6.电剖面法
电剖面法
概念和用途
• 电阻率剖面法简称电剖面法。将各个电极间的距离 固定不变 （勘探深度不变），用选定的整个观测装 置沿测线方向逐点移动，并进行电阻率测量，以获 得地下一定深度范围内地电断面沿水平方向的变化。 通过该方法可以了解地下勘探深度以上沿测线方向 上岩石的电性变化。 • 电剖面法不仅可以在水文地质和工程地质中划分不 同岩性陡立接触带、岩脉，追索构造破碎带、地下 暗河和古河床等，也可以进行地质填图，确定覆盖 层以下不同导电性岩层的接触带位置；而且在煤矿 能用来查明老窑范围及充水情况，还可调查溶洞、 伟晶岩脉 （矿）走向等。
测量方法
供电极距的选择
中国矿业大学《电法勘探》试卷参考答案
中国矿业大学2017～2018学年第 2 学期《 电法勘探 》试卷一、名词解释（5小题，每题4分，总计20分）答案如下，每小题4分，共5小题1. 勘探体积：长为两个点电源之间距离AB ，宽为（1/2）AB ，深也为（1/2）AB 的勘探长方体（5分）2. 激电效应：在充电和放电过程中，由于电化学作用引起的随时间缓慢变化的附加场现象。
（5分）3. 趋附深度：电场沿Z 轴方向前进1/b 距离时，振幅衰减为1/e 倍。
习惯上将距离δ＝1/b 称为电磁波的趋肤深度（5分）4. 静态效应： 在地下近地表存在电性横向不均匀时，电流流过不均匀体表面而在其上形成“积累电荷”，由此产生一个与外电流场成正比的附加电场，使得在双对数坐标系中视电阻率曲线会出现沿着视电阻率轴平行移动的现象，称之为静态效应。
（5分）5. 卡尼亚电阻率：在非均匀介质条件下,以实测阻抗计算出的量称为卡尼亚视电阻率.它的数学表达式为: ()2,/z ρωωμ=Z 。
（5分） 二、简答题（8小题，总计50分）答题要点如下，共8小题：1. 岩石电阻率大小受哪些因素影响？(6分)（(1）岩石电阻率与矿物成分的关系:岩石电阻率与组成岩石的矿物的电阻率、矿物的含量和矿物的分布有关。
（2）岩石电阻率与其含水性的关系：在其他条件相同的情况下，岩层电阻率与岩层中水的电阻率成正比。
影响水的导电性的主要因素是水中离子的浓度和水的温度。
(3）岩石电阻率与层理的关系：岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。
（4）岩石电阻率与温度的关系：岩石电阻率随温度的变化遵循导电理论的有关定理。
5）岩石电阻率与压力的关系：岩石原生结构破坏是压力作用下岩石性质变化的主要原因;静水压力对岩石的压实作用最大。
（每点各1分，答对所有要点得6分）2. 电阻率法中常用的有哪几种装置形式，各有何特点？(6分)根据所研究地质问题的不同，电阻率法可分为三种类型：电测深法，电剖面法，中间梯度法。
地球物理勘探试题
1、视电阻率:若进行测量的地段地下岩石电性分布不均匀时，上式计算出的电阻率称为视电阻率，它不是岩石的真电阻率，是地下岩石电性不均匀体的综合反映，通常以rs表示2、纵向电导:是指电流沿水平方向流过某一电性层时，该层对电流导通能力的大小。
3、各向异性系数:岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。
岩石电阻率的各向异性可用各向异性系数λ来表示4、视极化率:当地形不平或地下不均时，按式η=△U2/△U计算出来的参数称为视极化率。
5、衰减时 :把开始的电位差△U2作为1，当△U2变为（30%，50%，60%）时所需的时间称为衰减时S6、含水因素:测深曲线的衰减时与横轴在一起所包围的面积7、勘探体积 :长为两个点电源之间距离AB，宽为（1/2）AB，深也为（1/2）AB的勘探长方体8、扩散电位：两种不同离子或离子相同而活度不同的溶液，其液液界面上由于离子的扩散速度不同，而形成的电位。
9、卡尼亚电阻率:在非均匀介质条件下,以实测阻抗计算出的量称为卡尼亚视电阻率.它的数学表达式为:ρa=Z2(ωμ)(3)ρa—卡尼尔电阻率(Ω·m)10、趋肤深度:电场沿Z轴方向前进1/b距离时，振幅衰减为1/e倍。
习惯上将距离δ＝1/b 称为电磁波的趋肤深度11、振动图:某点振幅随时间的变化曲线称为振动图12、波剖面图:某时刻各点振幅的变化称为波剖面13、视速度:沿射线方向Ds传播的波称为射线速度，是波的真速度V。
而位于测线上的观测者看来，似乎波前沿着测线Dx，以速度V*传播，是波的视速度14、均方根速度:在水平层状介质中，取各层层速度对垂直传播时间的均方根值就是均方根速度15、动校正:反射波的传播时间与检波器距离爆炸点的距离远近有关，并与反射界面的倾角、埋深和覆盖层波速有关，由此产生的时差称为正常时差，需要进行正常时差校正，称为动校正。
16、静校正:对由于地表不同检波点的高程和地表低速层的厚度、速度变化等的影响所产生时差的校正称为静校正，它包括井深校正、地形校正、低速带校正。
应用地球物理学习题答案概况
一、名词解释1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。
2震动图：用μ～t坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波的震动图。
3波剖面图：某一时刻t质点振动位移μ随距离x变化的图形称之为波剖面图。
4时间场：时空函数所确定的时间t的空间分布称为时间场。
5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。
6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传播又称之为剪切波或S波。
7纵波：弹性介质发生体积形变〔即拉伸或压缩形变〕所产生的波称为纵波，又称压缩波或P波。
8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。
