近30多年来，VLF法在寻找良导电的金属矿床、找水以及进行地质填图等方面取得了很好的地质效果。
6.岩矿石电阻率概念，物理意义，影响参数
（1）概念
单位长度、单位截面积的材料的电阻大小称为该材料的电阻率
在电法勘探中，用来表征岩、矿石导电性好坏的参数为电阻率(ρ)
矿物电阻率值是在一定范围内变化的。同种矿物可有不同的电阻率值，不同矿物也可有相同的电阻率值。因此，由矿物组成的岩石和矿石的电阻率也必然有较大的变化范围。
岩矿石电阻率而言，也有类似的情况。其电阻率值除与组成矿石的矿物成分、含量有关外，更主要地乃由矿物颗粒的结构构造所决定。
（2）物理意义
当电流垂直流过单位长度、单位截面积的体积时，该体积中物质所呈现的电阻值即为该物质的电阻率。根据物理学定义，均匀介质中直流电路的电阻R和介质的长度L成正比，和电流通过的横截面积S成反比：R=ρL/S，所以ρ=RS/L
（3）影响参数
导电矿物含量，岩、矿石的结构、构造、孔隙度，岩矿石的含水量及含水矿化度，温度、压力。
与成分和结构的关系：
导电矿物含量相当大(≥80％)时，对岩石电阻率才有明显作用。主要决定于它们的连通情况，连通者起的作用大，孤立者起的作用小。
两种电阻率分别为ρ1和ρ2的薄层岩石交替成层，它们的总厚度分别为h1和h2，则可按电阻并联和串联的关系，不难得到沿层理方向和垂直层理方向的电阻率表达式：
与所含水分的关系：
地下水及其他天然水的电阻率均较低，通常小于100Ω.M，并且含盐分越多，电阻率值越低。岩、矿石中所含水分的多少(或湿度大小)对其电阻率值有较大影响。一般含水量大的岩石电阻率较低，而含水量小或干燥岩石的电阻率较高。岩石含水量的大小，主要决定于岩石本身的孔隙度及当地的水文地质条件。在潜水面以下，岩石孔隙通常被地下水所充满，此时，岩石的湿度便等于其孔隙度。
与温度的关系：
离子导电岩石的电阻率却随温度的增高而变小。电子导体矿物、矿石的电阻率随温度增高而变大
综上所述，影响岩、矿石电阻率的因素是多面的。
在金属矿产普查和勘探中，岩、矿石中良导电矿物的含量及结构是主要影响因素。
在水文、工程地质调查和沉积区构造普查、勘探中，岩石的孔隙度、含水饱和度及矿化度等成了决定性因素。
在地热研究、地震地质及深部地质构造研究中，温度及地应力变化却成了应考虑的主要因素。
7.激发极化效应定义，时间域参数，频率域参数p16
（1）定义
在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场的现象，称为激发极化效应（简称激电
效应），它是岩、矿石及其所含水溶液在电流作用下所发生的复杂电化学过程的结果。
激发极化法（简称激电法）便是以不同岩、矿石激电效应的差异为基础，通过观测和研究大地激电效应来探查地下地质情况的一种分支电法。激发极化法的应用范围很广，无论在金属与非金属固体矿产的勘查，还是在寻找地下水资源、油气藏和地热田方面，都取得了良好的地质效果。
（2）时间域参数
极化率：二次场/总场
半衰时：二次场衰减至自身一半的时间
（3）频率域参数
频散率：在高低两个频率供电电流相等的条件下所测电场幅值之相对变化率称频散率，一般用百分数表示。
复电阻率频谱:
在极限条件下，有
即：极限频散率与极限极化率相等，对非极限条件下二者不相等，但保持正比关系。从而，形成“变频激电法”。
相位（p27)
8.柯尔—柯尔模型
体极化特性与频率特性的定量描述：
W . H . Pelton基于大量岩石、矿石和露头的测量，1978年提出复电阻率的频谱理论模型式柯尔-柯尔模型
式中：ρ0为f＝０时的(等效)电阻率，m为充电率（极限极化率），c为频率相关系数，是常数。
由于ρ（iω）为复数，可写作
相应的复电阻率的振幅和相位的频谱特征与实测的频谱特征相似。
不同的岩、矿石的柯尔-柯尔模型参数具有明显的差异。如：τ值，对于电子导体而言：导体颗粒之间连通程度差的，τ值较小，一般小于n╳10-1s，连通程度好，一般大于n╳102s。由此可见，利用实测的复电阻率的ρ（iw），反算出柯尔-柯尔模型参数，由τ值便可区分激电异常的属性；同时，由c 值区分激电异常（0.1 ~ 0.6）和电磁耦合效应（0.95 ~ 1.0）异常。
9控制方程—拉普拉斯方程(p61)
10欧姆定律宏观微观（电流密度，场强.....）
11.欧姆定律微分形式
12.点源半空间均匀场电势表达式p62
13.影响电阻率的因素
14电场分布
15.均匀介质电阻率表达公式
16.装置系数的概念，影响因素
它由四个电极间的相对位置决定。
17视电阻率定义
18认识低阻体高阻体的图
19.剖面法定义
20.测深法定义
21.装置形式图
22.每种装置的装置系数（ppt第四讲）
23.电测深曲线的类型
24.最佳电极距
25.有异常体的特征（联合剖面，中间梯度形式，对异常体曲线的反应）(ppt第四讲）
一、充电法
1.充电法的原理
充电法：对地下良导体进行充电，以建立地下电流场，在地面观测各点电位或电位梯度，实现对良导体进行勘探方法称为充电法。
二、激发极化法
1.假说、成因、条件
双电层形变假说P17
薄膜极化假说：
条件：粘土矿物颗粒间孔隙直径与扩散层厚度相当； 双电层形成机理：与双电层形变双电层形成类似。
极化过程：外电场驱动，窄孔隙处，电流流出端阳离子堆积；宽孔隙处相反。形成化学浓度梯度和电势垒。
放电过程：外电场撤销，浓度梯度恢复平衡，电势垒放电，双电层复原。
2. 类型
1）“面极化”
特点：激发极化效应主要发生在导体与溶液的界面上，如致密的金属矿或石墨等； （2）“体极化”
特点：是极化单元（微小的金属矿物或岩石颗粒）成体分布于整个极化体中。如浸染状金属矿和矿化、岩石以及离子导体的激发极化都属此类。 特别提示：
