2电测深法

-100m -120m -140m -160m -180m
测区等深视电阻率切片图
④测深曲线类型平面图 推断在平面上各类界线位置，如发育界线等，也
可以在图上相应的测点上用曲线类型符号标出，如K、 H、K、G等以此来区分和划定界线。
3、定性图件的综合分析 就是把所有图件进行分析，能得出的结论是一
样，则是对的, 否要检查，与已知资料和地质条件对 比，得出结论。 （二）定量解释（量板法）
第四节 电测深法
一．基本原理 （一）实质及应用条件
电测深度的全称为“视电阻率垂向测深法”是研 究向地质构造的重要地采物理方法。在勘探区内布 置一定测网，测网由若干测线组成，测线上有若干 测点，在地面上测量的实质是用改变供电极距的办 法来控制深度，由浅入深了解剖面上的地质体电性 情况，从而获得地下中半空间电性结构的二维模型，
的电位之和
UM
1 2
[I
I1
r 2 (2h1 )2
I
2
r 2 (2h1 )2
I
3
......]
r 2 (2h1 )2
I1 [1 2
K1n2
]
2 r n1 r 2 (2nh1 )2
（最终解）
可以用积分形式求解（△）得：
U (r)
21 2
1 [1 r
2r
0B()J 0 (r)d]
实际工作中远比上述几种情况复杂的多，要很 好的掌握其特点。为突出浅部情况，可以用对数坐 标系。
②ρs平面等值线图 将点号上在图上，把同一深度的ρs标上，绘出等值
线。可以做多个切面图 ③曲线类型剖面图
实际上就是把各条电测曲线，绘制在同一图上， 根据形态（类型）来确定有几个电性层，地层和构 造在在干扰大的地区有用，不同测点测的时间不同， 干扰水平不同，但趋势是相同的，在曲线首层标出 电阻值。
2.极距的选择和布置尚须注意如下问题
①最小极距的选择 以能追索出第一层渐近线为宜，
这样
(
AB 2 )min
；h1最大
(
AB 2
)m
ax的 hn选定满足勘探要
求，并能保证完套解释出最后一层的原则，尾部渐
近线至少应有三个极距点，以便明显反映出电性标
志层。
②MN选择
AB 30
MN
1 3
AB因要求
MN→0，
1、电性资料的研究 ①收集有关钻孔资料，测井资料，井旁测深资料，
得出地层对应电性层的关系。 ②估计岩性、构造、含水层、隔水层，推广到整
个测区。 2、各种定性资料的图件绘制和分析 ①ρs断面图
以测点为横坐标，AB/2为纵坐标，将ρs值用等值线 连成光滑曲线，有对数和算术坐标两种，用内插法， 等值距可5m也可10m，选好比例尺，单对数可更好 的反映浅部情况，如右图为古河道横切面或封闭状 态。对于地形起伏较大的要把地形线画出，否则断 层位会发生图的深度方向电性层位变化。
场地的局限性，建筑物的影响，地表水体等。不能 按理想条件布极和测量，于是出现畸变的曲线，在 解释时应加以修正。
二、电测深资料解释 （一）定性解释 解释的目的是把外业获得的资料变成地质语言， 供有关人员地质决策时应用。电测深解释是重要环 节。从已知到未知，反复实践，反复认识，定性
解释是解释的基础，定性解释之前必须进行电 测深资料的研究。
过小无
法观测。
③装置的布极方向 与剖面一致，最好沿地层走向
（测线与断层一致），在水平方向上，以电性 不均匀影响最小为原则 。
④环形电测深法，是对称四极法，在多方位上布极， 测量地质体各向异性特点的方法。在不同方向测值 按一定比例绘制“极形图”，其长轴方向反映断层 破碎带，接触带、岩层支向，如果极形周长短轴差 异不大，呈椭圆形，表示地下地质体在水平方向上 是各向同性的。
ρ1＞ρ2时为D型，ρ1＜ρ2时为G型（如后图）。 ①当AB/2＜h1时，测得值相当于介质为半空间的结果， 这时无论如何变化也不影响地下电流场的分布，故在 二层左支出现ρs=ρ1的水平渐近线 ②当AB/2逐渐增大，电流的分布深度也增大，这时开 始影响地电流的分布，这时，若ρ2＜ρ1时，由于良导 体对电流的吸引作用，使jMN≠j0，可知ρs＜ρ1，出现曲 线下降数（D型）。
2
1
v
2v z 2
0
（△）
解得：Um= I1 [ 1 2
K1n2
]
2
n1 2 (2nh1 )2
[**]
求解过程：ABM位于地表，
实际上存在三种介质二种