9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻t波前面1时刻开始产生子波向外传播，上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从t1＋Δt时刻的新的波前面。
经过Δt时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t110视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视速度。
V*11观测系统:在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√×追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。
12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。
13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。
14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。
15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大，球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。
物探地震勘探缩写术语及施工经常使用计算公式
地震勘探缩写术语2-D Two Dimensional 二维。
3-C Three Component 三分量。
3C3D 三分量三维。
3-D Three Dimensional三维。
9-C Nine Component 九分量。
3分量震源╳3分量检波器=九分量。
9C3D 九分量三维。
A/D Analog to Digital模数转换。
AGC Automatic Gain Control 自动增益操纵。
AVA Amplitude Variation With Angle 振幅随搜集平面的方位角的转变。
AVO Amplitude Variation With Offset 振幅随偏移距的转变。
AVOA 振幅随炮检距和方位角的转变。
CDP Common Depth Point 共深度点。
CDPS Common Depth Point Stack共深度点迭加。
CMP Common Mid Point 共反射面元。
共中心点。
CPU Central Processing Unit 中央操纵单元。
CRP Common Reflection Point 共反射点。
D/A Digital to Analog 数模转换。
d B/octa d B/octve 分贝/倍频程。
DMO Dip Moveout Processing 倾角时差校正。
G波G-wave 一种长周期（40—300秒）的拉夫波。
通常只限于海上传播。
H波H-wave 水力波。
IFP Instantaneous Floating Point 仪器上的瞬时沸点放大器。
K波K-wave 地核中传播的一种P波。
LVL Low Velocity Layer 低速层。
L波L-wave 天然地震产生的长波长面波。
NMO Normal Moveout Correction 正常时差校正，动校正。
OBS Ocean Bottom Seismometer 海底检波器。
P波P-wave 即纵波。
6电剖面电阻率法(4)
远离界面时， 曲线出现渐 近
线。
电剖面法——联合剖面法
二、联合剖面法视电阻率 s 曲线
1、垂直接触面上联合剖面曲线
B 对于 s 曲线可作类似的讨论
电剖面法——联合剖面法
二、联合剖面法视电阻率 s 曲线
1、垂直接触面上联合剖面曲线
电剖面法——联合剖面法
二、联合剖面法视电阻率 s 曲线
深度，并用与理论曲线计算（ ）不一致，导致曲线 MN 0 对比误差。一般情况下MN的变化范围应满足以下条件：
1 1 AB MN AB 3 30
电剖面法——联合剖面法
一、联合剖面法概述
电剖面法——联合剖面法
一、联合剖面法概述
联合剖面法是由两个三极装置组合而成，较其它电剖面法 有更为丰富的地质信息。此外，联合剖面法还具有分辨能力强、 异常明显等优点，因此在水文及工程地质等调查中获得了广泛 的应用。但由于联合剖面法有无穷远极，野外工作中有装置笨 重、地形影响大等缺点。 联合剖面法在每一测点分别用两个三极装置AMN及MNB B 进行观测，所得视电阻率分别用 sA 及 s 表示，从而在一条剖面 A 上便可获得两条视电阻率曲线。作图时，一般将 s 用实线表示 sB 用虚线表示。图中公共电极C被置于远离测线并大于5AO 的距离上，称为“无穷远”极，即相对于观测地段而言，其影 响可以忽略。
电剖面法——联合剖面法
三、联合剖面法定性图件及应用
2、追索破碎带走向,确定倾向及估计破碎带宽度
电剖面法——联合剖面法
三、联合剖面法定性图件及应用
2、追索破碎带走向,确定倾向及估计破碎带宽度
（1） 在剖面平面图上，低阻正交点的联线即为破碎带走向；
A （2） s 和 sB 对称，说明破碎带直立，且破碎带两侧岩性相同；
电剖面法
（1）二极装置 这种装置的特点是供电电极B 这种装置的特点是供电电极B和测量电 极N均置于无穷远处接地
二级装置取AM中点作为观测结果的记录点 二级装置取AM中点作为观测结果的记录点
（3）三极装置： 三极装置： 只将供电电极B置于无穷远， 只将供电电极B置于无穷远，而将 AMN沿测线排列进行逐点观测。 AMN沿测线排列进行逐点观测。 沿测线排列进行逐点观测
第六章 电剖面法
