电法勘探的理论基础
电法勘探原理与方法课程设计
电法勘探原理与方法课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在通过对电法勘探原理与方法的学习，使学生掌握电法勘探的基本理论和方法，了解电法勘探在资源勘探领域中的应用，为学生今后参与实际电法勘探工作打下基础。
二、课程设计背景电法勘探是一种地下物质探测方法，通过测量地下电阻率分布来识别地下物质组成和分布情况。
它广泛应用于矿产资源勘探、地质灾害预警、环境工程等领域。
因此，掌握电法勘探原理和方法对于矿产资源开发和环境保护具有重要意义。
三、课程设计内容3.1 电法勘探基本理论1.电磁场基本原理2.电场与磁场的柏赛尔定律3.线性理论与非线性理论3.2 电法勘探仪器及测量技术1.电极的选择和布置2.不同电法勘探仪器的适用条件3.电法勘探的测量技术3.3 电法勘探数据处理和解释1.数据的处理和分析2.二维电阻率成像（二维ERT）技术3.三维电阻率成像（三维ERT）技术四、课程设计方法本课程设计采用课堂讲解、案例分析和实验演示相结合的教学方式。
1.课堂讲解：由教师进行电法勘探的基本理论阐述，让学生了解电法勘探的基本原理和相关技术。
2.案例分析：教师引入实际案例，通过学生讨论分析来加深学生对电法勘探原理和方法的了解。
3.实验演示：通过实验让学生亲身体验电法勘探仪器的使用和数据处理流程，加深学生对电法勘探的认识。
五、课程设计成果学生能够基本掌握电法勘探的理论知识和技术，了解电法勘探的应用场景和发展趋势，具备初步的数据处理和解释能力。
六、课程设计考核方式本课程设计采用考查+实验报告的方式进行考核。
1.考核方式：学期末闭卷考试。
2.实验报告：学生需要进行一次电法勘探实验，并撰写相关实验报告。
七、参考教材1.《电法勘探实例与练习》（刘文贵等编，科学出版社）2.《电磁法勘探技术及应用》（周文波等编，煤炭工业出版社）。
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法简述
电法勘探是一种基于电磁现象的地球物理勘探方法，通过在地下通入电流，并测量由地下产生的电场和磁场信息，来获取地下物质的分布情况。
电法勘探常用于地下水资源、矿产资源、地质构造等方面的探测。
电法勘探的原理是根据地下不同物质对电流的传导能力的差异，来推断地下的物质性质和分布情况。
一般来说，导电能力高的物质（如矿石、含水层等）对电流的传导能力较好，而电阻较高的物质（如岩石、土壤等）对电流的传导能力较差。
电法勘探中常用的方法包括直流电法、交流电法和自然电场法。
直流电法通过在地下通入恒定电流，并测量地表上的电位差来进行勘探。
交流电法则使用交变电流，通过测量地下电磁场的强度和相位信息，来推算地下物质的分布状态。
自然电场法则是通过测量地表上的自然电场强度和方向来进行勘探。
在进行电法勘探时，需使用电极将电流引入地下，并使用测量电极来测量地下的电位差和电磁场信息。
通常使用的测量电极包括接地电极、测量电极和参考电极。
通过在地表布设不同位置的电极，在地下电势差数据的基础上，进行数据处理和解释，得到地下物质的分布情况。
电法勘探是一种非破坏性的地球物理勘探方法，具有较高的分辨率和可靠性。
它在水文地质、矿产勘探、环境工程等领域都
有广泛的应用。
然而，也需要注意电流的深度侵入限制以及地下导电性的不均匀性等问题，以提高电法勘探的精度和解释能力。
电法勘探基本理论及在固体矿产勘查中的应用
等
多数体晶岩矿床 查出在花岗岩或 其围岩的构造裂 隙中。由于强烈 的交代作用常形 成白云母、钠长 石、锂云母等蚀 变带
主要探测目标 推荐的物探方法
深大断裂带， 基性，超基 性岩体，蛇 纹岩化岩体
磁法圈定岩体， 重力法圈定基 岩内矿体，电 磁法圈定蛇纹 岩体
基性岩，超 基性岩，蛇 纹岩化岩体
磁法圈定岩体， 电磁法圈定蛇 纹岩体
• 此外, 当将磁测资料与激电资料结合起来 时, 便不难区分磁 ( 黄) 铁矿或磁 ( 黄)铁 矿化岩层所引起的激电异常。
• 青海某铜钴硫锌综合矿, 可作为综合利用 自电、重力和磁法资料区分激电异常的 例子。
• 试验结果表明直流激电法在矿体上有明显 的 η 异常, 而交流激电法的视频散
• 率 Ps1 和 Ps2 均表现为负异常不能反映矿体 的存在。
• 此例说明了交流激电法受电磁耦合的影响 比较严重, 而直流激电法却可避开电磁耦合 的干扰。
• 这种情况下对交流激电法的 Ps 需作校正。
• 图中的 Ks 曲线即为校正后的结果。
花岗岩体边 界，花岗岩 或其围岩中 的蚀变带