“面极化”和“体极化” 只具有相对意义。从微观上看，所有激发极化都是面极化。野外观测到的激电效应是无数微小单元（电子导体或/和离子导体）的整体激电效应，且无法区分，也可认为是一种“体极化”效应。 3. 极化率、半衰时频散率表达式
极化率：
△U(T)为供电后 T 时刻电极MN 之间的电位差，总场电位差；
△U 2(t)为断电后 t 时刻电极MN 之间的电位差，二次场电位差。 半衰时：二瓷厂衰减制自身一半的时间
频散率P ：
4. 在黏土和水中用哪个极化率大
水大，极化率大 5. 激发极化法的优缺点
()()
()2,100%
U t T t U T η?=
??%
1002
2
1???-?=
f f f V V V
P
6.为什么采用不极化电极
防止干扰
三、高密度电法
1.概念
高密度电阻率法是集测深和剖面法于一体的一种多装置、多极距的组合方法，它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息的特点。
2.优点
①电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为
野外数据的快速和自动测量奠定了基础。
②能有效的进行多种电极排列方式的扫描测量，团而可以获得较丰富的关于
地电断面结构特征的地质信息。
③野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，而且避免了由
于手工操作所出现的错误。
④可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可自动绘制和
打印各种成果图件。
⑤与传统的电阻率法相比，成本低、效率高，信息丰富，解释方便。勘探能
力显著提高。
3.装置形式P208
电法勘探 勘探 物探
1.1.2 均匀介质中的稳定电流场 一、稳定电流场的性质 （一）稳定电流场中的欧姆定律 在稳定电流场中的任意点上，电流密度矢量j 与电场强度E 在数量上成正比，比例系 数为该点岩石的电阻率，即 σρ==E j E (1.2.1) 这便是稳定电流场欧姆定律的微分形式。无论介质均匀与否，这个公式都适用。因为在 介质不均匀的情况下，我们总能选取一个足够小的体积元，并将其电阻率看作不变。在各向 同性介质中，ρ为标量。 （二）稳定电流场电流的连续性 对于稳定电流场，包含电流为I 的电流源的任意闭合面的通量表达式为 d s S Ι?=? j n (1.2.2) 式中S 为包围电流源的闭合曲面，n 为面元的单位法向矢量。如果S 中不包含电流源，上式 成为 d s S 0?=? j n (1.2.3) 此式是电流连续性的积分表达式。即除去场源点外，流入流出任一闭合面的电流的代数和为 零。它说明在稳定电流场中电流是连续的。其微分形式为 div 0=j (1.2.4) 它表明，电流密度矢量j 沿空间直角坐标系的三个方向的变化率的总和为零。即在稳定电流 场中，不含电源的任一点处不会有正或负电荷的堆积；或者说，电流线总是连续的，不会在 场中无原处消失，也不会无源而生。 （三）稳定电流场的势场性质 从稳定电场的上述性质可知，电流在空间的分布是稳定的，即不随时间而改变。因此， 它和静电场一样是一种势场。在稳定电场中任一点M 处的电位U ，等于将单位正电荷从M 点移到无限远处，电场力所做的功： d M U ∞ =? E l (1.2.5) 故电场强度与电位有关系： grad U =-E (1.2.6) 势场是一种无旋场，在地中由导电岩石组成的任一闭合回路中，电流场所做的功恒等于 零，即
电法勘探原理与方法-习题与答案
电法勘探作业题 1.简述影响岩、矿石电阻率的主要因素。 2.根据电阻率串并联的关系，推导层状岩石沿层理方向和垂直层理方向的电阻率公式ρn 和ρt。 3.地面上两个异性电流源A(+I)和B(-I)供电，在地下均匀半空间建立稳定电流场，试回答 下列问题： (1)求A、B连线中垂线上深度为h处的电流密度J n的表达式。 (2)计算并绘图说明深度为h处的电流密度随AB的变化规律。 (3)确定电流密度为最大时，供电极距AB与h的关系。 4.画图说明地下半空间水平、垂直和倾斜电偶极子所产生的电位和场强的基本规律。 5.画图说明电阻率剖面法的几种类型。 6.推导全空间均匀电流场中球体外一点的电位表达式。 7.用“镜像法”推导点电源垂直接触面两侧的电位公式p71。 8.用视电阻率的微分形式分析三极剖面法ρ1A曲线特点，其中ρ1=50Ω.m， ρ2=10Ω.m。 9.在水平层状介质的地表上，由点电源的电位通解形式出发，推导出两层介质时地表的转 换函数表达式。 10.画图说明三层介质时对称四极测深的视电阻率曲线类型。 11.激发极化效应定义及影响因素。 12.解释名称，并说明三者的异同点。 （1）面极化和体极化。 （2）极化率和频散率。 （3）电阻率与等效电阻率。 13.写出下列参数的表达式及相互关系。 （1）视极化率。 （2）视频散率。 （3）等效电阻率。 14.在均匀大地表面，当采用AB=1000m,MN=40m的激电中梯测量时，为保证?U2不小于 3mv,需要多大的供电电流？ 15.为什么岩石极化率均匀时，地形不会产生极化率异常？ 16.翻译专业术语：高密度电阻率法、激发极化发法、可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法 及缩写。 17.写出柯尔－柯尔模型，说明各参量的含义： 1 ()[1(1)] 1() s c i m i ρωρ ωτ =-- + 18.简述瞬变电磁法（TEM）的工作原理 19.简述频率域测深法（FEM）的工作原理 20.写出趋肤深度定义以及表达式 21.视电阻率的定义？ 22.岩矿石有哪些电磁学性质？ 23. 趋肤深度、有效深度及波束的关系： 1 )(1) () () k i i m Z m δ δ ==-=- =≈ =≈ 有效 MN S MN j j ρρ =?