电剖面法是用以研究地电断面横向电性变 化的一类方法。一般采用固定的电极距， 化的一类方法。一般采用固定的电极距，并使 电极装置沿剖面移动， 电极装置沿剖面移动，这样便可观测到在一定 深度范围内视电阻率沿剖面的变化。 深度范围内视电阻率沿剖面的变化。根据装置 形式的不同，剖面法又分二极装置 三极装置、 二极装置、 形式的不同，剖面法又分二极装置、三极装置、 联合剖面装置、对称四极装置、偶极装置等 联合剖面装置、对称四极装置、偶极装置等。
当两个三极排列（AMN，MNB） 当两个三极排列（AMN，MNB）位于 模型左侧时，低阻体对电流线的吸引，使A 模型左侧时，低阻体对电流线的吸引， 极在MN间产生的电流密度 极在MN间产生的电流密度jMN >j0， ρsA>ρ0。 间产生的电流密度j 同时使B极在MN间所产生的电流密 同时使B极在MN间所产生的电流密jMN<j0。 间所产生的电流密j 因而ρ 因而ρsB <ρ0 。当电极排列越靠近模型，这种 当电极排列越靠近模型， 作用便越强烈， 作用便越强烈，因而在模型左侧便出现 ρsA >ρsB情况。 情况。
直立低阻脉上联合剖 曲线及λ 面ρs曲线及λ曲线
右图为低阻直立 薄板上方联合剖面曲 线与比值（ 曲线， 线与比值（λ）曲线， 显然， 显然，在低阻直立薄 板上方形成了（ 板上方形成了（λ） 参数的单蜂异常， 参数的单蜂异常，在 模型两侧出现负值， 模型两侧出现负值， 远离模型异常迅速下 降并逐渐趋于背景值。 降并逐渐趋于背景值。
爱课程电法课后习题
1、地球物理勘探?它是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源和解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。
2、地球物理勘探方法特点？1.当利用地球物理勘探方法进行勘探时，被勘探的目标体与其围岩间必须有物性差异；2.必须使用专门的仪器接收地球物理场的变化；3.它是个反演问题，所以存在着多解性。
3、电法勘探？电法勘探是以岩(矿)石之间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有关的电场或电磁场的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造或寻找矿产资源的一类地球物理勘探方法。
第一节绪言习题参考答案1、什么是电法勘探？到目前为止，电法勘探利用了哪些物理性质？（10分）答：电法勘探是地球物理勘探方法中的一种勘探方法，它以岩、矿石的导电性、电化学活动性(激发极化特性)、介电性和导磁性的差异为物质基础，使用专用的仪器设备，观测和研究地壳周围物理场的变化和分布规律，进而达到解决地质问题为目的的一组地球物理勘查方法。
电法勘探利用的物理性质有：导电性、电化学活动性(激发极化特性)、介电性和导磁性2、简述电法勘探的特点答：简单说是三多一广，即利用的场源形式多、方法变种多、能解决的地质问题多，工作领域（地面、航空、海洋、地下）宽广。
3、简述影响岩、矿石导电性的因素答：（1）组成岩矿石的成分和结构，包括胶结物和颗粒的电阻率、形状及相对含量；（2）岩石的湿度和孔隙度；（3）温度；（4）压力。
4、什么是自然极化?答：是由不同地质体接触处的电荷自然产生的（表面极化）或由岩石的固相骨架与充满空隙空间的液相接触处的电荷自然产生的(两相介质的体极化)。
5、什么是面极化?什么是体极化?答：面极化是指激发极化发生在极化体与围岩溶液的界面上，如致密的金属矿或石墨矿属于此类。
体极化是指极化单元(指微小的金属矿物、石墨或岩石颗粒)呈体分布于整个极化体内，如浸染状金属矿石和矿化、石墨化岩石以及离子导电岩石均属这一类。
物探专业面试题目(3篇)
第1篇一、基本概念与理论1. 请简述物探的基本原理及其在石油勘探中的应用。
解析：物探（地球物理勘探）是利用地球物理场的变化来研究地球内部结构、性质及其变化规律的一种科学方法。
在石油勘探中，物探主要用于查明地下油气藏的分布、规模、类型和含油气性等，为油气田的勘探开发提供科学依据。
2. 解释地震勘探中“反射波”、“折射波”和“转换波”的概念，并说明它们在油气勘探中的应用。
解析：地震勘探是物探中最常用的方法之一。
反射波是指地震波在地下地层界面发生反射后返回地表的波；折射波是指地震波进入另一种介质后，传播方向发生改变而继续传播的波；转换波是指地震波在地下地层界面发生反射和折射的同时，部分能量发生转换而形成的波。
这三种波在油气勘探中都有重要应用，如通过分析反射波的振幅、相位、频率等特征，可以判断地下地层性质；通过分析折射波和转换波的传播特性，可以确定地层的速度和密度。
3. 简述重力勘探和磁法勘探的基本原理及其在地质勘探中的应用。
解析：重力勘探是利用地球重力场的变化来研究地下地质构造的一种方法。
通过测量地面重力异常，可以推断地下岩层的密度、厚度等特征。
磁法勘探是利用地球磁场的变化来研究地下岩层磁性特征的一种方法。
通过测量地面磁异常，可以推断地下岩层的磁性性质，如磁性矿床的分布等。
4. 请解释物探中的“分辨率”和“信噪比”两个概念，并说明它们对物探结果的影响。
解析：分辨率是指物探仪器能够区分两个相邻目标的最小距离。
分辨率越高，探测结果越精确。
信噪比是指物探信号中有效信息与噪声的比值。
信噪比越高，探测结果越可靠。
分辨率和信噪比是影响物探结果的两个重要因素，需要在实际应用中加以关注。
二、物探技术与方法5. 请列举物探中的几种常用技术，并简要介绍它们的特点。
解析：（1）地震勘探：通过发射和接收地震波，分析地震波的传播特征来探测地下地质构造。
（2）电法勘探：利用地下岩石的电性差异，通过测量电流或电压的变化来探测地下地质构造。
工程物探基本概念总结
数及波的类型，据弹性力学理论可知，纵波和横波在介质中的传播速度可分别表示为： Vp=
������+������������ = ������ ������（������−������） ������ ������+������ （������−������������）
VS Vp Vs
6. 7.