磁法、圈定花 岗岩边界，电 磁法圈定低阻 蚀变带。
矽卡岩型矿 床，指产在 矽卡岩带内 部的矿床 钴等矿床
断裂拗陷带，在 灰岩发育区受断 裂控制的岩浆活 动带
中酸性侵入岩、 火山岩与碳酸岩 类的接触带
矽卡岩带， 矽卡岩带内 的矿体
电磁法和激电法探 测低阻角砾岩带、 蚀变带，金属硫化 物颗粒充填的矿物 带。
矿脉产生在岩浆内外 接触带中或无明显岩 浆活动的沉积岩中， 但均产在大断层，断 层破碎带或大断裂旁 侧的次级断裂带或剪 切构造带中
花岗岩或火上岩 及其周围地区内 有断裂构造发育 的区域
电法勘探原理
电法勘探原理电法勘探是一种利用地下电阻率差异来探测地下构造和岩矿成分的地球物理勘探方法。
它通过在地表施加人工电场，测量地下不同介质对电场的响应，从而获取地下结构信息。
电法勘探原理主要包括电场分布、电流传播、电位分布和测量方法等几个方面。
首先，电场分布是电法勘探的基础。
在电法勘探中，通过在地表布设电极，形成人工电场。
电场的分布受地下介质电阻率分布的影响，不同的地下结构会对电场产生不同的响应。
因此，通过测量地表电场分布的变化，可以推断地下结构的变化。
其次，电流传播是电法勘探的重要环节。
在电场作用下，地下介质中会产生电流。
电流的传播受地下介质电阻率的影响，电阻率高的地层会对电流产生阻碍，而电阻率低的地层则会对电流产生导通。
因此，通过测量地下电流的分布，可以推断地下不同介质的分布情况。
另外，电位分布也是电法勘探的重要内容。
在电场作用下，地下介质中会产生电位。
不同的地下结构对电位的响应也会有所不同。
通过测量地表的电位分布，可以推断地下不同介质的分布情况。
除了以上几个基本原理外，电法勘探还涉及到一些测量方法，如大地电阻率法、大地电磁法、大地电磁测深法等。
这些测量方法在实际勘探中有着不同的应用场景和适用范围。
总的来说，电法勘探原理是通过在地表施加人工电场，利用地下介质的电阻率差异来探测地下结构的一种地球物理勘探方法。
它在矿产勘探、地质灾害预测、水资源勘探等领域有着广泛的应用。
通过深入理解电法勘探的原理，可以更好地指导实际勘探工作，提高勘探效率和准确性。
在实际应用中，需要根据具体的勘探目标和地质条件，选择合适的电法勘探方法，并结合其他地球物理勘探方法进行综合应用，以获取更全面、准确的地下结构信息。
同时，还需要加强对电法勘探仪器和数据处理方法的研究和应用，不断提高电法勘探的技术水平和勘探效果。
综上所述，电法勘探原理是一种重要的地球物理勘探方法，它通过测量地下电阻率差异来探测地下结构信息。
在实际应用中，需要充分理解电法勘探的原理和方法，结合地质条件和勘探目标，选择合适的勘探方案，并加强仪器和数据处理方法的研究和应用，以提高勘探效率和准确性。
地球物理勘探-电法基础知识
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 << AB间距
一个点电源：将其中一个电极(A或B)置于∞远 如图，无限半空间ρ的地表，点电源A（+I）。
则 距电源A(I) 为r 处 M 点的 电位： A(-I) ？,全空间？ 对于均匀无限半空间地表，点电源场U ：
电 法 勘 探
分 类
电场产生 的原因 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
天然场（被动源）：自然电场法、大地电磁法 场源性质 人工场（主动源）：电阻率法、充电法、激发极化、电磁法等 电场的 直流电法：电阻率法（剖面、测深）、充电法、自然电场 等 时间特性 交流电法：电磁法等
电（阻率）测深
(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/ρ
(v=1/ρ)
= /S
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。
二. 电阻率Βιβλιοθήκη 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
稳定电流场 ( U(t)特性 )
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
电法勘探知识总结(精华)
（二）均匀各向同性半空间点电源的电场
在物理学中，恒定电场是用三个相互有联系的物理量V（电位） 、E（电场强度）和 j（电流密 度）来描述的，其间的关系为：
dv=-Edr
,
E=j ·ρ
设地面水平，与不导电的空气接触，介质充满整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等， 称这样的介质模型为均匀各向同性半空间。 （地面水平、地下为均匀、无限、各向同性介质）