介面，即空气为ρ0两界面 P1、P2，A点的电流强度 为I，在M点产生的电位，除
A点外还有界面P2的存在
对电场的影响，可等效的用于P2界面I的镜像（2h1）
2
1)
MN 2
12.56
M（N 温纳装
2
置）
关于AB的间隔有如下考虑：
①为定量解释，ρs曲线应绘制在模数为6.25cm的双对 数主格纸上，相邻极距 (AB/2)i+1: (AB/2)i=1.2－1.5， 到深部后AB/2会增大，使一些信息会漏掉。现在对
定性解释采用形态解释法，为距极方便，可用
(AB/2)i+1: (AB/2)i =1或10m为单位，要视具体情况， 如找铁矿就要减少AB/2。
量板法就是运用理论曲线对实测电测深曲线进行 对比的求解方法，要求把测得的曲线绘制在透明坐 标纸上，然后蒙在已知量板上，移动，使坐标轴重 合，符合那条曲线后用得出参数，进而推求所测层 位的厚度。常用的量板有二层，三层和辅助量板。
量板法在过去用的较多，现在用的很少，都是借助
计算机求得，再则用量板法误差也较大，所给曲线
320
300
280 4900 4920 4940 4960 4980 5000 5020 5040 5060 5080 5100 5120 5140 5160 5180
图1－4.14 地面以下65米伟晶岩ρs分布平面图
北
-20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 -180 -200 -220
物探工程布置图
比例尺 1:2500
200
探 槽
100
100/-180
探 槽
100/-100 100/-130
100/-70
Ⅳ＇
补D2
D21
探
D22
槽
D23
100/-10 100/-40
100/20
D24
100/50
D25 Ⅳ
探 坑
Ⅰ＇ D1
D2
D3
D4
D5
探
D6
坑 100/100
D7
D8 Ⅰ
100/130
G(ρ1<ρ2) d(ρ1>ρ2)
A(ρ1<ρ2< ρ3) K(ρ1<ρ2> ρ3) H(ρ1>ρ2< ρ3)
Q(ρ1>ρ2> ρ3)
两层地电曲线
三层地电曲线
若ρ2＞ρ1，则对电流排斥，使地表电流加密， 则曲线出现上升数（G型）
③当AB/2﹥﹥h1时，电流大部分分布在ρ2层中，ρ1 层中仅有少量平行层面的电流线，此时，相当于电 流充满半空间ρ2介质情况，ρs右支具有出现ρs→ρ2的 渐近线。 当ρ2→∞时（ 2 2倍0 ）时，ρs右支出现与横轴成
为积分变量 B() 为核变量 J 0 为零阶贝塞尔函数
它适用于多层情况，也是数值法编程的依据。
（四）电测深的几种装置形式和极距选择 三极、四极、偶极等 着重对称四极 1．一般为AB/2与MN/2成比例： AB/2＝n *MN/2 (n=1、2、3…….8)
常用n=3
K=4.19х
AB 2
，
K
2
(
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
视电阻率地电断面
-80 -80
-120 -120
-160 -160
-200 -200
-240 -240
-280 -280
-320 -320
安 钢 集 团 舞 阳 矿 业 公 司 缸 庙 刘 矿 物 探 -80 米 以 下 水 平 切 片 图
对于多层地质体（n层）目的层深H H= ρ2S S为（n-1）层电导的总和,ρ2为上覆地层总 的电阻率。
综上所术，尾层的总纵向电导S是表示上覆地层 导电能力的综合， S随覆盖层厚度的增减，利用S图 件可以判断高阻层标志层的起伏情况。可以绘制 S~ 点号曲线，也可绘制平面切面图。 2．经验系数法
①查明基岩起伏情况，确定盖层厚度，为钻孔设 计提供依据。
②寻找稳定含水层，在高矿化区圈定咸淡水界面 及分布范围
③定性确定具有明显差异的断层破碎带，陡立岩 性接触带等，
④查明埋藏不深，有一定规模的电性差异明 显的局部不均匀体，如铁矿体等
⑤在水文地质调查中，查明区域构造，如凹陷、 隆起、褶皱等。
⑥在寻找建筑材料方面，估算砂石料的储量。 ⑦其它，近几年在工程上用途很广，如探测古墓、 防空洞、溶洞等。
100/160
探 槽
探 坑
探
坑
Ⅲ＇
Ⅱ＇
探
坑
补D1
探
D9 坑探Biblioteka 坑D10100/190