学学期《电法勘探原理与方法》
成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷 注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。 一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分） 1、接地电阻 2、电磁波波数 3、正交点 4、视极化率 5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题 1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层 4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ） 5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ） A 电阻率法 B 激发极化法 C 电磁感应法 得分 得分
6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（） A 63伏 B 90伏 C 120伏 7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（） A 电位图 B 电阻率图 C 电场强度图 8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中， 给出地电模型是（） A 二层模型 B 三层模型 C 四层模型 9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（） A SURFER软件 B GRAPHER 软件 C GEOPRO 软件 10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（） A 中间梯度装置 B 对称四极装置 C 偶极装置 11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 陡立低阻矿体 B 陡立高阻矿体 C 水平的高阻矿体 12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 直立的低阻矿体 B 直立的高阻矿体 C 水平的低阻矿体 13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（） A中梯法 B联剖法 C 回线法 14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（）
高密度电法实习报告(物探)
高密度电阻率法实习报告 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2014/11/5
一、实验目的 在实际地质勘察的工作中，物探技术是必不可少的，其具有使用方便、快捷、成本小的优点，可以迅速的获取工程区域的相关地层地质情况。高密度电阻率法又是其中使用非常广泛的一种物探方法，是工程地质人员在今后的工作中经常使用的一种技术手段，所以我们有必要熟练的掌握高密度电阻率法的试验方法和数据解释。 二、实验原理 高密度电阻率法是结合电剖面和电测深的直流勘探方法，它是在常规电阻率法的基础上发展起来的，仍然以岩土体的电性差异的为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化规律。但它相对传统电阻率法而言，具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等优点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反应地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性纵向的电性变化的情况，具备电剖面法和电测深法的综合探测能力。 高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大，当隔离系数n主次增大时电极距也逐次增大，对地下深部介质的反应能力亦逐步增加。由于岩土剖面的测点总数是固定的，因此，当极距扩大时，反映不同勘探深度的测点将依次减少。通常把高密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为na的点位上，整条剖面的测量结果就表示成为一种倒三角梯形的电性分布及工作剖面。 此次试验高密度电法用到两种装置： α排列（温纳装置AMNB）：Kα=2πa β排列（偶极装置AMBN）：Kβ=6πa
三、实验内容及步骤 测区：兰州大学榆中校区东区教学楼南侧草坪，测区地势平坦，地表植被除傍边有一排行道树外均为矮小杂草，见图1。 图1 测线布置方式：沿正东的方向布置单条侧线，电极间距a=8m，共n=32个电极。装置方式为温纳四极和偶极法依次进行。 步骤： （1）检查实验仪器; （2）将所用钢钎沿测线方向间隔一定距离插入土层中，要求与土层良好接触，将测线固定在钢钎上，使其相互接触； （3）将测线与仪器连接，进行电阻检测，检查各段测线与钢钎是否良好接触； （4）根据布设情况，选定参数及试验方法，开始测量； （5）将所得的视电阻率数据运用反演软件RES2DINV进行数据处理； （6）根据数据处理得到的地层剖面情况结合所测区域的地质情况，做出合理的
工程物探
地球物理勘探 一、物探及其分类 二、物探方法简介 三、物探方法的特点: 四、物探方法的应用范围与应用条件 五、物探在工程勘探中的应用
一、物探及其分类 1、地球物理勘探 地球物理勘探，简称物探，是以地下岩体的物理性质的差异为基础，通过探测地表或地下地球物理场，分析其变化规律，来确定被探测地质体在地下赋存的空间范围（大小、形状、埋深等）和物理性质，达到寻找矿产资源或解决水文、工程、环境问题为目的的一类探测方法。 物理性质：岩体的物理性质主要有密度、磁性、电性、弹性、放射性等。主要物性参数密度、磁场强度、磁化率、电阻率、极化率、介电常数、弹性波速、放射性伽马强度等。 地球物理场：物理场可理解为某种可以感知或被仪器测量的物理量的分布。地球物理场是指由地球、太空、人类活动等因素形成的、分布于地球内部和外部近地表的各种物理场。可分为天然地球物理场和人工激发地球物理场两大类。 天然场；天然存在和形成的地球物理场主要有地球的重力场、地磁场、电磁场、大地电流场、大地热流场、核物理场（放射性射线场）等 人工场：由人工激振产生弹性波在地下传播的弹性波场、向地下供电在地下产生的局部电场、向地下发射电磁波激发出的电磁等，发球人工激发的地球物理场。人工场源的优点是场源参数书籍、便于控制、分辨率高、探测效果好，但成本较大。
地球物理场还可分为正常场和异常场。 正常场：是指场的强度、方向等量符合全球或区域范围总体趋势、正常水平的场的分布。 异常场：是由探测对象所引起的局部地球物理场，往往叠加于正常场之上，以正常场为背景的场的局部差异和变化。例如富存在地下的磁铁矿体或磁性岩体产生的异常磁场，叠加在正常磁场之中；铬铁矿的密度比围岩的密度大，盐丘岩体的密度比围岩的密度小，分别引起重力场局部增强或减弱的异常现象。 2、地球物理勘探分类 二、物探方法简介 1、重力勘探 重力勘探是研究地下岩层与其相邻层之间、各类地质体与围岩之间的密度差而引起的重力场的变化（即“重力异常”）来勘探矿产、