21. 电法勘探是以岩（矿）石间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有 关的电场和电磁场的分布特点和变化规律，来查明地下构造或寻找有用矿产的一类地 球物理勘探方法。 22.电阻率：电阻率是描述物质导电性能的一个电性参数。导体的电阻 R 与其长 度 L 成正比，与垂直于电流方向的导体横截面积 S 成反比， 即 R=ρl/s 比例系数 ρ 为该导体的电阻率。
s K
U MN I
s
jMN jMN MN （ j 电流密度、 ρ mn mn 真电阻率） j0 （ 比例系数） j0
24、积累电荷：
因为地下是非均匀介质，因此向地下通电并要形成稳定电场，势
必要有一个电荷积累的过程。这种情况主要存在于电阻率不同的介质分界面上.
25.电阻率法物理实质：在稳定电流场中当有电性不同的地质界面存在时，在界面上便 会形成一定符号的积累电荷，从而使电场趋于稳定。积累电荷的大小除了和该点电流 密度有关外，还和界面两侧电阻率的差异有关。
E 2 (1 ) 2(1 ) (1 2 )
2
振动图：介质中一点振动位移（速度或加速度）随时间的变化曲线称之为振动图。 波剖面图：这种描述某一时刻 t 质点振动位移 u 随距离 x 变化的图形称之为波
剖面图。 8. 9. 等时面：时间场中波从震源传播时间相等的空间各点构成的面 地震子波： 由震源激发，井底下传播并被接收的一个段脉冲波振动，成为该振 具有非周期性，可由许多不同频率振幅、起始相位的谐振动合成，衰
工程物探-第六章电剖面法
A
A-MN
K M
O
N
B
MN -B
C
地“无穷远”
6.2 联合剖面法
电法勘探 第6章 电剖面法
缺点：装置相对笨重，地形影响大。解释时具体分析。 采集装置要求
A O B O 3h MN11AO
3 5
K
C
地“无穷远”
A
A-MN
M
O
N
B
探 第6章 电剖面法
1. 良导脉状体上联合剖面视电阻率异常曲线特征 2. 低阻球体——视电阻率异常曲线特征 3. 高阻球体——视电阻率异常曲线特征
OO’=3～5h
a=1/4～1/6 OO’
O
J
O
AB
MN
数据点的分布图
电法勘探 第6章 电剖面法
第二部分 电法勘探
第六章 电剖面法
6.1 电剖面法分类 6.2 联合剖面法 6.3 其他电剖面法 6.4 电剖面法的应用
6.2 联合剖面法
电法勘探 第6章 电剖面法
优点：1> 由两个三极装置组成，A-MN,MN-B. 2> 横向分辨能力强，异常明显。 适合于水文、工程地质及构造找矿。
阻率曲线,所得视电阻率分别
用
A s
及
B s
表示.
O
6.1 电剖面法分类
5. 电剖面法——联合剖面装置
电法勘探 第6章 电剖面法
O
说明：图中公共电极C被置于远离测线并大于五倍 AO的距离上，称为“无穷远”极，即相对于观测 地段而言，其影响可以忽略。
6.1 电剖面法分类
5. 电剖面法——联合剖面装置
11
1
AM AN BM BN
S KAMNUIMN K2 AM.AN
6.电剖面法讲解
B0长度 的平台
3、由
定性解释ρAS 曲线的变化特征
当A-MN从远离→接近→到达界面时
jMN从j0 不断增加，ρS从ρ1↗至最大值 当0点进入ρ2时， ∵电流密度法向连续
∴
至A极进入ρ₂前，界面的 影响很小，使ρS保持恒定
随着A-MN前移，界面排斥 作用逐步下降；jMN↘ρAS↘
0点越过界面时ρS ↘跃变 ρBS曲线变化特 征与上述反之
当d=0时(A在界面上) 当d→∞时(A远离界面)
5、联合剖面曲线特征分析
①当ρ₁>ρ₂时；观测装置 由ρ₁向ρ₂通过界面时， ρAS比ρBS的跃变明显。
②当ρ₁<ρ₂时；则是 ρBS 比ρAS 的跃 变明显。
∴联剖法可以准确界定高、低阻岩 层的垂直接触面。
③根据ρABS=(ρAS +ρBS )/2；可得到 对称四极剖面法的曲线。
跃变不如 联剖法明显
•由联剖曲线获得对称四极曲线的证明 联剖公式
四极公式
代 回
当介质均匀时 证得
④当接触面上覆 •曲线峰值将被圆滑； 低阻覆盖层时 •界面的位置会偏离极大值对应点。
联合剖面试验曲线
三、脉状体上
脉状体指宽度 电极
联剖法 ρS异常
1、直立良导
距A0(B0)的地质体右侧ρBS >ρAS
左倾
闪长岩
矿体 大理岩
确定异常体的性质：
高(低)阻、厚(薄)、倾向等
测网布置图
正交点～低阻体 岐离带～左倾
由AB估算埋深小于15米 低阻区ρS<60 Ω.m
AB=30m
确定异常体的走向 ρS剖面平面图
ρS平面等值线图
低阻正交点
高低阻
确定异常体的范围
常用物探方法的工作原理
常用物探方法的工作原理1、瞬变电磁法：时间域电磁法(Time domain Electromagnetic Methods)或称瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Methods),简写为TEM。
