电阻率剖面法.
物探--3电阻率剖面法
对于倾斜的脉体其深 度：以用切线法求得，在 顶点的切线与侧面弯曲 线的渐近线之间的距离 为m
则H=0.6m 中梯法在探测某地高阻
体脉岩得到良好效果， 在武安寻找石英矿也取 得较好效果。
五、偶极剖面法
偶极剖面法（ABMN ），选MN的中点O′。如果AB与MN互换，以 O点为记录中点则得出的结果完全相同，这是最大优点，类似联剖， 但又甩掉了联剖无穷远笨重设备，对地表不均匀体反映灵敏，在地 质构造复杂时ρs形态复杂，当AB过界面时，将出现一些异常，增 加了解释的难度，也是偶极剖面法不如联剖应用广泛的原因。
2.15r0 2.65 r0 2.09 r0 1.70 r0
上表是实验而得，实际上探测深度可以加大。
3.横向分辨能力 当测线方向有多个地电异常体存在时，
电阻率剖面法是否能发现和对其进行区分， 这主提出横向分辨能力问题。
当相邻地电体间的距离小于其埋深时， 只出现一个综合异常。这时任何一种装置都 无法确切地区分。因此，分辨力与装置形成 及极距大小有关。
六、电阻剖面法几个问题讨论
1、各种电剖面法比较 每种方法都有自己的优缺点，也有使用范围，也
有使用习惯等。
2. 勘探深度 勘探深度指在特定条件下查明探测目标的最大深度。
制约因素： ①仪器性质：灵敏度，稳定性，抗干扰能力。 ②装置类型的合理选择：根据任务和地质条件选
择合理的形式和极距。 ③观测精度：提高观测精度可以提示勘探深度，
可不按比例尺）
比例
线距(m)
点距（m）
1:25000
250
100
1:10000
100-200
50-80
常用物探方法应用范围及适用条件
常用物探方法应用范围及适用条件方法名称应用范围适用条件电法勘探电阻率法电阻率剖面法探测地层岩性在水平方向的电性变化，解决与平面位置有关的问题被测地质体有一定的宽度和长度，电性差异显著，电性界面倾角大于30°；覆盖层薄，地形平缓电阻率测深法探测地层岩性在垂直方向的电性变化，解决与深度有关的地质问题被测岩层有足够的厚度，岩层倾角小于20°；相邻层电性差异显著，水平方向电性稳定；地形平缓高密度电阻率法探测浅部不均匀地质体的空间分布被测地质体与围岩的电性差异显著，其上方没有极高阻或极低阻的屏蔽层；地形平缓，覆盖层薄充电法用于钻孔或水井中测定地下水流向流速；测定滑坡体的滑动方向和速度含水层埋深小于50m，地下水流速大于1m/d；地下水矿化度微弱；覆盖层的电阻率均匀自然电场法判定在溶岩、滑坡及断裂带中地下水的活动情况地下水埋藏较浅，流速足够大，并有一定的矿化度激发极化法寻找地下水，测定含水层埋深和分布范围，评价含水层的富水程度在测区内没有游散电流的干扰，存在激电效应差异电磁法勘探频率测深法探测断层、裂隙、地下洞穴及不同岩层界面被测地质体与围岩电性差异显著；覆盖层的电阻率不能太低瞬变电磁法可在基岩裸露、沙漠、冻土及水面上探测断层、破碎带、地下洞穴及水下第四系厚度等被测地质体相对规模较大，并相对围岩呈低阻；其上方没有极低阻屏蔽层；没有外来电磁干扰可控源音频大地电磁测探法探测中、浅部地质构造被测地质体上方没有极低阻的屏蔽层和地下水的干扰；没有较强的电磁场源干扰探地雷达探测地下洞穴、构造破碎带、滑坡体；划分地层结构被测地质体上方没有极低阻的屏蔽层和地下水的干扰；没有较强的电磁场源干扰地震勘探直达波法测定波速，计算岩土层的动弹性参数反射波法探测不同深的的底层界面被探测地层与相邻底层有一定的波阻抗差异折射波法探测覆盖层厚度及基岩埋深被测地层大地波速应大于上覆地层波速瑞雷波法探测覆盖层厚度和分层；探测不良地质体被测地层与相邻地层之间、不良地质体与围岩之间，存在明显的波速和波阻抗差异声波探测测定岩体的动弹性参数；评价岩体的完整性和强度；测定洞室围岩松动圈和应力集中区的范围层析成像评价岩体质量；划分岩体风化程度、圈定地