(常规物探仪器校准方法)-ali
常规物探仪器校准方法
前言 量值的溯源性是质量检验机构出具的检验数据具有法律效力、并能取得国际互认的基本条件。为保证量值的溯源，确保所有对检测的准确度或有效性有影响的仪器设备（包括标准物质），在投入使用前，都应具有有效的检定或校准证书。 仪器设备的量值溯源管理一般分为两部分：一是列入了《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》并直接用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的工作计量器具必须定点、定期送检；二是对专用仪器的行业检定规程中政府授权检定机构无法检定/校验的仪器设备，以校准报告（或校准证书）实现其溯源性。 仪器设备的检定或校准应优先选择具有资格和能力的、并能出示其溯源性证明的法定或授权计量检定机构。 对于未列入强检目录的仪器设备，可以检定也可以校准；对于不能溯源的、非强检仪器的仪器，被评审机构可以自己进行校准。应制定校验方法。自校方法应参照《国家计量检定规程编写规则》（JJF1002-1998）的要求进行。 现有的常用物探检测仪器设备中，电法仪、大地电磁测深仪、透视仪、地质雷达、地震仪、钻孔彩电摄像仪、测斜仪、综合测井仪、锚杆仪等九种仪器没有列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中，在法定或授权计量检定机构中没有相应的资质，无法进行相应的检定/校准，亦无（政府部门、）仪器厂家、有关单位相应文件可借鉴或引用，而工程物探检测行业主要是使用这些仪器来进行工作的，因此，针对这类仪器开展自校准，编制这部分仪器的自校方法来实现量值的溯源性是十分必要的。 ——目的 增强常规物探仪器量值溯源的规范性、准确性、可靠性； 确保检测数据的准确度。 ——依据 本校准方法依据中华人民共和国国家计量检定规程《国家计量检定规程编写规则》（JJF1002-1998）、《水利水电工程物探规程》（SL326-2005）、仪器说明书等要求编制。 每种仪器的校准方法内容包括：概述、校准项目和校准条件、技术要求和校准方法、校准结果的处理、附录等部分。 ——适用范围 本校准方法适用于以下十种常规物探仪器的校准：电法仪、大地电磁测深仪、透视仪、地质雷达、地震仪、声波仪、钻孔彩电摄像仪、测斜仪、综合测井仪、锚杆仪。 ——仪器校准人员和批准人员资格 ●校准人员 ◆从事物探检测工作五年以上的技术人员； ◆熟悉仪器操作、了解仪器原理和具有一定的分析判断能力； ◆经校准单位考核认定授权。 ●批准人员 ◆从事物探检测工作十年以上、具有本专业丰富的技术知识的高级工程师及以上职务人 员； ◆经校准单位考核认定授权。 ——校准周期
物探电法野外工作方法
第一章野外工作方法和技术 3.1频率域激电工作程序 3.1.1 踏勘 根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。 3.1.2试验工作 对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。 3.1.3草查与普查 对于１:５万～１:２.５万的大面积草查与普查时，其工作方法的选择以偶极法或近场源法（ＡMＢN）为宜。就某一具体测区而言，应根据地质任务，通过分析所掌握的地质及以往的物化探资料或通过试验，确定一个适当的极距进行面积性的工作，以迅速得到面积性的资料，达到发现异常的目的。 3.1.4 详查 在普查所发现异常的基础上，开展１：１万～１：２千的详查工作，这时可用中梯装置扫面。建议采用一线供电多线测量的工作方式，以便在短时间内圈出异常的形态、做出成果的解释推断以及对异常进行轻型山地工程揭露。 对精测剖面，可采用偶极装置，根据不同极距（一般４－６个）
的观测结果勾绘出断面图，以判断矿体的埋深、倾向和形态，然后根据综合解释结果建议施钻验证，进而达到对异常的再解释。 在上述工作的同时，还要进行岩矿石物性测定和幅频特性的研究。 一、联合剖面法 图2-10 联合和剖面装置 如图2-10所示，装置系数计算方法和三极装置相同 联合剖面法是两个三极排列AMN∞和MNB∞的联合。所谓三极排列是指供电电极之一位于无穷远的排列。采用联合剖面装置时，可以用A电极，也可以用B电极供电，而A和B有一个共同的无穷远电极C。也就是当A或B供电时，供电迴路中另一电极C位于无穷远。如果以O表示测量电极M和N的中点，则在联合剖面装置时，四个电极A、M、N和B极位于同一直线上（这条直线就是测线），且AO=BO。无穷远极C一般铺设在测线的中垂线上，与测线之间的距离大于AO的五倍（CO＞5AO） 工作中将AMNB四个电极沿测线一起转动，并保持各电极间距离不变，中点O就作为测点的位置。在每个测点上分别测出AMN∞排列和MNB∞排列Fs、ρs。对于同一极化体，AMN、BMN的测量结果将在极化体上方形成交点。利用这种交点性质和曲线的不对称性可判断极化体的产状、形态。
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法 教案 刘国兴 2003．5 总学时64，讲授54学时，实验10 绪论：（1学时） 绪论中讲5个方面的问题 1.对电法勘探所属学科及具体定义。 2.电法勘探所利用的电学性质及参数。 3.电法勘探找矿的基本原理。在此主要解释如何利用地球物理（电场）的变化，来表达找 矿及解决其它地质问题的原理。 4.电法勘探的应用。 1)应用条件 2)应用领域 3)解决地质问题的特点 4)电法勘探在勘探地球物理中所处的位置 第一章电阻率法 本章为电法勘探的常用成熟的方法，在地质勘察工作中发挥着重要作用，是学习电法勘探的重点之一。本章计划用27学时，其中理论教学21学时，实验教学6学时。 §1.1 电阻率法基础 本节计划用7学时，其中讲授5学时，实验2学时。本节主要讲述如下五个问题 一、矿石的导电性（1学时） 讲以下3个问题： 1)岩，矿石导电性参数电阻率的定义及特性。 2)天然岩，矿石的电阻率 矿物的电阻率及变化范围，岩石电阻率的变化范围。 3)影响岩，矿石电阻率的因素。 I.与组成的矿物成分及结构有关。 II.与所含水分有关。 III.与温度有关。 二稳定电流场的基本性质。 主要回顾场论中有关稳定电流场的一些知识，给出稳定电流场的微分欧姆定律 公式电流的连续性（克希霍夫定律）；稳定电流场是势场三个基本性质。 三均匀介质中的点源电场及视电阻率的测定 主要讲述三个内容： 1)导出位场微分方程（拉氏方程）及的位函数的解析解法。 2)点电流源电场空间分布规律。 3)均匀大地电阻率的测定方法。 电法勘探中测量介质电阻率的方法由此问题引出，开始建立电法勘探中“装量”这一词