它是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起的涡流场的问题。
其工作原理为：通过地面布设的线圈，向地下发射一个脉冲磁场(一次场)，在一次场磁力线的作用下，地下介质将产生涡流场。
当脉冲磁场消失后，涡流并没有同步消失，它有一个缓慢的衰减过程, 在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场，即可了解地下介质的电性分布。
该二次场衰减过程是一条负指数衰减曲线，如图1所示。
图1二次场衰减曲线图一般来说，对于导电性差的地质体，二次场初始值较大，但衰减速度较快；反之，导电性良好的地质体，二次场初始值小，但衰减速度慢(图2)o瞬变电磁场这一特性构成了TEM区分不同地质体的基本原理。
二次场的衰减曲线早期主要反映浅层信息，晚期主要反映深部信息。
因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂向变化。
图2瞬变电场随时间衰减规律与地质体导电性的关系仪器野外工作方法及原理见图3。
主机通过发射线圈向地下发射烟圈状磁脉冲，当磁脉冲遇到不均匀导电介质时形成涡流场，仪器断电后，涡流场衰减过程中形成的二次场以烟圈状辐射，接收线圈接收到返回地面的二次场信号并将其传输给主机进行处理、显示。
图3仪器工作原理图瞬变电磁法的特点表现为可以采用同点组合进行观测，使与探测LI 的物耦合 最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；在高阻围岩区不会产生地形 起伏影响的假异常，在低电阻率围岩区，山于是多道观测，早期道的地形影响也 较易分辨；线圈点位、方位或接发距要求相对不严格，测地工作简单，工作效率 高；有穿透低电阻率覆盖层的能力，探测深度大；剖面工作与测深工作同时完成, 提供 了更 多有用 信息。
电剖面法(焕军)
3-2 电剖面法电剖面法是探测地下同一深度范围内导电性有差异的地质体沿着剖面方向的分布情况的方法。
在电剖面法工作中，一般采用不变的电极距并使整个装置沿着剖面方向移动，逐点观测△V MN和I AB，求出视电阻率ρs值。
然后以测点为横坐标，ρs为纵坐标，作出ρs剖面图。
由于电极距固定不变，勘探深度就基本上不变，因而ρs剖面图可以把地下某一深度以上不同电阻率的地质体沿剖面方向的分布情况反映出来。
电剖面法根据供电电极A、B和测量电极M、N的排列方式不同又有一系列的变种。
目前常用的有“联合剖面法”，“对称剖面法”和“中间梯度法”。
一、联合剖面法联合剖面法是两个三极排列AMN∞和∞MNB的联合。
所谓三极列是指供电电极之一位于无穷远的排列。
如图3-7所示，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，供电回路中另一电极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位于同一直线上，（这条直线就是测线），且AO=BO。
无穷远电极C一般敷设在测线的中垂测线上，与侧线之间的距离大于AO的五倍（CO>5·AO）。
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排列的△V MN和I，并按（3-10）式求得两个视电阻率值：△V AρA S=K A (AMN∞装置) I△V BρB S= K B （∞MNB装置）Ir AM·r ANK A = K B=2πr MN因此，联合剖面法的剖面图上有两条视电阻率曲线ρA S和ρB S。
（一）联合剖面法ρs曲线分析联合剖面法主要用于寻找陡倾的层状或脉状低电阻矿体或断裂破碎带。
这些地质体可以近似地看作是薄板状良导体，因此在这里主要分析反映良导体薄板的联合剖面ρs曲线的特点。
电法勘探实例
电法勘探实例介绍电法勘探是一种利用电场测量来探测地下结构和岩矿体的方法。
它通过测量地下电阻率的变化来识别不同岩矿体的存在和分布情况。
本文将介绍电法勘探的基本原理，并结合实例探讨其应用。
基本原理电法勘探利用地下介质的电导率和电阻率的不同来推断岩矿体的存在和性质。
在电法勘探中，通常会采用两种电法来进行测量：直流电法和交流电法。
直流电法直流电法是通过在地下注入一定电流后测量地表上的电位差来进行测量的。
电流通过地下介质时，会因为不同岩矿体的电导率和电阻率不同而产生电位差。
通过测量不同位置上的电位差，可以推断出地下结构以及其中的岩矿体分布情况。
交流电法交流电法是通过在地下注入一定频率的交流电流后测量地表上的电位差来进行测量的。
交流电场在地下传播时，会因为不同岩矿体的电导率和电阻率不同而产生相位差。
通过测量不同位置上的相位差，可以推断出地下结构以及其中的岩矿体分布情况。
应用实例：地下水资源勘探地下水资源勘探是电法勘探的常见应用之一。