判断矿体是否相连相邻不相连导电矿脉上两个相邻且相连导电矿脉上的的电位梯度异常曲线电位梯度异常曲线充电法电位平面等值线图判断矿体倾向充电法判断相邻两露头矿体是否相连一自然电场法自然条件下无需向地下供电通过一定的装置形式地面两点间通常也能观测到一定大小的电位差这表明地下存在天然电流场简称自然电场
电法勘探
s
jM N MN j0
在分析一些理论计算、模型实验及野外 地面观测结果时，经常要用到它。
重新分析：
S
(a)
s
jM N j0
M N
1
X
A(+I) (b)
B(-I)
2
1
3
结论：当地下只有一种岩石时，两式是相同的，故按视电阻率的计算式算得的ρs 值等于
岩石真电阻率ρ值。ρs 剖面曲线乃为一条数值等于 p 的直线。
B M
A(I)
L h
o
L
B(-I)
jA h =
I 2(L + h )
2 2
= jB M
jB M
j h 2 j hA cos
jh 的方向平行于地表
Iຫໍສະໝຸດ L ( L2 h 2 ) 3 / 2
M
jh
jA M
上式表明，AB 中垂线上任意一点 M 处 j 的大小，除与 I 有关外，还与 M 点的深度（h） 及电极距大小有关 当 h→∞, jh → 0
电法勘探的基本原理
（1）金属导体（电子导体）
各种天然金属均属于金属导体。较重要的 自然金属有自然金和自然铜，其电阻率值均很 低，自然金的电阻率约为 2×10-8 欧姆·米， 然铜的电阻率约为1.2×10-8~3×10-7欧姆·米。 此外，石墨这种具有某些特殊的电子导体性质 的非金属也具有很低的电阻率，其值小于 10-6欧姆·米。
常见岩石电阻率值的分布范围曲线
由图可见，一般而言，火成岩与变质岩的电阻率 值一般较高，通常在102~105 欧姆·米；沉积岩电阻 率值一般较低，如粘土的电阻率约为100~101欧姆· 米，砂岩的电阻率约为102~103欧姆·米，多孔灰岩 的电阻率较低，而致密灰岩的电阻率则较高些。
影响岩矿石电阻率的因素
来表示岩层的各向异性程度。由于ρn >ρt，所
以各向异性系数λ总是大于1的。
岩石名称
λ
岩石名称
λ
层状粘土 1. 02~1.05 泥质板岩 1. 1~1.59
层状砂岩 2. 1~1.6 泥质页岩 2. 41~1.25
石灰岩
考：电法勘探相对于其他方法的优势？ 探测对象与围岩间的物性差异是地球物理方法的 应用前提 重力勘探：物性差异<101 磁法勘探：物性差异<103 地震勘探：物性差异<101 电法勘探：物性差异<1010 物性的巨大差异有助于电法勘探发现地下岩矿石的
不难理解，一般比较致密的岩石，孔隙度较 小，所含水分也较少，因而电阻率较高；结构比 较疏松的岩石，孔隙度较大，所含水分也较多， 因而电阻率较低。
电阻率与水溶液矿化度的关系
岩矿石的电阻率与其水溶液矿化度有密切的 关系。地下水的矿化度变化范围很大，淡水的矿 化度约为 10-1g/L，咸水的矿化度则可能高达10g/L 。显然，由于水溶液是离子导电，岩石中所含水 溶液的矿化度越高，其电阻率就越低。
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法电法勘探是一种利用地下电阻率、电导率等物理特性来探测地下构造和岩石性质的地球物理勘探方法。
它通过在地表或井下布设电极，施加电流，测量地下的电场分布和电位差，从而推断地下介质的性质和构造。
电法勘探广泛应用于地质、水文、环境等领域，成为一种重要的地球物理勘探手段。
电法勘探的原理是利用地下介质的电阻率和电导率特性来推断地下构造和岩石性质。
地下介质的电阻率和电导率与其含水量、孔隙度、渗透性、矿物成分等有关，因此可以通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断地下的构造和岩石性质。
电法勘探的原理基于欧姆定律和电场分布规律，通过施加电流产生电场，测量地下的电位差，从而推断地下介质的性质和构造。
电法勘探的方法主要包括直流电法、交流电法、自然场法等。
直流电法是通过在地表或井下布设电极，施加直流电流，测量地下的电位差来推断地下介质的性质和构造。
交流电法是通过施加交流电流，测量地下的电场分布和相位差来推断地下介质的性质和构造。
自然场法是利用地球自然电场的变化来推断地下介质的性质和构造。
这些方法各有特点，可以根据实际勘探需求选择合适的方法进行勘探。
电法勘探在地质勘探中有着广泛的应用。