的概念， 本节重点：稳定电流场的求法及空间分布；均匀大地电阻率的公式的导出及测定方法。 以上内容两学时 四非均匀介质中的电场及视电阻率（1学时） 阐述4个问题 1)什么是非均匀介质中的电场？特点，交代出低阻体吸引电流，高阻体排斥电流的 概念 2)非均匀电场的实质：积累电荷的过程。 3)什么是视电阻率？如何定义？ 4)视电阻率微分公式。（导出和用法） 五电阻率法的勘探深度问题（1学时） 由稳定电流场中电流随深度变化的特征来讨论，并导出电流密度随供电电极距的变化规律。即：AB何值时，h深度的电流密度最大。 由以上关系得出结论： ·决定电阻率法勘探深度的因素是供电极距 ·影响电阻率法勘探深度的因素是断面电阻率达分布。 §1.2 电阻率法的仪器和装备（2学时） 阐述电阻率法仪器的特点及发展，目前的情况，拟讲四个方面的内容： 一，对电测仪的要求。 二，具有代表性电测仪器的工作原理简介。 1，DDC－系列电子自动补偿仪的工作原理。 2，DWD－系列（北京地质仪器厂生产）微机电测仪的工作原理。 三，电阻率法主要装备 1，供电电极。2，供电电源。3，测量电极。4，导线和线架。 5，通讯设备。6，记录，计算用具。 §1.3电阻率剖面法 介绍什么是剖面法及剖面法特点。这部分内容是电阻率法中较重要的内容。 一，剖面法概述（1学时） （一）装置类型。二极，三极，联合三极等 视电阻率表达式：ksdflkasdf （二）装置间的关系 1，和三极之间的关系。（推导公式引出） 2，三极和四极之间的关系。 二，三极，联合三极，对称四极跑面法子各类地质体上的视电阻率异常（3～4学时）。（一）垂直接触面上三极，联合三极，对称四极的异常。 1 三极装置视电阻率表达式 用镜像法求出位函数表达式，沿剖面方向微分求出场强，进而求出视电阻率表达式。将AMN排列和MNB排列第視参数画在同一坐标便得到联合三极，过垂直接触面上的视电阻率异常。由联合三极与对称四极的关系便又可求出对称四极装置的视电阻率异常。 （二）球体上联合三极，对称四极大视电阻率异常。 1由点源场中的导电球体的场论问题，求出此问题的电位函数表达式，导出视电阻率表达式。 1讨论低阻球体和高阻球体的联合三极异常形态，给出“低阻正交点”和“高阻反交点”的概念。利用三极和四极大关系得出对称四极球体上的异常规律。 （一）脉状地质体上联合三极，对称四极视电阻率异常 1 直立情况与球体相似，曲线对称。 2 倾斜情况，要进行仔细分析，然后给出倾斜脉体的联合三极，对称四极大异常情况。 三、偶极剖面法（1学时） （一）球体上的偶极剖面法视电阻率异常 1 视电阻率解析表达式 求法类似于三极中的求法。
成都理工大学电法勘探实验报告
本科生实验报告 实验课程 学院名称 专业名称 学生姓名 学生学号 指导教师 实验地点 实验成绩 二〇年月二〇年月
填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 3、格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下 2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩 放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 ③具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
目录 一、实习目的 (4) 二、实习安排 (4) 三、实习内容 (5) 3.1高密度电法 (5) 3.2对称四级电测深 (10) 3.3联合剖面法 (12) 四、实验心得体会 (12) 五、手绘附图 (14)
一、实习目的 主要目的：巩固理论知识和培养学生动手能力。并要求能掌握以下几点： 1、掌握电极距选择规则 2、掌握对称四极电测深、高密度电阻率法α、β、γ的野外施工方法和数据采集 3、学会对所采集数据初步整理与绘制实测曲线 4、学会高密度电法的数据处理及计算机作图方法 5、进行高密度电法项目设计和报告的编写。 二、实习安排 图 1 电法勘探实习安排
学学期电法勘探原理与方法完整版
学学期电法勘探原理与 方法 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷 注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。 一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分） 1、接地电阻 2、电磁波波数 3、正交点 4、视极化率 5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层 4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ） 5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ） A 电阻率法 B 激发极化法 C 电磁感应法 得分 得分
6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（） A 63伏 B 90伏 C 120伏 7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（） A 电位图 B 电阻率图 C 电场强度图 8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中， 给出地电模型是（） A 二层模型 B 三层模型 C 四层模型 9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（） A SURFER软件 B GRAPHER 软件 C GEOPRO 软件 10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（） A 中间梯度装置 B 对称四极装置 C 偶极装置 11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 陡立低阻矿体 B 陡立高阻矿体 C 水平的高阻矿体 12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 直立的低阻矿体 B 直立的高阻矿体 C 水平的低阻矿体 13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（） A中梯法 B联剖法 C 回线法 14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（） A 直立低阻体 B直立高阻体 C山谷
“电法勘探”实验指导书17页
“电法勘探”实验指导书 欧东新、韦柳椰编著 实验一WDDS-1数字电阻率仪测量均匀大地的电阻率 一、实验目的与要求 1、认识WDDS-1数字电阻率仪及掌握其使用方法。 2、掌握在水槽中测量均匀半空间视电阻率的方法。 3、掌握各种装置的视电阻率K值计算方法。 二、实验仪器及材料准备 WDDS-1数字电阻率仪一台，万用表一台，电池箱一个，带鳄鱼夹导线若干，大头针若干，水槽跑极装置一套。记录纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。 三、实验步骤 1. WDDS-1数字电阻率仪认识及参数设置 （一）熟悉仪器的面板（图1.1）。 图1.1 WDDS-1面板 图1.2水槽WDDS-1测量视电阻率装置图 第 1 页