地下水储量丰富的地区往往有着较好的电导率，而地下水位下降或水文条件退化的地区则往往有着较差的电导率。
通过使用电法勘探，可以快速而准确地判定地下水资源的分布情况，为水资源的开发和利用提供有力支持。
实例步骤1.地表电极的布设：在需要勘探的区域，根据特定的要求和设计方案，将电极布设于地表。
电极之间的距离可以根据勘探深度和分辨率要求来确定。
2.电流注入：将一定的直流电流通过电极注入地下，确保电流能够在地下传播。
3.电位差测量：使用电位差仪器测量不同位置上的电位差，记录下相应的数据。
4.数据分析与解释：根据电位差数据，利用电场测深法、电场剖面法等手段进行数据分析与解释。
5.结果评估与验证：根据分析和解释的结果，对地下水资源的分布情况进行评估并进行实地验证。
优势与局限性电法勘探作为一种地质勘探方法，具有以下优势和局限性。
优势1.非破坏性：电法勘探可以在不破坏地下环境的前提下进行，对环境没有显著影响。
工程物探电阻率法
水平均匀层状介质模型
当六面岩柱体由若干个厚度和电性不同 的岩层所组成时，则按串联电路原理， 其总的横向电阻为：
T T1 T2 Tn
h1 1 h2 2 hn n
n
hi i
i1
当电流平行岩柱体底面流过时，所测得的电导值，称为纵向 电导，用符号S来表示， 单位为1/。纵向 电导与层参数的关 系为：
K1 2
2 2
1 1
为反射系数
1 K12 为透射系数
将求出的 I1与I2 代入（6.1.1）式 得到考察点M1、M2点处的电位表达式：
U1
I1 (1 2 r
K 12 r1
)
U2
I 2 2
1 (
K 12
r2
)
（6.1.4）
此为任意考察点电位的定解。
2.两种不同电性的岩石直立接触
面上的 联合剖面视电阻率曲线
I •cos3 rA2O
(5.3.6)
j
AB M
j
AB O
cos 3
(
r
2 AO
r
3 AO
h
2
)
2 3
1
1
(h r AO
)2
3
（5.3.7）
电流密度 随深度的 规律变化
1、单个电极供电 2、AB电极供电
第四节 电阻率法的仪器、设备简介
一、对电测仪器的一般要求 1，灵敏度高； 2，抗干扰能力强； 3，较高的稳定性。
S h
水平层状介质模型
若六面岩柱体由由若干个厚度和 电性不同的岩层组成时，其总纵 向电导为：
S S1 S2 Sn
h1 h2 hn
1 2
n
n
常用电法(时间域激发极化法、电阻率测探法、电剖面法、自然电场法、甚低频电磁发)作业指导书(十七)
电法组长
项目负责
2、工作准备
一般
按设计要求，根据比例尺绘制工作布置图，准备工作记录本、记录用计算表格（自动化存储、传输仪器的准备相应的磁记录介质）及绘图材料。
制定野外工作施工方案，对可能遇到的问题要有解决措施计划。
电法组长
3、仪器验收
关键
见相应的仪器操作说明书及相关的规范要求
根据试验结果对仪器和性能及可使用性进行分析。
电法组长
4、野外观测
关键
（1）开工前对仪器及其它设备全面系统地检查、调试、标定。
（2）按规范及设计要求进行测站和供电站的设置、导线铺设和电极接池。
（3）按规范要求进行野外观测，注意观测参数的应用须据实地试验获取。
（4）统一全工作区的观测技术条件。
校正点至校正点经日变改正后，必须满足设计要求。
电法组长
（2）在原始资料检查验收的基础上，正式绘制提交各种原始记录本、记录表及相关的基本图件。
（3）提交各种质量检查报表、计算成果资料。
（4）主管机关审查验收。
（5）根据审查验收意见补充、修改、完善提高成果资料的质量。
原始资料和成果资料
的检查验收。
项目负责
17
（2）合理分析各种资料的相互印证性，找出不同资料的差异，并做出合理解释。
（3）分析、研究物探异常的解释的合理性。
（4）进行必要的正反演计算、模型计算。
（5）编制综合平面图及推断成果图。
综合地物化资料分析
研究的合理性、可靠程度。
电法组长
项目负责
9、提交成果及检查
重要
（1）编绘提交交通位置图、实际材料图。
（3）对仪器性能标定、质检、电性参数测定、测地、试验等资料，应随工作进展及时整理并编绘相应的图件、表格。
电法勘探-直流电法-电剖面法
在测量时，C极固定不动，AMNB间保持距离不变，四个极沿测线同时移 动，逐点进行测量，测点为M、N的中点O。每个点测量两次，得到两个
ρs值
由于C极为无穷远极，它在o处产生的电位很小，故可忽略不计，因此，联 合剖面法的电场可视为一个“点电源”的电场。
2.联合剖面法ρs曲线特征分 析
讨论直立低阻薄脉上联合剖 面法ρs曲线特征
B s
大家试着分析下
sA和
A s
曲线，有何关系？
由图可见：
①在直立良导薄脉顶部上方，
与 A
S
B S
相交，且
交点 S
1
②交点左侧
A S
B S
交点右侧
A S
B S
，此交点称为联合
剖面法的“正交点”（或低阻交点）；
③
与
A S
B S