它可以用于矿产勘探，通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断矿体的位置和性质。
同时，电法勘探也可以用于地下水资源的勘探，通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断地下水的分布和含量。
此外，电法勘探还可以用于环境勘探，通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断地下的岩土性质和地下构造，为工程建设和环境保护提供重要的参考。
总之，电法勘探是一种重要的地球物理勘探方法，它利用地下介质的电阻率和电导率特性来推断地下构造和岩石性质。
通过选择合适的方法和参数，可以实现对地下构造和岩石性质的准确勘探，为地质、水文、环境等领域提供重要的信息和数据支持。
在未来的地球物理勘探中，电法勘探将继续发挥重要作用，为人类认识地球、利用地球资源和保护地球环境做出贡献。
电法勘探的基本原理
电法勘探的基本原理
电法勘探是一种利用地下电性差异进行地质勘探的方法。
它基于地下不同岩石、矿物或水含量等的导电性差异，通过引入电流并测量地下电场分布，来获取地下结构、成分以及水文地质信息。
电法勘探的基本原理是根据地下岩石或矿体的导电性不同，通过在地表引入电流，产生电场，然后通过测量地面上的电压分布，来推断地下的电阻率分布。
地下岩石或矿体的导电性与其物理性质密切相关，不同的岩石或矿体具有不同的电阻率。
通过测量地下电场的分布和强度，可以推断地下岩石或矿体的分布、形态、性质以及水文地质条件。
电法勘探一般需要使用电极将电流引入地下，通常会选取适当的电极布设方式，如直流电极排列、交流电极排列等。
通过在不同的位置测量电场强度，配合地下介质的物理特性和电学模型，可以进行电法勘探数据的解释与分析，从而得到地下结构的信息。
电法勘探-感应类讲解学习
在实际工作中，发射磁距可指向X、Y、Z三个方向，接收线框也可接收X、Y、Z三个分量。 故同线和旁线装置分别有九种组合方式。如同线XZ与同线ZX装置。
“卡尼亚电阻率”____用互相垂直的电场水平分量和磁场水平分量计算的视电阻率。即
s
1
2 f
Ex Hy
2 2
“趋肤深度”____一般认为地下电磁场振幅衰减为地表强度的ｅ倍时的深度，也称 电磁波穿透深度，上式δ就称为趋肤深度。
z趋肤深度
2
503
f
第四节 瞬变电磁法
0：基本原理
瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回 线两部分组成。瞬变电磁法工作过程可以划 分为发射、电磁感应和接收三部分。
1）频率域电磁法：利用多种频率的连续谐变电磁场； 2）时间域电磁法：利用不同形式的周期性脉冲电磁场；
频率范围：1Hz-100kHz
非接地方式（感应方式）是在地表敷设不接地线圈－－磁偶极子，在线圈周围产生交变 一次电磁场，它能激发地下二次电磁场。地下二次电磁场的频率与激发场的频率相同，但相 位发生位移。由于一次场和二次场在观测点上的空间取向不同，所以这两种场的合成结果必 然形成椭圆。总电场（或磁场）矢量端点随时间变化的轨迹为椭圆，因此叫椭圆极化场。
由于良导电矿体内感应电流的热损耗，二 次磁场大致按指数规律随时间衰减，形成的 瞬变磁场。二次磁场主要来源于良导电矿体 内的感应电流，因此它包含着与矿体有关的 地质信息。
应用实例
1、划分地层结构与隐伏构造
电法勘探-基础知识
电法勘探-基础知识电法勘探是一种利用地下电性差异来探测地下地质和矿产资源的方法。
它基于地下不同物质的电导率和电阻率不同的特点，通过施加电场和测量地下电场响应来进行地质勘探。
电法勘探广泛应用于地质工程、水文地质、环境地质和矿产勘查等领域。
电法勘探的原理是利用电场在地下介质中的传播和变化规律来推断地下结构和物性。
在电法勘探中，常用的电法参数有电阻率和电导率。
电阻率是指单位体积内的电阻大小，而电导率是指单位体积内的电流通过能力。
地下不同物质的电阻率和电导率差异很大，因此可以通过测量地下电场的强度和变化来获取地下结构信息。
电法勘探的仪器设备包括电极、电源和电阻率仪。
电极用于施加电场和测量地下电场响应，电源提供电流，电阻率仪用于测量电阻率和电导率。
电极的布置方式有不同的配置，常见的有正、负极间距相等的直线布置和中心极周围环状布置等。
根据勘探目的和地质条件的不同，选择合适的电极布置方式可以提高勘探效果。
电法勘探的方法有直流法、交流法和自然电场法等。
直流法是最常用的电法勘探方法，它通过施加直流电场来测量地下电场响应。
直流法适用于浅层勘探，可以获取较高分辨率的地下结构信息。