质异常体、对工程岩体进行稳定性分类；探测溶洞、地下暗河、被探测体与围岩有明显的物性差异；电磁波CT要求外界电磁波噪声干扰小断裂破碎带等综合测井电测井划分底层，区分岩性，确定软弱夹层、裂隙破碎带的位置和厚度；确定含水层的位置、厚度；划分咸、淡水分界面；测定地层电阻率无管套、有井液的孔段进行声波测井区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度；测定地层的孔隙度；研究岩土体的力学性质无管套、有井液的孔段进行放射性测井划分地层；区分岩性，鉴别软弱夹层、裂隙破碎带；确定岩层密度、孔隙度无论钻孔有无管套及井液均可进行电视测井确定钻孔中岩层节理、裂隙、断层、破碎带和软弱夹层的位置及结构面的产状；了解岩溶洞穴的情况；检查灌浆质量和混凝土浇注质量无管套和清水钻孔中进行井径测量划分地层；计算固井时所需的水泥量；判断套管井的套管接箍位置及套管损坏程度有无套管及井液均可进行井斜测井测量钻孔的倾角和方位角有无铁套管的井段进行方法名称应用范围适用条件电法勘探电阻率法电阻率剖面法探测地层岩性在水平方向的电性变化，解决与平面位置有关的问题被测地质体有一定的宽度和长度，电性差异显著，电性界面倾角大于30°；覆盖层薄，地形平缓电阻率测深法探测地层岩性在垂直方向的电性变化，解决与深度有关的地质问题被测岩层有足够的厚度，岩层倾角小于20°；相邻层电性差异显著，水平方向电性稳定；地形平缓高密度电阻率法探测浅部不均匀地质体的空间分布被测地质体与围岩的电性差异显著，其上方没有极高阻或极低阻的屏蔽层；地形平缓，覆盖层薄充电法用于钻孔或水井中测定地下水流向流速；测定滑坡体的滑动方向和速度含水层埋深小于50m，地下水流速大于1m/d；地下水矿化度微弱；覆盖层的电阻率均匀自然电场法判定在溶岩、滑坡及断裂带中地下水的活动情况地下水埋藏较浅，流速足够大，并有一定的矿化度电磁法勘探频率测深法探测断层、裂隙、地下洞穴及不同岩层界面被测地质体与围岩电性差异显著；覆盖层的电阻率不能太低瞬变电磁法可在基岩裸露、沙漠、冻土及水面上探测断层、破碎带、地下洞穴及水下第四系厚度等被测地质体相对规模较大，并相对围岩呈低阻；其上方没有极低阻屏蔽层；没有外来电磁干扰探地雷达探测地下洞穴、构造破碎带、滑坡体；划分地层结构被测地质体上方没有极低阻的屏蔽层和地下水的干扰；没有较强的电磁场源干扰地震勘探反射波法探测不同深的的底层界面被探测地层与相邻底层有一定的波阻抗差异折射波法探测覆盖层厚度及基岩埋深被测地层大地波速应大于上覆地层波速瑞雷波法探测覆盖层厚度和分层；探测不良地质体被测地层与相邻地层之间、不良地质体与围岩之间，存在明显的波速和波阻抗差异层析成像评价岩体质量；划分岩体风化程度、圈定地质异常体、对工程岩体进行稳定性分类；探测溶洞、地下暗河、断裂破碎带等被探测体与围岩有明显的物性差异；电磁波CT要求外界电磁波噪声干扰小综合测井电测井划分底层，区分岩性，确定软弱夹层、裂隙破碎带的位置和厚度；确定含水层的位置、厚度；划分咸、淡水分界面；测定地层电阻率无管套、有井液的孔段进行声波测井区分岩性，确定裂隙破碎带的位置和厚度；测定地层的孔隙度；研究岩土体的力学性质无管套、有井液的孔段进行放射性测井划分地层；区分岩性，鉴别软弱夹层、裂隙破碎带；确定岩层密度、孔隙度无论钻孔有无管套及井液均可进行电视测井确定钻孔中岩层节理、裂隙、断层、破碎带和软弱夹层的位置及结构面的产状；了解岩溶洞穴的情况；检查灌浆质量和混凝土浇注质量无管套和清水钻孔中进行。
地球物理勘探(电法)附答案及部分解析