D11 D12
D13
100/220
探 坑
探 坑
探 坑
100/250
D14
探 坑
D15
探 坑
D16
D17 探
100/280坑
D18
100/310
D19 D20
100/340
探 坑
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴ＇ D26 D27 D28
100/370
（五）非理想条件及其对电测深曲线的影响 1、地表电性不均匀对电测深曲线影响
当AB/2较小时，由于表层不均匀体（ρ0）的吸引 或排斥，造成突变，使理想的G曲线歪曲。造成脱节 的反常、交叉、过大等是由于MN电极附近浅部不均 匀造成的。
2、倾斜界面影响，布极方向与界面的影响（略） 在外业工作中，受各种因素影响，如地形陡变，
的虚电源I1′作用来代替，这时I1′＝K12•I
K12
2 1 2 1
K12为P2的反射系数
随着I1′的出现P1界面的影响出现I2′的作用
I2′＝K01 I1′ K01
1 （0 ρ01→∞）
1 0
同理，I2′电场在P2界面的影响出现I3′I4′I5′…
若AM＝r则M点的电位为电源I及这时镜像电源产生
1
对450的渐近线。 当ρ2→0时，ρs曲线右支为一与横轴成630的渐近线。 3、三层情况（可形成A、K、H、Q四种情况）对照 图解释
4、四层情况（AA、AK、KH、KQ、HA、HK、QH、 QQ八种情况） 5、多层（四层以上），测深曲线方法相同，若有n 个符号，则有n+2层，以二层为基础，每多一层就把 相应层的符号加上，如QHKH型，表示4+2=6层
②仍用双对数坐标，二层附近要加密，如探测煤 层等。
③固定几组MN。当AB/2变化几次后MN/2再改变 一次（施仑贝尔装置），应固定在MN= (1 ~ 1 )AB
3 30
范围内，两者的比例过小时，测得的VMN值太小，会 影响精度。此法存在脱节问题，有正常脱节 ，有不 正常脱节 。由于MN加大，勘探深度变浅，而存在脱 节，脱节超过3-5mm时应重新观测。
（三）水平二层断面电测深视电阻率公式
设两层ρ1、h1 ,ρ2 、 h2且h2→∞。求供电点A在M处
产生的电位Um，前面讲过拉氏方程：
2v x 2
2v y 2
2v z 2
0
其柱面坐标
2U
1
r
(
v ) r
1
2
2v
2
2v z 2
由于地层中电位分布与z 轴是对称的，电位和方位角
无关，则上式简化为：
2v
一般采用对称四极装置，设计出一套极距变化比 例。规定AB/2和MN/2的比值，变化间隔最小极距等。
s
K
V I
K
AM AN
( AB)2 2
( MN )2 2
MN 2
MN
2
对于等比装置
MN 2
： AB2 则
K (2 1) MN
2
2
按照传统说法，电测深有利于解决具有电性差异， 产状近于水平的地质问题，但从其实质来看，它的 应用范围大大扩大，对非层状的局部不均匀体主要 能解决如下问题：
D29 100/400 D30
D31
Ⅴ
100/460 100/430
100/490
探 槽
100/550 100/520
探 槽
100/580
0
－200
－100
0
100
200
300
400
500
600
图
100/50
D6
基线及基点 电测深剖面线及测深点 磁法测线
例
探 槽
探 坑
探槽
探坑
铁丝网
因此，电测深比剖面法信息更丰富，一条剖面 可以包含多个极距的信息。
与量板不可能完全符合等。
（三）电测深的简捷定量解释方法
1、纵向电导解释法
对于下部高阻体ρ2→∞时，若AB/2﹥﹥h1,则尾部
渐近线满足：
Lgρs=Lg
AB 2
lg
s1
s1 h1 1 (为第一层的纵向电导
值)尾部渐近线与横轴交角450，则 h1=s1ρ1
只要知道s1，即可求出第一层厚度。同样，h1也 可由两渐近线交点求出（如图）
（二）层状分布的地电断面和电测深曲线类型
1、均匀半空间分布，电阻率为ρ1
ρ
则曲线为一直线，一般在露头上用 ρs
极小的极距测量，即可得到，用于
AB/2
解释曲线时的岩性对比。所得半空
间是一相对值，也就是该层（ρ1）的厚度与极距相比 大的多。
2、二层情况：设第一层厚h1，电阻率为ρ1，第二层 为ρ2，厚度很大（无穷大）有两种情况，