交流法是利用交流电场进行测量，适用于深部勘探，可以获取较深部位的地下信息。
自然电场法是利用地球自身的电场来进行测量，适用于大范围的勘探。
电法勘探的数据处理和解释是获取地下结构信息的关键。
常用的数据处理方法有滤波、去噪、叠加和反演等。
滤波可以去除数据中的噪声和干扰，提高数据质量。
去噪是指去除数据中的随机干扰信号，使数据更加清晰。
叠加是将多个测量数据叠加在一起，增加信号强度。
反演是根据测量数据推断地下结构，常用的反演方法有正演反演和反演反演等。
电法勘探在地质工程中的应用非常广泛。
它可以用于勘探地下水资源、探测地下河流和岩溶洞穴、评估地下土层的稳定性等。
在矿产勘查中，电法勘探可以用于探测矿体边界和矿体内部的物性变化，帮助矿产资源的开发和利用。
电法勘探是一种有效的地质勘探方法，通过测量地下电场的响应来获取地下结构和物性信息。
电法勘探实习报告(一)
电法勘探实习报告（一）引言概述:电法勘探是一种常用于地下资源勘探和地质调查的方法。
本实习报告将对电法勘探的基本原理、仪器设备、实验操作、数据解释以及应用进行详细介绍和分析。
本报告分为五个大点：电法勘探的基本原理、仪器设备介绍、实验操作过程、数据解释分析和电法勘探的应用领域。
一、电法勘探的基本原理：1.自然电场与人工电场的区别- 自然电场的形成原因- 人工电场的产生方式2.电法勘探的基本原理- 电阻率与岩石性质的关系- 电流在地下介质中的传播规律3.测量原理- 电测点的配置与布设- 电流源的设置- 电压测量与记录二、仪器设备介绍：1.主要仪器及其功能- 电阻率仪的结构和原理- 电流源的种类和工作原理2.常见仪器使用注意事项- 仪器的校准和保养- 安全使用仪器的注意事项三、实验操作过程：1.实验前准备工作- 地理环境的勘景与实地勘查- 选取合适的测线与测区2.测线的布设与设置- 测线方向和距离的选择- 电流源和电测点的设置3.仪器操作与数据采集- 仪器的设置和调节- 数据记录和处理四、数据解释分析：1.常用数据解释方法- 电阻率剖面图的绘制和解读- 电流分布图的分析2.地下岩层解释与识别- 不同岩层的电阻率特征- 地下构造和岩性的分析3.异常解释和异常判别- 不同异常类型的判别- 异常解释与地质背景的关联五、电法勘探的应用领域：1.矿产资源勘探- 金属矿产勘探- 地下水资源勘探2.地质工程应用- 岩土工程勘察- 隧道探测与勘察总结：本实习报告从电法勘探的基本原理、仪器设备、实验操作、数据解释分析和应用领域五个大点展开，详细介绍了每个大点的具体内容。
电法勘探在地下资源勘探和地质调查中具有重要应用价值，通过实习操作和数据解释的学习，对电法勘探的理论和实践能力有了更深入的了解。
该实习报告为进一步的研究和应用提供了有益的参考。
电法勘探原理
电法勘探原理
电法勘探是一种地球物理勘探方法，它利用地下岩石的电性特性来探测地下结构和矿产资源。
电法勘探原理基于地下岩石的电阻率和电导率不同，通过测量地下电场的变化来推断地下岩石的性质和分布。
地球的岩石和矿石具有不同的电性特性，包括电阻率和电导率。
电阻率是指岩石对电流的阻碍能力，而电导率则是岩石对电流的导电能力。
一般来说，含水的岩石具有较高的电导率，而干燥的岩石则具有较高的电阻率。
电法勘探利用这些电性特性来探测地下结构和矿产资源。
在电法勘探中，先通过电极将电流引入地下，然后利用另一对电极测量地下的电场强度。
根据测量得到的电场强度和电流的关系，可以推断地下岩石的电性特性，从而得出地下结构和矿产资源的信息。
电法勘探原理的关键在于理解地下岩石的电性特性和电场的传播规律。
在实际应用中，需要根据地质条件和勘探目标选择合适的电极布置和测量参数，以确保获得准确的勘探结果。
总之，电法勘探原理是基于地下岩石的电性特性来探测地下结构和矿产资源的一种地球物理勘探方法。
通过测量地下电场的变化，可以推断地下岩石的性质和分布，为勘探工作提供重要的信息和依据。
随着科学技术的不断发展，电法勘探原理将继续发挥重要的作用，为地质勘探和资源开发提供更加精准和可靠的技朋支持。
(完整版)地球物理勘探---电法勘探
4、稳定电流场的基本方程 拉普拉斯方程—是稳定电流场所满足的微分方程，我们在
电阻率法中要讨论的各种理论曲线就是求解该偏微方程得到的。
由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯首先提出而得名。求解 拉普拉斯方程是电磁学、天文学和流体力学等领域经常遇到的一 类重要的数学问题，因为这种方程以势函数的形式描写了电场、 引力场和流场等物理对象（一般统称为“保守场”或“有势场”） 的性质。
介绍最基本的电阻率法