，R=UI ,则为同步变化，不受电流大小影响7.在可控源电磁测深中，反映物性的电磁参数主要是哪个？（B）A. 直立的低阻矿体B. 直立的高阻矿体C. 处于山谷的低阻矿体D. 水平的高阻矿体19. MT中浅部电性不均体主要影响哪个量的测量：(A)A.电场振幅B.电场相位C.磁场振幅D.磁场相位20. 下列条件中，对岩矿石电阻率无影响的是（B）A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度21.下列哪些情况可视为远区工作的有（D）A.观测场为平面波B.发收距大于趋肤深度C.CSAMT工作法D.MT工作法22. 下列地球物理勘探方法中，属于电磁法勘探的是（D）A.充电法B.频率测深法C.激发激化法D.对称四极测深法23. 下列条件中，对岩矿石电阻率无影响的是（B）A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度三、填空题1.在电法勘探中已被利用的岩（矿）石的电学性质有岩（矿）石的电阻率，极化率，介电性以及介电常数。
2. 目前用于煤田的勘探方法主要包括MT、 AMT、CSAMT以及TEM等3.电法勘探按观测的场所分海洋电法、地面电法、航空电法、以及井下电法。
4.大地电磁测深曲线中，高视电阻率对应低相位。
5.中间梯度法理论上在寻找直立的高阻体和水平的低阻体能产生明显的异常。
6.作为边界条件，在两种岩石分界面上，连续的参数有电流密度的法向分量及电场的法向分量。
7. 自然电场法的测量方式有电位梯度测量、电位观测法以及追索等位线。
四、简答题1、瞬变电磁勘探存在一个最小勘探深度，即盲区，为什么？因为无论是发送线圈还是接收线圈，自身有一个过渡过程，在激励关断瞬间，接收线圈接收到的信号既有地下电磁感应信号，又有线圈本身的自感及发送线圈的自感信号，在早期，自感信号大于感应信号。
第 4 页共6 页这个点采集时间需要1/0.0001，也就是10000s，但是半分钟不可能得到如此低频的数据；2.“通过软件直接反演电道磁道数据而无需阻抗数据”不合理，对于人工源，我们是可以知道频谱的，但是对于天然源，我们是无法知晓的，因此天然源只能反应阻抗差，不能直接反演电道磁道数据。
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；
第三章电阻率剖面法
37
二、几种常用剖面法 r s 表达式的联系关系
由上述几种电极排列所组成的不同电剖面法中，可以看出：所有四个电极组成的电剖面法， 如对称四极剖面法（包括温纳等距剖面法） 、联合剖面法、中间梯度剖面法和偶极剖面法等，它 们均可看作是由两个三极装置组成的。因此三极和四极之间的视电阻率（ r s ）必然存在着一定 的联系关系。 按 r s 的一般计算公式，可写出：
（1.3.8）"
偶极装置常取 OO'中点为记录点（其中 O 为 AB 中点，O'为 MN 中点） 。OO'=（n+1）a。 （六）中间梯度装置（MN）如图 1.3.1（f）所示，这种装置的特点是：供电电极 AB 的距 离取得很大，且固定不动；测量电极 MN 在其中间三分之一地段逐点测量。记录点取在 MN 中 点。其 r s 表达式为：
35
排列在一条直线上进行观测时，便称为三极装置。其 r s 表示式为：
r s AMN = K AMN
其中
K AMN = 2p
DU MN I
（1.3.3） （1.3.4）
AM × AN MN
三极装置通常取 MN 中点作为观测结果的记录点。
DU 当 MN ® 0 时， AM » AN = L, MN = E MN
AMN r S = 2 p AN ö r S AM × AN æ r SAM ç ÷ MN è 2p × AM 2p × AN ø
=
1 AN ( AN r SAM - AM r S ) MN
(1.3.19)
可见，尽管剖面法的装置类型很多，但其间之视电阻率却有一定的内在联系，明确了上述 各装置之间的关系，无论作理论计算或进行异常解释都是有用的。
第三章电阻率剖面法.
