电法勘探-基础知识.ppt

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1、电法勘探什么是电法勘探:以岩、矿石的电学性质（如导电性、介电常数、激发激化特性）差异为基础，通过观测和研究与这些电性差异有关的（天然或人工）电场或电磁场分布规律来查明地下地质构造及有用矿产的一种物探方法，称为“电法”。电磁法的分类电法勘探的种类很多，可对其进行分类：一、按观测的场所分：航空电法、地面电法、海洋电法、地下或井中电法；二、按地质目标体分：金属电法、石油电法、煤田电法、水（文）工（程）电法；三、按使用和观测电磁场的时间特性分：直流电法、交流电法、过渡过程场法（瞬变）；直到目前为止，还没有一个公认的和

2、统一的分类方案，因为各种电法之间，既有不同的方面，又有相同的方面，因此很难作出一个标准化的固定分类方案。根据本专业当前电法的发展现状，可将其简化的分为两大类：电法勘探的特点：可用“三多”、“两广”三多：①可利用的物性参性多导电性（ρ或σ）电化学活动性（η）介电性（ε）导磁性（μ）②利用场源多人工场源天然场源直流电（稳定场）交流电（交变场）传导类电法勘探（直流电法）研究稳定电流场③方法种类多感应类电法勘探（交流电法）研究交变电流场电阻率法*充电法自然电场法激发极化法低频电磁法频率测探法甚低频法电磁波法大地电磁法

3、应用空间广两广应用范围广航空地面海洋井中金属和非金属矿油气勘探地质填图水文与工程深部构造（地壳、地幔）第一节电法勘探的基本概念1、电法勘探的地球物理前提——电性差异（1）电阻率：ρ，单位：Ωm定义式：式中:R为电阻，l，s分别为长度和截面积其导电率：S/m；（2）介电常数：单位：F/M定义式：式中、分别为电位移矢量和电场强度其中:（3）磁导率：单位：H/M定义式：式中、分别为磁感应强度和磁场强度矢量其中；第二节电阻率法什么是电阻率法：电阻率法是传导类电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩矿石具有各种导电性差异的

4、基础上，通过观测和研究与电阻率差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造或者寻找有用矿产的目的。[强调]：1地球物理前提条件：勘查目标物与围岩存在着电阻率（或电导）差异。2属主动源法，即需人工接地方式建立地下稳定电流场。1、电阻率法的理论基础岩、矿石的电阻率1.电阻率基本公式电阻R（Ω）长度（m）截面积（m²）电阻率ρ（Ω·m）S2.电阻率单位SI制中3.导电机制⑴溶液：带电离子⑵金属导体：自由离子，如自然铜、金、银和石墨，电阻率低⑶半导体：“空穴”导电，大多数金属硫化物，金属氧化物体，电阻

5、率较低⑷固体电解质：离子导电，绝大多数造岩矿物，如石英、云母、方解石、长石等，电阻率高4.主要岩矿石电阻率及其变化范围ρ沉＜ρ变＜ρ火沉积岩：10～10²Ω·ｍ火成岩：10²～10Ω·ｍ变质岩：介于两者之间6沉积岩变质岩火成岩其规律：金属矿电阻率比造岩类矿物（≥106Ωm）偏低，而每一种矿物变化范围很大。5.影响电阻率的主要因素⑴矿物成分、含量及结构金属矿物含量↑，电阻率↓结构：侵染状＞细脉状⑵岩矿石的孔隙度、湿度孔隙度↑，电阻率↓风化带、破碎带，含水量↑，电阻率↓⑶水溶液矿化度矿化度↑，电阻率↓几种常见岩石

6、的孔隙度分类岩石名称空隙度/％分类岩石名称空隙度/％沉积岩土壤20.0~69.4火成岩玄武岩18.7~砂15.0~63.2安山岩6.0~粘土10.1~62.9辉长岩0.4~1.9砾石20.2~37.7花岗岩0.4~4.1页岩1.5~44.8辉绿岩0.5~5.1砂岩2.0~18.4闪长岩0.4~4.0灰岩0.7~10正长岩0.9~2.9变质岩结晶石灰岩0.9~8.6注：带有喀斯特溶洞的灰岩空隙度可达n×10%片麻岩0.4~7.5大理岩0.1~2.1⑷温度温度T↑，溶解度↑，离子活性↑，电阻率↓结冰时，电阻率↑⑸

7、压力压力↑，孔隙度↓，电阻率↑超过压力极限，岩石破碎，电阻率↓⑹构造层的问题这种层状构造岩石的电阻率，则具有非各向同性，即岩层理方向的电阻率小于垂直岩层理方向的电阻率岩石电阻率与温度的关系-40-2002040t/ºC100101电子导体矿物、矿石的电阻率随温度增高而变大离子导电岩石的电阻率却随温度的增高而变小层状介质的电阻率1、纵向电阻率和横向电阻率岩土介质的各向异性介质中，当电流垂直层理方向流过时所测得的电阻率称为横向电阻率，用符号表示ρn；电流平行层理方向流过时所测得的电阻率称为纵向电阻率，用符号ρt来

8、表示层状结构岩石模型（a）实际岩石(b).等效模型(b)（a）层状介质的电阻率纵向电导与横向电阻横向电阻与纵向电导的定义：假设在层状介质中取底面积为1平方米，厚度为h的六面岩柱体，则当电流垂直岩柱体底面流过时，所测得的电阻称为横向电阻，用符号T表示，单位为欧姆Ω，横向电阻在数值上等于电性层的厚度与电阻率的乘积。即T=h.ρ当六面岩柱体由若干个厚度和电性不同的岩层所组成，则按串联电路原理，总的横向电阻