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基础上，通过观测和研究与这些差异 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。
第一节 电阻率法
一、电阻率法的理论基础
（一）、岩土介质的电阻率 岩土介质的电阻率差异是电阻率法的物理前提，电阻率是
孔隙度大而渗透性强的岩层如砂层、砾石层等，其电阻率明 显地取决于含水条件，当其饱含矿化度高的地下水时，电阻 率只有几十至几个欧姆米，当其位于潜水面以上含水条件较 差时，其电阻率可高达几百至几千欧姆米。石灰岩的电阻率 一般比较高，但当其中发育有溶洞、溶隙且充填有不同矿化 度的地下水时，其电阻率会大幅度的下降。
远比干燥的岩石低，因此同一区域雨后观测到的电阻率会大 大降低。 ④温度
温度的变化会引起水溶液中离子活动性的变化，因此岩 石中水溶液的电阻率也将随温度的升高而降低，在地热勘探 中，正好是利用这一特征来圈定地热异常的。而冬季勘探时， 地下岩石中的水溶液冻结会呈现极高的电阻率，应予以重视。
⑤孔隙度 孔隙度较小，所含水分也较少，因而电阻率较高。一些
⑥矿化度 水溶液的电阻率与其矿化度有密切的关系。地下水的矿化
度变化范围很大，淡水的矿化度约为0.1g/L，咸水的矿化度则 高达10g/L。显然，岩石中所含水溶液的矿化度越高，其电阻率 就越低。因此，在岩性变化不大的条件下，有可能在地面和井 中应用电阻率的差异来划分有咸、淡水的层位。
电法勘探复习资料
电法勘探复习资料电法勘探复习资料电法勘探是地球物理勘探中的一种重要方法，通过测量地下电阻率的变化来获取地下结构信息。
它在矿产勘探、地下水资源调查、环境地质调查等领域有着广泛的应用。
本文将对电法勘探的基本原理、仪器设备、数据解释以及应用案例进行介绍和复习。
一、基本原理电法勘探的基本原理是根据地下岩石或土壤的电性差异，通过施加电流和测量电场来推断地下结构。
电流在地下的传播受到地下介质电阻率的控制，电阻率高的地层电流传播较慢，电阻率低的地层电流传播较快。
通过测量电场，可以推断地下不同层位的电阻率变化，从而揭示地下结构的分布。
二、仪器设备电法勘探仪器主要包括电极、电源和接收器。
电极用于施加电流和测量电场强度，电源提供稳定的电流输出，接收器用于测量电场信号。
根据实际需求，电法勘探仪器可以分为直流电法、交流电法和自然电场法。
直流电法适用于测量较深的地下结构，交流电法适用于测量较浅的地下结构，自然电场法则利用地球自然电场进行测量。
三、数据解释电法勘探的数据解释是将测量得到的电场数据转化为地下结构信息的过程。
常用的数据解释方法包括正演模拟、反演模拟和解释分析。
正演模拟是根据已知地下模型，通过计算得到理论电场数据与实测数据进行对比，从而推断地下结构。
反演模拟则是根据实测数据，通过反演算法计算得到地下结构。
解释分析则是根据电场数据的特征，结合地质资料和其他地球物理数据进行综合分析。
四、应用案例电法勘探在矿产勘探中有着广泛的应用。
例如，在金矿勘探中，电法勘探可以帮助寻找金矿的矿体边界和富集区域；在铜矿勘探中，电法勘探可以揭示铜矿的垂向延伸和分布规律。
此外，电法勘探还可以用于地下水资源调查。
通过测量地下水层的电阻率变化，可以判断地下水的储量和分布情况，为地下水资源的开发和利用提供依据。
在环境地质调查中，电法勘探可以用于检测地下污染物的扩散范围和程度，为环境保护提供技术支持。
综上所述，电法勘探是一种重要的地球物理勘探方法，通过测量地下电阻率的变化来获取地下结构信息。
电法勘探原理
电法勘探原理电法勘探是一种利用地下电阻率和电导率差异来探测地下构造和岩土性质的地球物理勘探方法。
它通过在地表施加电场或者电流，测量地下不同介质对电场或电流的响应，从而推断地下岩土结构和特性。
电法勘探原理主要包括电场分布、电流分布、电阻率和电导率等方面，下面将对其进行详细介绍。
首先，电场分布是电法勘探的重要原理之一。
在电法勘探中，我们通过在地表施加电场，观测地下介质对电场的响应来推断地下结构。
电场的分布受地下介质电阻率的影响，不同的地质构造和岩土性质会导致电场分布的差异，从而可以推断出地下的构造特征。
其次，电流分布也是电法勘探的重要原理之一。
在电法勘探中，我们通过在地表施加电流，观测地下介质对电流的响应来推断地下结构。
电流的分布同样受地下介质电阻率的影响，不同的地质构造和岩土性质会导致电流分布的差异，从而可以推断出地下的构造特征。
电阻率和电导率是电法勘探中的重要参数。
地下介质的电阻率和电导率是影响电场和电流分布的关键因素，不同的岩土类型和地下构造会表现出不同的电阻率和电导率特征。