8．根据位场的叠加原理，运用二极装置所测电位值，求出三极剖面法、联合剖面法和对称四极剖面法的视电阻率值。
9．试对比联合剖面法、中间梯度法和对称剖面法的装置特点、应用范围及其优缺点。
10．根据电流密度在地下的分布规律，用视电阻率微分表示式，定性分析倾角不同的低阻和高阻脉状体上联合剖面法 r s 、 r s 曲线的变化规律。
11．试根据图 1 中联合剖面rs 曲线判断地下导体的个数及其与围岩的电阻率关系（绘在图下方相应位置）。
12．如图 2 所示，地下大约 10m 深处埋藏着一个低阻体，分别采用极距 A1B1=50m、A2B2=10m、A3B3=200m 的三种对称剖面装置进行观测，获得如图中所示的三种反映明显程度不同的rs 曲线，试分析其原因。
A B 图 1 图2 13．图 3（a）和（b）是在不同地质构造上测得的复合对称四极rs 曲线，试根据不同极距曲线的组合关系，判断地下构造及各层间电阻率关系（极距 AB>A¢B¢），并绘在图的下部。
图 3 14．用“镜像法”的虚电源作用代替界面影响，对对称四极装置通过两种岩石（ r 1 < r 2 和r 1 > r 2 ）垂直界面时的 r sAB 剖面曲线进行解释。
15．在中梯装置的均匀电流场中有一低阻或高阻球形矿体存在，试根据式（1.3.40）进行计算，绘制等值线平面图，并对其作出物理解释。
16．绘图说明在直立脉状体上，如果将中梯装置的测线（AB 连线）方向由垂直脉状体的走向转为与其斜交或平行时，低阻脉体和高阻脉体上的rs 异常特征和大小将如何变化，并作物理解释。
B 17．绘图说明山脊、山谷地形上联合剖面法的 r sA 和r s 曲线特征，并用电流密度分布规律对其进行定性分析。
18．通过比较，说明山脊、山谷地形上联合剖面法、偶极剖面法和中梯法rs 剖面曲线特征的异同处。
75。
电阻率法——精选推荐
电阻率法电阻率法1、电阻率法是以地壳中岩⽯的导电性差异为基础，通过观测与研究⼈⼯建⽴的地中稳定直流或者脉动电场，按某种极距的装置形式沿测线逐点观测，研究某⼀深度范围内岩（矿）⽯沿⽔平⽅向电阻率变化，以查明矿产资源和研究有关地质问题的⼀组直流电发勘探⽅法。
2、电阻率剖⾯法的应⽤主要在于：填图、追索断层破碎带、确定基岩起伏，追索各种⾼低阻陡倾斜地电体及接触⾯、查岩溶发育带。
3、电阻率装置如下：1、⼆级装置（AM）如图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。
⽆穷远是相对概念，若B极在M点产⽣的电位或A极在N点所产⽣的电位相对于A极在M点所产⽣的电位可以忽略不计时，便可以认为B极或N极位于“⽆穷远”。
因此，⼆极装置实际上时⼀种测量电位的装置。
⼀般OB、ON>10AM，且OB，ON>5 倍的剖⾯长度。
观测结果记录点O⼀般为AM中点。
2、三级装置（AMN）如图；将电极B置于⽆穷远处，并OB垂直于剖⾯线⽅向；观测记录点O为MN 中点；且OB≥5OA。
3、联合剖⾯装置（AMN或MNB）：本质为将两个三极装置对称于测量点布置，负极C 为理论上的“⽆穷远”垂直剖⾯⽅向布极，观测点O为MN中点，且OC≥5AO。
装置系数K计算公式为4、对称四极装置（AMNB）：这种装置是AM=NB，记录点O在MN中点，当AM=MN=NB时，称为温纳装置当AM>MN时，称为施仑贝尔装置装置系数K计算公式为5、中间梯度装置（MN）这种装置供电电极AB的距离取得很⼤，且固定不动；测量电极MN在AB中间三分之⼀地段逐点测量，记录点O取MN中点。
⼀般情况下，取MN=（1/30—1/50）AB6、偶极装置（ABMN）：AB 与MN 均以偶极⽅式对称置于观测点两侧,记录点O取BM中点装置应⽤（复制）1 四极对称(Wenner)⽅法四极对称在传统电阻率法占有很重要的地位，也是我们常⽤的⼀种⽅法，其装置⽰意图如图1所⽰。
电阻率联合剖面法在岩土工程勘察中的应用
２０ ０
ｌＯ ５
１０ ０
５ ０
１
—
厂 —＼
二二
Ｉ ４ ０ ４ ０ ／ ｍ
图 ２ 测 线 １０不 同极 距 下 的 电 阻 率 联 合 剖面 曲线 ０
２０ ０ １０ ５ １０ ０
５ ０
１０ １０ １０ ６ １０ ２ ０ ２ ０ ２ ２０ ２ ０ ０ ３０ ３ ０ ３ ０ ３ ０ ４ ０ ４ ０ ４ ４ ０ ４ ０ ０ ０ ２ ４ １ ０ ８ ０ ２ ４０ ６ ８ ３ ０ ２ ４ ６ ８ ０ ２ ４ ０ ６ ８ ５ ０
质资 料 。
个 方 向 移 动 。在 每 一 个 测 点 ０ 上 ， ＡＣ极 供 电 ，