（二）检查仪器。 （1）开机，按“↑↓”键，调节液晶屏对比度。 （2）按“电池”键，检查仪器电池电压。当电池电压< 9.6 V 时，更换8节2号或3号 1.5V 电池。 （3）按“设置”键，设定供电时间仪器默认为0.2秒（显示数字为2），实验一般选用 0.5秒，输入数值5后按“确认”键。 2. 按照 图1.2 接好实验装置。 测线布置在水槽中间，测点距10cm ，一直延伸到水槽边沿。 3. 测量（以对称四极电剖面为例）。 （1）按“电源”键开机。 （2）按“排列”键输入线号 ，如：NL=01。按“确认”键后，显示排列方式。 （3）排列方式共有9种。按“↑↓”选择对称四极电剖面，不用按“确认”键确认。 9种排列方式如下： 1.4P-VES 四极电测深 2.3P-VES 联合电测深（含三极电测深） 3.4P-PRFL 对称四极电剖面 4.3P-PRRL 联合剖面（含三极动源电剖面） 5.RECTGL 中间梯度装置 6.DIPOLE 偶极—偶极装置 7.IP-BUR 井－地电法 8.INPUT K 传送K 值 9.5P-VES 5极纵轴电测深 （4）按“极距”输入极距号，如：NO=01,按“确认”键，显示：AB/2=XXXX,MN/2=XXXX, 输入数据（单位为m ）并按“确认”键，再按“停止”键，显示：K=XXXX.利用式（1-1） 验算K 值。(仪器由于利用二进制进行存储，由于位数原因，有误差。) 1 11112 -???? ??+--=BN AN BM AM r r r r K π （1-1） （5）按“测量”键进行测量。显示结果参数如下： NL= NP= SP= mV= R= e= V= V = NL 测线号，NP 测点号, SP 自然电位（mV ）, R 电阻率（欧姆米） e 电阻率重复误差（%） , V 一次场电压（mV ）, V 一次场电流（mA ） 将相关数据记录到记录纸上（每个点要至少测量两次，要求相对误差不超过5％），利 用式（1-2）验算视电阻率。采用同样的装置从水槽中心的测点一直测到水槽边沿，并现场 绘在坐标纸上（图1.3）。横轴为测点，纵轴为视电阻率。这种装置不变，横向移动测量的方 法称为剖面法，绘制的图件称为视电阻率剖面曲线。 图1.3 视电阻率剖面图 I U K MN s ?=ρ （1-2） （6）跑极，向水槽边沿平移所有电极，每次移动10cm ，直到边沿为止。
5,地电场和电法勘探
电法 *影响岩石、矿石导电性的因素 1、岩石、矿石电阻率与其成分和结构的的关系：岩石的电阻率决定于胶结物和矿物 颗粒的电阻率、形状及其含量 2、岩石、矿石电阻率与所含水分的关系：岩石电阻率不仅与岩石孔隙度大小有关，而且决定于空隙的。当孔隙连通时，水分对岩石电性的影响较大。节理或裂隙空袭，具有明显方向性，往往是岩石电阻率具有各向异性；沿节理或裂隙方向电阻率较低，垂直方向上电阻率较高 3、岩石、矿石电阻率与温度的关系 电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高上升；离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低 * 岩石、矿石电阻率与压力的关系 压力大使空隙的水被挤出来，则电阻率变大；压力超出岩石破坏极限，岩石破裂，使电阻率降低 *岩石和矿物的自然极化和激发极化特性 某些岩石和矿物在特定的自然条件下，在岩石中产生各种物理化学过程作用下，岩石可以形成面点荷和体电荷，这一性质为岩石极化* 自然极化是由不同地质体接触处的电荷自然产生的或由岩石固相骨架与充满空袭空间的液相接触处的电荷自然产生的* 激发极化，是在人工电场作用下产生的极化 * 由岩石和人工极化产生的面点荷和体电荷形成的自然电场或激发极化电场 *岩石和矿物的激发极化特征 （1）时间特征 划分为两类：第一类是“面极化”，特点是激发极化均发生在极化体与围岩溶液界面上，如致密的金属矿物或石墨矿属于此类。第二类 是“体极化”，特点是极化单元呈体分布u整个极化体内 （2）频率特征激电效应也在交流电场激发下，根据电场随频率的变化观测到激电效应。 电法勘探利用的电学性质：导电性、电化学活动性、介电性和导磁性1、什么是电法勘探？ 以地壳内各种岩石间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差
电法勘探课本重要知识点期末考试复习资料
《电法勘探》知识点 电阻率法 何为电法勘探？ 电法勘探的地球物理学基础是地壳中多数岩矿石之间存在的电学性质的差异，它是通过观测和研究由电性质差异引起的人工或天然电磁场的空间和时间分布规律及其变化特点，从而达到查明地下地质构造或矿产分布的一组勘探方法的总称。 矿物如何按导电机理进行划分？ 按导电机理将矿物分为金属导体，半导体，固体电解质 影响岩石和矿石电阻率的因素？ 1 岩石和矿石电阻率与成分和结构的关系 岩石和矿石电阻率与所含水分的关系，含盐分越多(矿化度越高)电阻率值越低，含水量大的岩石电阻率较低，而含水量小或干燥岩石的电阻率较高。 3 岩石和矿石电阻率与温度的关系，一般表现为温度升高，电阻率降低。 三大岩类的电阻率如何变化？ 火成岩与变质岩的电阻率值较高，通常在102～105 ?.m范围内变化；沉积岩电阻率值一般较低 何为非各向同性系数？如何表征这 各向同性指物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而有所变化的特性，即某一物体在不同的方向所测得的性能数值完全相同，亦称均质性。 针状和片状结构的岩石和矿石电阻率具有明显的方向性，即非各向同性。 为了表征层状岩石的非各向同性程度和平均的导电性，定义其非各向同性系数λ和平均 电阻率ρm 分别为： 岩石和矿石标本电阻率的测定方法有哪些？ 露头法、电测井、（岩芯）标本测定法 电法勘探进行正演问题数值模拟时，一般会采取哪几种方法？每种方法的特点 是什么？ 已知地电模型和场源分布，求解场的分布规律，称为电法勘探的正演问题。在学习电法勘探时，我们经常先对一些典型的地质模型进行正演模拟，从而建立地质模型与场分布特征之间的关系。因此，正演问题是学习电法勘探的重要基础。 解电阻率法正演问题有两个途径：一是通过物理模拟，即通过模型实验直接测量得到某种介质和场源条件下稳定电流场的分布情况；二是通过数学模拟途径，即寻求满足表1.1-5
电法实验报告
电法勘探实验报告 ◆姓名：邱乐稳 ◆学号：0145110130 ◆专业：地球科学信息与物理学院◆班级：1101班 ◆指导老师：龚安栋严家斌
◆实验名称：直流电法DDC-5电子自动补偿仪实验(电阻率法) ◆实验仪器： 1.DDC-5电子自动补偿仪 2.12V直流蓄电池 3.带有标尺的水槽 4.水平铜板或者高阻砖块 5.连接线若干，点电极面电极各若干 ◆实验目的： 1、熟悉了解DDC-5电子自动补偿（电阻率）仪的基本操作方法。 2、通过实验验证一些疑问及教材上的理论曲线，尝试调节一起参数，如观察工 作模式的变化，进一步体会生产操作中电法勘探的利弊。 3、掌握电法勘探的基本工作模式，熟悉电阻率法各种装置的具体应用，在实践中加深对其的认识。 ◆实验装置： 1.中间梯度装置 中间梯度法工作示意图 工作方法：供电电极AB固定，测量电极MN在AB中部1/3范围内移动，MN极还可以在离开AB连线一定距离（AB/6范围内）且与之平行的旁测线上进行观测，原点O 为AB的中点，记录点号位置为MN中点。反映一定深度内电阻率水平横向变化情况。实验装置系数K=2π/|1/AM-1/AN-1/BM+1/BN|。 2.偶极偶极剖面装置
偶极偶极装置工作示意图 工作方法：如图所示，这种装置的特点是供电电极AB和测量电极MN均采用偶极子，并分开有一定距离。由于四个电极都在一条线上，故又称轴向偶极。其中，原点取OO’中点（O为AB中点，O’为MN中点），它适用于研究沿着剖面不同深度电阻率的变化。剖面的延伸是通过同时移动AB和MN（通常移动距离为d）来实现的。取AB=MN=d（d为偶极子长度），OO’=nd(n为正整数），n为电极的间隔系数，则K=π*n*（n^2-1）*d（DDC-5仪器中间隔系数n 与书上理论中提到的间隔系数n不同，前者是AB中点与MN中点的间距，后者是BM的间距）。 3.联合剖面装置 联合剖面工作示意图 工作方法：电极B放在无穷远处，AMN沿测线同时移动，各电极间相对距离保持不变。且K始终为K=π*（a^2-b^2)/b。 4.对称四级剖面装置 对称四级装置工作示意图 工作方法：四个电极沿X移动的动源电剖面测量，用来研究电阻率的横向变