曲线对称，交点两侧，两条曲线明显张开，
电性均匀）下的联合剖面ρs曲线的特征。
然而实际的情况是复杂的，当围岩电性不均
ρ 匀，就会引起 MN的变化；地形起伏可引起 jMN 的变化，造成ρS曲线的复杂度。如单纯的地形起
伏使得联合剖面曲线出现“正交点”（山谷）或 “反交点”（山脊地形），在解释中应引起注意。
• （ρ1=100欧姆米，ρ2=20欧姆米）
• 电剖面法的应用范围
– 划分不同岩性陡立的接触带、岩脉； – 追踪构造破碎带、地下暗河等；
第一节 联合剖面法
联合剖面法实际上是由两个三极装置组合而成， 它同时利用视电阻率曲线形态和两条视电阻率曲线的 差异探测异常，因此提供了较为丰富的地质信息。此 外，联合剖面法还具有分辨能力强，异常明显等优点。 在水文及地质调查中获得了广泛的应用。
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①当A;M位于ρ₁上
界面影响相当于镜 像电源的反射作用
（）
当MN→0时，AM≈AN=A0
②当A;M分列于ρ₁、ρ₂上
界面影响相当于镜 像电源的透射作用
-
③当A;M位于ρ₂上
界面影响相当于镜像电源的反射 作用，但反射系数已变成 K21；
当d=0时(A在界面上)
当d→∞时(A远离界面)
5、联合剖面曲线特征分析
AB=(70—80)H←目标深度
2、ρS计算 3、方法特点
MN=(1/30—1/50)AB
电流场在观测范围内均匀且平行地面，所以异常形 态简单；可以一线布极、多线观测；工作效率高。
4、球体上的中间梯度ρS异常
•高阻球体上方有ρS>ρ₁的极大值， 两侧有对称的ρS<ρ₁的极小值。
•低阻球体上方有ρS<ρ₁的极小值，
2、 ρSB 理论公式
ρsB曲线描述 当d’>>B0
当d’=0(B极在界面上) 当d‘＜B0(B;O分列界面两边) 至d’=B0前(O上界面前) 当d'=B0(0在界面上) B0长度 的平台
当d’>>B0
3、由
定性解释ρAS 曲线的变化特征
当A-MN从远离→接近→到达界面时
jMN从j0 不断增加，ρS从ρ1↗至最大值
两侧有对称的ρS>ρ₁ 的极大值。 •低阻异常的幅度一般大于高阻，
所以该方法有利于探查等轴状充
水溶洞。
5、脉状体上的中梯异常
①低阻脉体 •直立脉上的异常极不明显(黑色)； •倾斜脉上低阻异常出现在倾向一侧 (红色)；
•水平脉上低阻异常对应脉体正上方且明显， 脉体两端对应有不明显的正异常(黄色)。
∴中梯法不适合寻找低阻陡倾脉状地质体
一般5 ～ 20米。
一、测网布置 和观测成果
在图中 用实线表示 在图中 用虚线表示
二、两种岩石陡立接触面上的 ρAs 、ρBs 理论曲线
1、ρSA理论公式
ρsA曲线描述 当d>>A0 当d=A0(0在界面上) 当d＜A0(A;O分列界面两边) 至d=0(A在界面上) 当d>>A0(A远离界面)
同时提取ρ2 同时提取ρ1得此值＞ρ2
ρ2
④脉越宽，交点处ρS值越接近厚脉ρ2的值。
不同倾角时低阻薄脉的联剖曲线
正交点处不总是 ρS/ρ0 <1
直立低阻厚脉上的联剖曲线
4、高阻薄脉异常特征
•脉顶有不太明显的 反交点； •脉顶对应反交点峰 值高阻异常。 •歧离带不明显。
交点左侧 ρAS<ρBS 右侧 ρAS>ρBS 次高值异常
•曲线两侧有对称的 次高值异常。 联剖法不太适合 探查高阻脉状体
②岩层非各向同性的影响
在沉积岩或变质岩区，视电阻 率存在横向 ρa和纵向ρt的差异； 且ρa >ρt。
→ρt
∴平行层理的电流密度要大于垂直层理
即：垂直断层走向和平行断 层走向布线得出的ρS是 不同的。
ρSa > ρSt
断层
③地形的影响 (二维角域地形) ·山脊上的联剖曲线
特征 低阻反交点 特征形成的定性分析
高阻异常连线反映出 河道的走向及分叉。
•各曲线拐点的连线为 异常范围；可以大致 估计河道的宽度及沿 走向的变化。
AB=100m 探测深度<25m
高阻松散沉 积物覆盖在 相对低阻的 泥岩之上 高阻异常反 映了松散沉 积物的厚度 和覆盖范围
有效探测深度基线
二、中间梯度法
1、装置排列
固定供电电极A、B；移动测量电极MN在(1/3-1/2)AB 间和AB两侧AB/6范围内观测。
反映了歧离带的变化 率，具有分解复合异 常的能力。
F 参数应用实例
突出了正交点和 岐离带异常
ΔρAS< ΔρBS 左倾？
ρAS、ρBS 同步跳动
估算矿体倾向及其顶部埋深
平行低阻脉上的联剖和 λ曲线
λ曲线将复合 异常有效分解
低阻破碎带模型上的ρs和λ 地电断面图
ρS只反映出 高阻隆起
λ反映出高 阻隆起中的 低阻带
视电阻率ρS断面等值线图
•当间距足够时， 分辨能力与装置形 式、极距大小、数 据处理方法有关。
视比值T参数 断面等值线图
4、几种干扰因素
①地表局部不均匀体
对小极距观测的影响强于大极距
