地球物理勘探-电法基础知识

《地球物理勘探-电法基础知识》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、地球物理勘探张立：13540355612E-mail:328403063@qq.com2012-2013第I学期电法勘探分类【物性基础：电性性质差异】【理论基础：电场理论】传导类：电阻率法、充电法、自然电场、激发极化等感应类：电磁法（剖面、测深）等电场产生的原因场源性质天然场（被动源）：自然电场法、大地电磁法人工场（主动源）：电阻率法、充电法、激发极化、电磁法等观测和研究人工建立各种电场的分布规律找矿或解决某些地质问题目的电场的时间特性直流电法：电阻率法（剖面、测深）、充电法、自然电场等交流电法：电磁法等研究对象：人工、直流、电阻率勘探方法----通常所指的电法观测和研究人工建

2、立稳定电流场的分布规律达到找矿或解决某些地质问题目的分类：电（阻率）剖面电（阻率）测深物性基础：导电性差异普遍存在电阻率法广泛应用(直流)电(阻率)法勘探基础知识一.岩土介质的电阻率1.电阻率概念概念:电流⊥通过该物质所组成的边长为1m的立方体时呈现的电阻用ρ表示，单位：欧姆·米（Ω·m）ρ：表征物质导电性的基本参数，间接导电率：ν=1/ρ，直接表征岩石导电性能。二者关系：ν∝1/ρ2常见岩土介质的电阻率自然状态下，岩土的ρ与众多因素有关----普遍存在差异，具有一定的变化范围如常见的几种岩石、土、水的ρ石墨、片岩3影响电阻率的因素自然状态下，岩土的电阻率和岩石的组份、结构、构

3、造、孔隙度、含水性、温度等有关。1)组分:主要造岩矿物：长石、石英、云母矿物骨架（造岩矿物，固相,ρ高）+水（液相，ρ低）2)结构:良导性矿物含量+结构——ρ浸染状、细脉状、成层状层状介质：ρ与I方向有关（黑色：良导矿物）3)构造地质构造运动、风化、溶蚀---裂隙—如充水，ρ降低，反之,…4)孔隙度及含水性（湿度）：孔隙度大+含水多，则ρ降低，反之，则ρ高如：砂卵石层：饱含矿化度高的水时，ρ为几十Ω·m在潜水面以上时，ρ为几百~几千Ω·m致密石灰岩的ρ很高，有溶洞且充填矿化度高的水时，ρ较低5)水溶液的矿化度纯水---一般潜水---海水如：划分咸淡水的层位6)温度冰———常温水

4、——热水如，地热异常的圈定；温泉，冻土层界面划分4层状介质的电阻率ρ与Ｉ方向是否有关:各向异性介质、各向同性介质1)纵向与横向(计算公式见下页)Ｉ⊥层理方向(串联)流过时　所测电阻率称为横向Ｉ∥层理方向(并联)流过时　所测电阻率称为纵向各向异性系数：>12)横向电阻Ｔ＠纵向电导S如在层状介质中取底面积为1平米、厚度为h的六面岩柱体。横向电阻Ｔ(串联)：当I⊥岩柱体底面流过时所测得的电阻。a.均质b.层状纵向电导S(并联)：当I∥岩柱体底面流过时，所测得的电导。a.均质b.层状对于电性不同层状介质来说，T和S两者的综合影响决定岩层对电场的畸变作用。S=νh(v=1/ρ)（h电性层

5、的厚度）=/=/S二.电阻率法的基本理论电法勘探中:内在依据：物性基础外在条件：人工电流场+探测技术推测地下介质分布观测介质ρ的变化建立人工(直流)电场理论基础(正演)：已知电性介质分布，研究电场分布。研究场与场源的关系(正演)----电法勘探出发点勘探目的(反演)：通过观测电性参数特征，推断电性介质的分布稳定电流场(U(t)特性)1.稳定电流场的基本规律（基本方程+边界条件）1）微观欧姆定律（适用于均质和非均质）：j与E关系方程2）克希霍夫定律（电流是处处是连续的）:连续性方程3）稳定电流场的势场性（U与r有关）：电位性质4）稳定电流场的基本方程（拉普拉斯方程式）（综上）5）

6、边界条件：求解出U，及E、j分布规律2.点电源电场(均匀介质)地下介质为：各向同性、均匀半无限空间1）一个点电源的电场（半空间）点电源：供电电极A、B本身的大小<

7、UE>0UE>0U

8、E<0

9、U

10、E<0

11、U>0U<0电流线等位面3.大地电阻率的测定（均匀介质）假设:各向同性的均匀半无限空间地表，大地电阻率测定，可采用任意电极排列，AB供电,MN测量电位差，根据两个异性点电源电场中电位公式：均匀大地电阻率公式:装置系数4.电流折射定律（非均匀介质）地电体：ρ不均匀体地电断面：根据地质体ρ差异划分界面的断面边界上连续条件：微观欧姆定律：高阻低阻低阻->高阻：集中--排斥高阻->低阻：发散--吸引高阻排斥、低阻吸引I?5.镜像法（电像法，非均匀介质）非均匀时