ＭＮ极 测 量 电 位 差 ， 到 一 个 视 电 阻 率 ， Ｒ 得 以 ａ表 示 。这 样 每 一 个 测 点 就 得 到 ２个 Ｒ 值 ， Ｒａ与 即
Ｒｂ 。测量 中 ， 测 线 前 进 方 向 的供 电 电极 为 Ｂ极 ， 沿
另一个 为 Ａ 极 。
１ 工 作 区 概 况
工作 区地 貌 属于 成 都平 原东 部 剥 蚀丘 陵 地貌 ， 地势 西北 高 、 东南低 ， 地貌 单元 可分 为构造 剥蚀 和侵 蚀 堆 积两大 类型 ， 工程 地 质单 元 可 大 致 划分 为 基 岩 区和第 四系 覆盖 区两种单元 。第 四系 覆盖 区地层 主 要 为人 工填 土层 （ Ｊ、 土层 （ ） 冲积 黏 土层 Ｑｍ 耕 ） Ｑ 和 （ ， 岩 区 出露 地 层 主 要 为 白垩 系 下 统 苍 溪 组 Ｑｉ）基 （ ） 、 岩 和 砾 岩 以 及 侏 罗 系 蓬 莱 镇 组 上 段 Ｋ ｃ砂 泥
断裂 破碎带 的顶 部埋 深 由于受 地 形起 伏 、 期 人 类 后 生活 及 生 产 活 动 的 影 响 ， 度 一 般 在 ５ １ 深 ～ ５ ｍ
电阻率法原理及电阻率剖面法
A B EM = E M + EM =
ρI 1 1 ( + ) 2 2 2π AM BM 1 1 I A B jM = jM + jM = ( + ) 2 2 2π AM BM
ρI 1 ρ(−I ) 1 ρI 1 1 + = ( − ) UM = U + U = 2π AM 2π BM 2π AM BM
A M B M
r rA rB EM = EM + EM
陈同俊
r r A rB JM = JM + JM
China Univ. of Mining &Tech.
2.地表正、负两个点电源的正常电流场
陈同俊
China Univ. of Mining &Tech.
主断面内电位及电流分布
h不变，jh随AB的变化规律:
l jh = 2 2 3/ 2 π (l + h )
什么时候jh最大？
I
当 l → 0 , 或 l → ∞ 时 , jh → 0
∂jh I h 2 − 2l 2 当AB = 当 = ⋅ 2 2 5/ 2 = 0 ∂l π (h + l )
陈同俊 China Univ. of Mining &Tech.
∆U R= I
岩、矿石的电阻率
电阻率的单位
电导率(conductivity)
将电阻率的倒数称为电导率，用σ表示。
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
19.电阻率剖面法解析
是研究勘探深度相同的岩（矿）石电阻 率沿测线方向的变化情况。 电剖面法在野外施工时是将供电电极及 测量电极同时安置在测线上，并将测量 电极的中点对准测点。测量MN两点间的 电位差U及供电回路中的电流I，由装 置系数K，可计算出该测点的视电阻率。 然后沿测线方向并保持供电电极及测量 电极之间的距离不变，逐点移动电极装 置，分别计算出各点的视电阻率值。
所以，单凭一条ρs曲线难以判别基底起 伏情况。若用复合对称四极剖面法就有 可能解决这个问题，即采用AAˊMNBˊB 装置进行测量时，根据极距大小不同控 制电场深浅程度的不同，ρsAB与ρs A′B′间 的相互关系不同，因为ρs A′B′ 可以确定浅 部的电性情况，故在基岩为高阻的隆起 上，ρs曲线低于ρs；而在古河道（基岩为 低阻）上， ρs A′B′ 曲线位于ρs的上方。
3.对称四极剖面法的应用
确定浮土层下的基岩起伏
图为寻找沉积在基岩低洼处铝土矿的实例。基岩为古生 代石灰岩、砂岩及玢岩，其电阻率为500—1800Ω·m。 在基岩洼地处沉积有 中生代含铝土矿的沉积物，其电阻率很低仅有20— 30Ω·m。在古生代和中生代岩石上还覆盖有电阻率 为100Ω·m的第四纪浮土层。由上述各岩层电阻率 的情况可知，基岩洼地处沉积的铝土矿电阻率最低， 并在视电阻率平面等值线图上明显的表示出了低阻 闭合圈的位置，根据低阻闭合圈的范围即可确定古 生代，这时矿脉处于A 极与MN极之间，良导矿脉对于A极及MN极来讲 相当于一个屏蔽层，使得由A极发出的电流线均 被矿脉吸引，因此经过MN极的电流线将急剧的 减少，所以ρsA随之减小，此时获得极小值。 5）继续向右移动电极装置至点5位置时，此时电 极装置完全处于矿脉的右侧，由于A极左侧的矿 脉对电流的吸引，使得MN间的电流密度jMN<j0， 但此时的jMN较点4时要大，因此ρsA又开始升高 6）当电极装置移到远离矿体界面处的点6位置时， 电场分布与点1相同，所以ρsA=ρ1。