常用电法勘探的原理及优点分析
常用电法勘探的原理及优点分析 【摘要】随着世界矿产资源的需求，地球物理勘探技术越来越倍受世人关注，而有效、相对确切的勘探手段也是被许多学者研究，而电法勘探是应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、使用性最强的一门分支学科。文中简要介绍了三种电法勘探方法的实施方法及原理、数据处理及其优点概况，其中包括电阻率法、三维直流电法、瞬变电磁法和高密度电阻率法。 【关键词】电法勘探；岩土体；电阻率测试法；三维直流电法；高密度电法电法勘探是根据岩、矿石电学性质的电性差异来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法，也是勘探行业应用比较广泛的一种勘探方法。它是通过仪器观测人工、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。 1.三种电法勘探的主要方法及特色 1.1岩土体电阻率测试技术 对岩土体电阻率的测试，可以采用多种方法。下面主要介绍直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用。根据试验研究和工程实测结果知该法具有快速、准确地测定岩土体电阻率，并对不同岩性层划分做出客观解释的优点。 实施原理：由于温纳装置是等比装置，且MN/AB=1/3，所以视电阻率与电位差及电流强度的关系式为：ρs=kΔUAM/I现场观测施工方法：AB供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率ρs。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以MN为横坐标，计算MN/ρs，并以MN/ρs为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制MN/ρs与MN的关系图。对各测深点依次作图解释，可求得各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。 该方法较传统的解释方法具有快速、准确的特点，相对于传统的解释方法而言更适合工程物探在解决地层划分和电阻率测试中的应用。另外，场地的岩土电阻率是工程设计接地装置的一个重要参数。它的确定对电流尽快地散入大地，达到足够小的接地电阻及接地装置地下部分的合理布局起到十分重要的作用，它沿地层深度的变化规律是选择接地装置型式设计的主要依据。 1.2三维直流电法 三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。 施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m条测线，每个测线布置n个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2～10米、测点距D=2～5米即可。 该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使
高密度电法实验报告
电法勘探实验 1 实验题目： 已知地下异常体的走向和大概的深度，判断异常体的具体位置，电阻性质。 2 实验所用设备： 高密度电法仪一台； 设备电源一台； 电法信号专用电缆7根； 电极57根； 笔记本电脑一台； 图1 电法实验的参数设置 3 实验方案 将56个电极垂直异常体走向布设，电极距为0.5米。另将一个电极接在仪器上作为接地电阻。先测量接地电阻，无异常后，进行视电阻率的测量，仪器工作完毕，测量结束。由于时间限制，未进行第二条测线的布设及测量。 测线排列的位置坐标（RTK测量）： 起点(第1个电极的位置)：X=4003159.244 Y=544036.212 H=64.806 中间点(第28个电极的位置)：X=4002171.428 Y=544041.923 H=64.587 终点(第56个电极的位置)：X=4003184.042 Y=544047.734 H=64.806
4 实验分析： 实验过程中，按垂直于异常体的走向方向布线。由于埋藏深度不超过10米。所以我们将电极距设置为0.5米，56个电极距可以测量18层。这样可以测量出地下9米之内的视电阻率情况。 首先，我们对起伏较大的坏点进行了剔除。 图2 注：图中红色的点为坏点，予以去除。 然后将除去坏点的数据体进行反演，结果如下： 图3 反演后所得的参数
我们挑选出迭代次数为1和4的两幅图，也就是均方根误差最大和最小的两幅图进行对比。 图4 迭代一次后所得的图像
图5：迭代四次后所得的图像 5 实验结论 从图4和图5均可看出，在距离原点16米到20米地区域，深度1到4米之间出现蓝色低阻区域，所以推测在17米到18米范围内，深度1.59米到2米之间，有低阻异常体的存在。推测可能是铺设的供水或供暖管道。
《电法勘探》试卷及答案
《电法勘探》试卷 1．等效电阻率： 2．电阻率测深曲线的等值现象： 3．何为激发极化效应： 4．不等位导体： 5．点电源 二、选择题（在你认为正确的答案标号写在括号内，每题1.5分，共15分） 1．视电阻率是（ ） A ．某一电性层（或导电岩、矿体）的电阻率 B ．电场作用范围地形及各电性层（或导电岩、矿体）电阻率的综合反映 C ．电场作用范围内地形及各电性层（或导电岩、矿体）的平均电阻率 2．高密度电法勘探是（ ） A ．具备电阻率剖面法勘探的能力。 B ．与电测深法所测量的结果相同。 C ．一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程 3．自然电场中，采用电位差极形图确定地下水的流向是（ ） A ．极形图短轴的方向即为地下水的流向 B ．极形图长轴的方向即为地下水的流向 C ．极形图45度角的方向即为地下水的流向 4．电阻率测深曲线的T 等值现象出现在（ ） A ．H 、A 型地电断面中 B ．K 、Q 型地电断面中 C ．HA 、KQ 型地电断面中 5．AK 型曲线反映地下电性层关系为（ ） A ． 4321ρρρρ><< B ．4321ρρρρ<>> C ．4321ρρρρ><> 6．在时间域充、放电快的岩、矿石，在频率域中具有（ ）
A．高频特性B．低频特性C．中频特性 7．过滤电场的形成是由于（） A．高浓度溶液向低浓度溶液的扩散 B．矿体与溶液间的电化学作用 C．岩石颗粒对溶液负离子的选择吸附作用 8．瞬变电磁测深法是属于（） A．激发极化法中的一分支方法。 B．电阻率法中的一分支方法。 C．交变电磁场中的一分支方法。 9．地电断面（） A．有地质差异的地质断面 B．根据电性（电阻率、介电常数、极化率、磁导率等）差异划分地下地质体界限的垂直断面。 C．有岩性差异的地质断面。 10．平衡电极电位（） A．是发生体极化效应时，极化体产生的总场电位。 B．趋肤效应时产生的过电位。 C．电子导体与溶液界面上自然形成的双电层电位差 三、是非题（在你认为正确的论述后的空格中的“√”，否则打“?”，每题1.5分，共15分） 1．在联剖法中，反交点对应的地质体为陡倾低阻导体。（）2．一般说来，A、B极距愈大，电法勘探深度也愈大。（）3．纵向中梯布极方向为供电电极与测量电极均与地质体走向一致。（）4．KQHAA型电测深曲线对应的地电断面有5个电性层。（）5．电阻率测深曲线首支渐近线的电阻率值总是趋于ρ1。（）6．球体ηs异常平面等值线具有拉长的图形，其走向垂直于外场方向。（）7．纵向电导S的大小与基岩顶面埋深成反比。（）8．地电断面最下层电阻率呈无穷大时，电阻率测深曲线尾段渐近线将与横轴呈45?夹角上升。（）9．在交变电磁场中，电子极化的条件是要有氧化作用的环境。（）