通过测量地下介质的电阻率和电导率，我们可以推断地下的岩土性质和构造特征。
总的来说，电法勘探原理是基于地下介质的电阻率和电导率差异来推断地下构造和岩土性质的地球物理勘探方法。
通过电场分布、电流分布、电阻率和电导率等参数的测量和分析，我们可以揭示地下的结构特征，并为地质勘探和工程建设提供重要的信息和依据。
电法勘探在矿产勘探、地质灾害预测、水文地质勘探等领域有着广泛的应用前景，对于认识地下构造和岩土性质具有重要的意义。
电法勘探知识点总结
电法勘探知识点总结1. 电法勘探原理电法勘探利用地球电磁场和地下电阻率差异来探测地下构造和矿产。
当地球磁场对地球内部导体和非导体地层产生影响时，会在地下产生电磁信号。
通过测量这些电磁信号的特性，可以确定地下电阻率差异，从而识别地下介质的性质和构造。
2. 电法勘探方法电法勘探常用的方法包括电阻率法、电磁法和地电磁法。
电阻率法通过测量地下电阻率分布来识别矿产和地质构造。
电磁法则是利用地下导体对地球磁场的感应和响应进行测量。
地电磁法则是综合利用电磁法和电阻率法的特点进行地下构造的识别。
3. 电法勘探仪器电法勘探仪器包括电阻率仪、电磁仪和地电磁仪等。
这些仪器能够测量地下介质的电阻率、电磁响应和地电磁信号，从而获取地下构造的信息。
4. 电法勘探数据处理与解释电法勘探数据处理和解释是电法勘探的重要环节。
通过对采集到的数据进行处理和分析，可以获得地下构造和矿产的信息，并进行解释和评价。
常用的数据处理方法包括滤波、噪声去除、层析反演和三维成像等。
5. 电法勘探在矿产勘探中的应用电法勘探在矿产勘探中有着举足轻重的作用。
通过电法勘探可以识别地下矿体的形状、大小和性质，确定矿产的成矿构造和展布规律，为矿产勘探提供重要的地质信息。
6. 电法勘探在地质灾害预测中的应用电法勘探也被广泛应用于地质灾害预测和防治工作中。
通过对地下构造和地质体进行电法勘探，可以发现地下水、断层、裂缝等构造异常，预测地质灾害的发生风险，为灾害防治提供科学依据。
7. 电法勘探在环境地质勘查中的应用电法勘探也被应用于环境地质勘查和污染治理领域。
通过电法勘探可以识别地下地质体的性质和分布，发现地下水文条件和地下污染的情况，为环境地质勘查和保护提供信息支持。
8. 电法勘探技术发展趋势随着科学技术的不断发展，电法勘探技术也在不断创新和改进。
未来的电法勘探技术将更加智能化、精准化和高效化，可以应用于更复杂、更深部的地质勘探和矿产勘探任务。
电法勘探作为一种重要的地球物理勘探方法，对于探测地下矿产和地质构造具有独特的优势和潜力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设大地是水平的，与不导电的空气接触，介质充满 整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等，称这样 的介质模型为均匀各向同性。即：
空气
地面
0
为了建立地下电场，总是用两个电极（例如A、B）向地 下供电。这两个接地的电极（A、B）称为“供电电极”。
2）、一个点电源的电场
瞬变电磁法 频率测探法 甚低频法 电磁波法 大地电磁法
两广
应用空间广 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
电法勘探的地球物理前提
1、电阻率
—— 电性差异
各种岩石在外加电场作用下其导电能力各不相同，导电能力 的强弱可用物理量—电阻率表示，单位欧米。
假设在层状介质中取底面积为1平方米
R l
s
R l
s
n
h11 h2 2
h1 h2
t
h1 h2 h1 h2
1 2
层状结构岩石模型
岩石电阻率与层理的关系
层理构造是大多数沉积岩和变质岩的典 型特征，如砂岩、泥岩、片岩、板岩以及煤 层等，它们均由很多薄层相互交替组成。
解石等——电阻率高； (4) 离子导电：含水矿物——电阻率低；
不同种岩石的电阻率一般不同——电法勘探基础； 但不同种矿物电阻率也有可能相同——电法勘探的 局限性；
2、影响电阻率的因素
⑴矿物成分、含量及结构 金属矿物含量↑，电阻率↓
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↓
μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之 比，即μ=B/H 。
通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定 义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比，即 μr=μ/μ0