∵在联剖法中对ρAS、ρBS的影响是同步的， ∴可以采用 比值F或比值λ参数压制干扰、突出异常。 其实质是增大异常幅度； 使高值更高、低值更低。
反映地下一定深度范围内地电参数沿水平 方向的分布情况的一种勘探方法。
•联合剖面法 •中间梯度法
•对称四极剖面法 •偶极剖面法
1、电剖面法(电阻率剖面法)概述
•工作方法
•资料意义
选定装置形式后，保持各个电极距不变， 沿测线同步移动、逐点观测。
反映了地下一定深度范围内视电阻率沿 水平方向的分布情况。
在水文或工程地质中寻找岩脉、断层、 破碎带、地下暗河、古河床、溶洞、老 窑等；定性确定它们的位置、规模和走 向。
中梯法寻找高阻伟晶岩脉 及其伴生的多金属矿
由于浮土或围岩
的不均匀性，易 使曲线出现锯齿 状跳跃，因此不 能仅依据一条剖
面曲线推测高阻
岩脉的位置。
三、偶极剖面法
1、装置 排列 AB≈MN； 0～AB的中点；
L=00’； 0’～MN的中点； 00’>>AB；AB、MN 可互换，结果不变。 记录点为00’的中点。
由大小极距使低阻正交点的移动方向 确定断层的倾斜方向
2、异常的定性解释
在充分收集资料，了解围岩 等基本地质情况的基础上：
• 有走向的低阻正交点的连线可能是矿脉、断层、 岩溶裂隙的反映。 • 有走向的高阻反交点的连线可能是岩脉、巷道、 隧道的反映。 • 无走向的局部高、低阻体可能是不均匀体、空 洞、小断层的反映。
代 回
当介质均匀时
证得
④当接触面上覆 低阻覆盖层时
•曲线峰值将被圆滑； •界面的位置会偏离极大值对应点。
联合剖面试验曲线
脉状体指宽度 电极 三、脉状体上 联剖法 ρS异常 距A0(B0)的地质体
1、直立良导 薄脉状体
① 定性分析曲线 变化规律
歧离带
正交点
左侧ρAS >ρBS 右侧ρBS >ρAS
②高阻脉体 无论产状如何脉顶均有较明显高阻异常， 产状由直立到水平异常幅值减小、宽度增 加。倾向侧异常的变化较另一侧快。
③高阻脉体埋深H的估算 •直立脉 H=0.5q
•倾斜脉 H=0.6m m～异常顶点的切线与倾向侧曲线 渐进线在横轴的截距 q～异常半极 值点宽度
6、应用实例
•中梯法主要 用于寻找陡倾 的高阻体；如 石英脉、伟晶 岩脉等。 •这是由于陡 立高阻体对均 匀电场有较强 的畸变作用。
4、复合对称四极
增加一组供电电极A’B’，MN不变； 若A’B’过小也需调整MN为M’N’。
其特点：
AB=180m A’B’=40m
可以研究同一剖面 两种不同深度的电 性特征。
基岩起伏 的反映
高阻包裹 体的反映
5、对称四极剖面法应用实例
AB=200m MN=20m
•河道的地质条件 河道两侧、河底由电 阻率较低的砂粘土组 成；在河床中充填有 高阻的砂卵石。 •河道的物探反映
Ɵ
破 碎 带
花 岗 岩
泥 岩
花 岗 岩
四、电剖面法的几个问题
1、几种剖面法适用范围及优缺点的比较
方法名称 探测的地电断面
陡立良导 体及球体 高阻 脉 高阻 体 详查接触面
优点
异常幅度大、 分辨率高、曲 线清晰 轻便高效、不 均匀干扰和地 形影响小、△U 大 生产效率高、 不均匀及地形 影响小
缺点
生产效率低、地 形影响大 异常幅度小、不 易发现良导陡立 薄脉 勘探深度小、不 易发现直立低阻 脉
正交点～低阻体 岐离带～左倾
确定异常体的性质： 高(低)阻、厚(薄)、倾向等
由AB估算埋深小于15米 低阻区ρS<60 Ω.m AB=30m
确定异常体的走向 ρS剖面平面图
ρS平面等值线图
低阻正交点 高阻反交点
确定异常体的范围
高低阻 接触带
以曲线变化陡立 处对应直立界面
Ɵ
高阻厚脉体
反映浅部不均 匀高阻体
·目标体的形状、规模、产状及其与围岩的电性差异。
不同装置在良导球体模型上勘探深度的试验结果
装置类型 中间梯度 联 二 剖 极 对称四极 最大电极距 AB→∞ AB→∞ AB→∞ AM=r0 勘查深度 2.15r0 2.65r0 2.09r0 1.70r0
3、横向分辨能力
•当相邻地电体间 距小于其埋深时， 只会出现一个综合 异常。这时任何装 置都无法确切区分。
横向分辨能力的提高
几种干扰因素及其消除
一、对称四极剖面法
1、装置排列
•四电极均对称于测点0呈直线布置； 观测时沿测线同步移动、逐点观测。 •供电极距AB由目的层深度H确定。 AB=(6～10)H；MN=(1/3～1/5)AB
2、参数计算
3、方法特点
曲线形态简单、异常反映清晰。
但是，在良导薄脉上不如联剖法异常明显； 在高阻薄脉上不如中间梯度法工作效率高。
最佳L ： h0=1.5r0→n=2r0 (1.3h0) h0=2r0 →n=3r0 (1.5h0)
AB=MN=a
BM=na
L∝n
低阻球体上偶极法ρS剖面曲线 和等值断面图
双侧偶极≈联剖的观测效果实例 工作目的
查明覆盖层下 花岗岩中破碎 带的分布情况 及确定砂砾岩、 泥岩与花岗岩 的分界线。
玄武、花 岗岩分界
00水平
=ρi/ρ0
Байду номын сангаас