地 电 学 绪 言

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1、地电学肖宏跃教授历史的简单回顾1830年，在Cornwall康沃尔(英格兰郡名,加拿大城市名)地区，Rober（罗伯特）WFox发现自然电位与含铜矿脉有关，从而开创了电法勘探找矿的先河。到1835年，RoberWFox发现在铜矿上有由于化学反应产生的电流。这实际是自然电位。根据Kelly的描述，“是他第一个用电法勘探方法发现硫化矿体的”。其后1882年，Carl(卡尔)Barus在Nevada(内华达州）的ComstockLode开展了一系列的实验，发现自然电位法可以用于隐伏硫化矿体的勘探工作。Barus的最大贡献是他在电法勘

2、探工作中首先使用不极化电极进行电位测量。FredIIBrown（佛瑞德布朗）在1883到1891年间、AlfredWilliams和LeoDaft在1897年，都设法测量了不同矿体的电阻率差异，他们的测量方法还申请了专利。1900年，NSOsborne(奥斯本)在同一个地区进行了等位线测量工作。但第一个采用主动源工作（通过可控源激发大地，然后测量人工电场）的电法勘探方法是由Schlumberger于1912年完成。但他那时实际开展的是直流等位线技术。历史的简单回顾1912年，Schlumberger首先将电法勘探用于商业性勘探

3、中。1913年他又绘制了第一张金属矿勘探的自然电位平面等值线图，并于1918年发表。该图描绘出法国Sain-Bel矿区的硫黄铁矿的形态。1914年，美国地质调查局的RogerCWells(罗杰)首先解释了自然电位现象产生的化学机理。但至到1924年，kelly才将自然电位方法引入加拿大和美国。历史的简单回顾视电阻率的概念是由美国标准化局的Wenner和Schlumberger于1915年左右同时提出的。1917年，HarryWConklin在世界上拥有电磁法勘探的第一个专利，从而揭开了电磁法勘探的漫漫发展历程。这些开端，揭开了

4、电阻率法、激发极化法、大地电磁测深法和瞬变电磁法的发展之路。Wenner采用的是等间距的电极排列（现在被称为Wenner装置），而Schlumberger采用的装置中电位电极间距非常小从而可以测量出供电电极中点的电位梯度即电场强度（现在该装置被称为Schlumberger装置）。据Sumner（1976）考证，ConradSchlumberger是第一个描述激发极化的人，时间大概在1920年，尽管宁愿将其称为自然电位法。HarryWConklin是一位美国矿业工程师，他1917年申请了第一个电磁法勘探方法的专利。1925年，S

5、undgerg电磁法勘探方法成功应用于实际勘探，从而成为利用水平线圈进行电磁法勘探的先驱。这样在由瑞典人Lundberg和Sundberg培育起来的电磁法走在了前面。接着，1931年，Bieler-Watson提出了测量靠近水平大发射回线附近磁场椭圆极化的方法。在1920~1930年间，电法勘探发展迅速。但其后，却进步缓慢。在二次世界大战后，电法勘探取得较大的发展。然而，整个电法勘探的数据解释方法一直却比较落后，直到上个世纪80年代，计算机用于二维和三维电磁边值问题的正演和反演，这种状况才有所改观历史的简单回顾上面的工作地球物

6、理中电法勘探理论与应用的基础。在其后的数十年中，大量的专著和文献进一步加强了这一基础。其中最重要的有Ambronn、Eve和Keys、BroughtonEdge和Laby等的著作。美国矿产资源研究所(AIME)于1929、1932、1934年先后出版的三册《地球物理勘探》会议文集为进一步了解当时快速发展的电法勘探提供历史资料。其后，AIME又在Geophysics的138卷与164卷上出版有关研究的专集。SEG在EralyGeophyicsPapers中发表了6篇电法勘探的论文，它们大多数与油气勘探有关。Geophsyics杂

7、志上第一篇有关电法勘探的论文是1936年Starham的文章。踏着在这些先驱者的足迹，电法勘探缓慢发展起来，并在二次大战后取得长足进步。绪言地电学是以地球为研究对象的一门应用电学。它通过研究大气、海洋和固体地球表面和内部的电场分布来揭示地球内部岩石的电学性质、温度变化、以及地壳和上地幔的物质结构。早在十九世纪人们就观测到固体地球表面有电流流动，后来又发现大气和海洋中也有电流流动。1940年查普曼和巴特尔斯在他们的著作《地磁学》中，把地电学部分集中成为一章，并命名为“地电流”，其中主要包括大地电场、自然电场、电法勘探和海洋中的电

8、流等内容。1951年克拉耶夫把上述内容编成《地电原理》一书，其中主要包括大气电性、大气电场、海水电性、岩石电性、大地电场、自然电场、有源直流电场和直流电法勘探等内容。二十世纪初，地电学的重点转向电法勘探。电法勘探是以岩、矿石电学性质的差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关的