工程地质勘察中物探方法和钻探方法的结合应用策略 郭勇
工程地质勘察中物探方法和钻探方法的结合应用策略郭勇 发表时间：2019-10-29T10:43:27.020Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：郭勇1,2,3 [导读] 开始广泛应用到地质矿产、环境调查等领域当中去。从而可见，开展地质勘察要结合应用物探和钻探手段，获得最好的勘察成绩。 1. 核工业二三〇研究所湖南长沙 410007； 2. 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙 410083； 3.有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室（中南大学） 摘要：在工程地质勘查中物探方法和钻探方法各有所长各有所短,将钻探手段和物探方法有机地结合起来往往能取得既快又准的勘查效果,本文介绍了当前在工程地质勘查中较常用的几种工程物探方法的原理、工作方法、资料处理技术,并结合工程实例介绍了物探方法和钻探方法相结合在工程地质勘查中的一些应用效果。 关键词：工程物探方法；物探与钻探相结合；工程地质勘查 引言： 长期以来，工程地质勘察中，钻探技术发挥着不可小视的作用，随着不断提高的科学技术水平，各种应用技术深入发展，钻探技术的弊端逐渐显现出来，比如说钻探技术速度低、经济效益低、勘察精准性比较低。由于其具备非常大的局限性，所以无法良好的发挥出工程地质勘察的作用。随着新时代物探技术的出现，勘察过程中不会损伤被探测对象，而且具备速度快的优势，开始广泛应用到地质矿产、环境调查等领域当中去。从而可见，开展地质勘察要结合应用物探和钻探手段，获得最好的勘察成绩。 1 工程地质勘察中结合使用物探技术及钻探技术 从现实的情况看，工程地质勘察工作展开的流程中，应用较为广泛的勘探方法包含钻探、物探等多种形式。因为钻探资料具备可靠性的优势，所以使用较为频繁，可是这个技术仅能够在点线上针对目的物进行揭示工作，面对比较复杂的的地质情况时，应用钻探技术无法真正完整的将岩土层的现实变化情况反应出来。如果需要对地下空间当中岩土层结构展开情况进行清楚查询，会时常浪费大量的施工资源。实行钻孔技术，消耗了大量人力与物力的同时无法获得较高的成效。随着我国科学技术水平的快速提升，物探技术迅速发展，达到了先进设备的企业的深化应用，能够对地下岩土体形态以及规模分布等工作进行有效圈定，尽量给工程作业带来详细的物理力学参数资料，可是物探技术非常复杂多样，技术利用率不高。工程地质勘察当中，为了有效的提高作业效率，保证土地结构稳固可靠性，能够把物探与钻探方法结合起来，达到最佳的应用效果。 2 物探方法与钻探方法 目前，在工程地质勘察过程中，物探法与钻探法是常用的勘察方法，也是非常重要的方法。物探法主要是指将要勘察的地质目标与围岩性质的差异、磁化性质、波速和密度等作为勘测的前提，在此基础上，借助仪器对地质的自然或物理变化进行勘测和分析，从勘测到的景象分析所勘察地质及岩土体的各项物理特性参数，即物理勘察技术。钻探方法主要是指采用钻探设备进行的地质勘察方法。钻探方法最初源于中国古代的钻井方式，在钻探设备中设置钻孔装置，在所要勘察的地质区域采用钻探设备将地质内部的岩石钻碎，由此达到探测地质及掌握岩石体参数的目的。 3 物探方法与钻探方法在工程地质勘察中的结合应用策略 3.1 直流电阻率法 工程地质勘察中常遇到目的体埋深不大,规模较小的情况,在进行电法勘察时,要求小点距、高密度数据采集,这时用常规电法开展工作就显得施工效率太低且精度不够,当前探测地下岩土体最常用的是高密度电阻率法。高密度电阻率法进行二维地电断面测量,兼具常规剖面法与测深法的功能,敷设一次导线后可进行数百至数千个记录点的数据观测,其信息量大、施工效率高,而且数据经自动采集系统采集后,可以通过处理软件实现资料的现场实时处理,并根据需要自动绘制和打印各种成果图件,大大提高了电阻率法的智能化程度,很适合一般勘查中对地下目的物的探测;高密度电法野外工作装置形式较多,总电极数与点距可根据场地与勘察深度任意选择。一般固定断面扫描测量,其视电阻率断面为一梯型剖面;变断面连续滚动扫描测量其视电阻率断面为一平行四边形剖面。对高密度电阻率法资料的反演分析方法主要有边界单元法、有限单元法和目标相关算法等三种方法,三种方法各有千秋,可根据岩土层的具体形态选择。高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃,同时使得资料的可利用信息大为丰富,使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。下面是用高密度电阻率法求取石灰岩基岩面的一个实例:广东平远河披水桥工程地质勘查共施工钻孔四个,其地层自上而下为砂卵石层、含砾粘土层、二叠系灰岩。其中各孔内砂卵石层厚度变化不大,但灰岩岩面起伏非常明显,左侧钻孔最浅处埋深仅7m,往右依次为9.2m,18m,最右侧钻孔至48m犹未能见到基岩,钻孔中灰岩岩芯完整,未见溶蚀、溶洞现象。后进行桥桩超前孔施工时,发现入岩面相差很大,且见较大溶洞,2#基础处水平相距2.5m,入岩面竟相差10m。为全面了解地下基岩面情况,采用高密度电法测量,共布设四条测线,点距2m,通过已有的钻探资料选取测量参数,并校正深度,最终得出成果图件,可以看出灰岩视电阻率在250~300Ω·m左右,灰岩岩面呈石林状起伏分布,整体呈左高右深趋势,溶洞反映相当明显,在最右侧钻孔未见基岩处,显示基岩面约60m深。后经钻孔证实与实际情况基本吻合。 3.2 瞬变电磁测深法(TEM) 瞬变电磁测深法是近几年来发展起来的电法勘探分支方法,它利用采集的数据求取各个测点在不同深度的视电阻率,做出视电阻率的剖面图,进而利用视电阻率异常来分辨和定位地下目的物的几何形态与展布。它除了具有电磁法穿透高阻层能力强、分辨能力好,采用人工源随机干扰影响小、探测效率高、成像清晰直观明了等优点外,还具有耦合方便、受地形影响小的突出优点,在一些场地狭窄,其他物探方法难于开展工作的条件下,采用瞬变电磁法往往可取得良好的效果。更为难得的是由于该方法探测的为纯二次场,故可采取简单加大发射功率的方法以增强二次场提高信噪比,增加探测深度。正是由于瞬变电磁法的一系列优点使其在工程勘查、地质矿产、路基工程等领域获得广泛的应用。该方法的工作非常简单,在野外沿测线逐点测量就行了,野外采集的数据通过专门软件进行地形校正、畸点剔除后即可反演得到直观反映地下结构的地电断面图。在工程地质勘探中常用的物探方法尚有高分辩率浅层地震反射法、折射波法、高分辨率电阻率法、电阻率层析成像技术等,限于篇幅在这里不再一一叙述。实践表明,在工程地质勘查中,单纯利用一种勘探手段,往往不能取得良好的勘查效果,而将多种勘探手段有机地综合利用,却往往可取得事半功倍的收获。