第二节 电阻率法
1、什么是电阻率法
电阻率法是以地壳中岩石和矿石的电阻率差异为物质 基础，通过观测与研究人工电场的分布规律达到解决地 质找矿的目的。
这种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
阻率的各向异性用各向异性系数来表示。
• 4、介电常数：介质在外加电场时会产生感应电荷 而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中 电场比值即为介电常数。
r 0 0 8.85 10 12 F / M
式中: R为电阻，l，s分别为长度和截面积
由普通物理可知，用均匀材料制成的规则形状的导体，其电阻R 与导体截面积S成反对，与导体的长度L成正比。
一种物质的电阻率在数值上等于电流垂直通过边长为1m的该物 质组成的单位立方体所呈现的电阻。
岩石的导电方式
岩石的导电方式大致可分为四种： (1) 电子导电：金属、石墨——电阻率低； (2) 半导体导电：大多数金属硫/氧化物——电阻率低； (3) 晶体离子导电：大多数造岩矿物，石英、云母、方
电法勘探的特点：可用“三多”、“两广”概括
三多： ①可利用的η） 介电性（ε） 导磁性（μ）
②利用场源多
直流电（稳定场） 人工场源 交流电（交变场）
天然场源
③方法种类多
传导类电法勘探（直流 电法）研究稳定电流场
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
⑶水溶液矿化度 矿化度↑ ，电阻率↓
⑷温度 温度T↑，溶解度↑，离子活性↑，电阻率↓结冰时，电阻率↑
⑸压力 压力↑ ，孔隙度↓ ，电阻率↑ 超过压力极限，岩石破碎，电阻率↓
影响电阻率的主要因素
在地下正常地壳中，绝大部分构成岩石骨架 的造岩矿物，如石英、云母等基本可认为不导电， 地下物质的整体电阻率主要由孔隙、裂隙和断层 破碎带内的水溶液电解导电控制。
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；
直到目前为止，还没有一个公认的和统一的分类方案，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：交流电法和直流电法。
[强调]：
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。
属主动源法，即需人工接地方式建立地下稳定电流场。
2、电流在地下传播的基本规律
1）、均匀各向同性半空间点电源的电场
在物理学中，恒定电场是用三个相互有联系的物理
量V（电位）、E（电场强度）和j(电流密度)来描述的，
其间的关系为：
当两电极的大小比它们与观测点的距离小得多时，把这两个电 极看成两个点，称为点电源。
设在地面A点向地下供电，电流强度 为I，地下半空间的电阻率为ρ。 地下距A为r的点M处的电流密度为：
jM
I
2r 2
电场强度为： EM
j
I 2r 2
电位为：
dV
I 2 r2
εr相对介电常数，ε0为真空绝对介电常数
相对介电常数εr可以用如下方式测量：首先在其两 块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。然后,用 同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容 Cx。然后相对介电常数可以用下式计算
εr=Cx/C0
5、磁导率：表征磁介质磁性的物理量。常用 符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁 导率。
因此，其主要因素为：孔隙裂隙的发育程度、含 水性和水的矿化度。
3、层状介质的电阻率 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； （串联） 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来表示；（并联）
层状结构岩石模型
电法勘探的理论基础
0 引言
什么是电法勘探: 以岩、矿石的电学性质（如导电性、介电常数、激发极
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”。
动画
电法的分类
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；