1名词解释
背景 background通常是指衬托出异常的正常场值或平均干扰水平。
背景可以是系统的(区域性的)，也可以是随机的(局部的)。
如一个地区的磁场的平均强度为几十伽马，而在某些测点上的强度达到几百或几千伽马，则这些高强度的测点称为异常点，而几十伽马的平均磁场强度，相对地称为这些异常的背景。
背景值 background value表示*背景高低的数值。
对不同的物探方法确定背景值都有具体要求。
背景值不等于异常下限。
如激发极化法的异常下限为：ηs异常下限=ηs背景+3 ×均方差×ηs背景测点station指按一定比例尺布置的供物探仪器(如磁力仪，重力仪)或通过仪器的附属设备(如地震检波器、电极)等进行观测的点位。
有时测点和记录点不完全一致。
如重力、磁法的测点就是记录点。
当进行电剖面法梯度测量时，测点(跑极点)不是记录点，进行梯度测量的两个测点的中点(O点)是记录点。
当进行对称四极电测深工作时，其测量电极(MN)、供电电极(AB)的移动点位都属于跑极点，但其记录点或测点则为MN电极的中点(O点)。
测量电极potential electrode在地面、井中、坑道中进行电法工作时，为了测量电位差而选用的接地物，称“测量电极”。
一般的测量电极用紫铜棒，其长度依需要选定。
在特殊条件下，测量电极还有用特殊物质的和不同形状的。
如不极化电极多为陶瓷的，有的还用帆布或塑料外装。
实验室则有更特殊的不极化电极。
测线line指按一定比例尺沿一条直线布置的观测点组成的观测线。
如地震勘探中所指的地震剖面(由检波器组成的线状排列)；重力、磁法、电法，放射性勘探中所指均匀布在一条条直线上的测点组成的线。
布置测线一般应当垂直矿体走向。
场field是物理场的简称，它是物质存在的一种基本形式，存在于整个空间。
物质之间的互相作用，除了直接接触之外，就是依靠场来传递的。
如传递电磁力灼为电磁场，传递万有引力的为引力场等。
地球物理场则是指具有一定的地球物理效应的区域或空间，如重力场、磁场、电场、弹性波场、放射线场等。
电阻率横向剖面法对倾斜断层的定量化研究及解释
剖面 电阻率成像 方法与常规 的电阻率层析成像方法的异常特征 ． 研 究结果表 明： 横 向剖 面法 能对 ３ Ｏ 。 倾 角断层进行
定量化判定 ， 对６ Ｏ 。 倾 角断层的倾 角无法定量化判定． 常规方 法则难 以对 断层的倾 角进 行定量化 判定． 为研 究其 变
化原 因， 本文对定量化判定进行 了几何解释 ．
ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｙ ｉ ｎ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｐ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ６ ０ 。 ．Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ｎ ｎ ｏ ｔ ｄ ｅ ｆ ｉ ｎ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ，ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ
ｇ ｏ ｏ ｄ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｐ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ３ ０ 。ａ ｎ ｄ ６ ０ 。 ，ａ ｎ ｄ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ３ Ｄ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ Ｏ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ
第２ ８ 卷 第 ５期 ２ ０ １ ３年 １ Ｏ 月（ 页码 ： ２ ７ ４ ８ － ２ ７ ５ ２ ） 地 Nhomakorabea球
第二节 电阻率剖面法01
面时，则ρAS有最小值。
当 MN 极由 1 岩石进入到 2 岩石时，由于电流密度 (1) (2) j j 的法线分量是连续的，即 MN MN ，但是 MN 由 1 跃变到
2 ，所以 SA 在接触面处将发生跃变，并且跃变前后的数
则：
①高阻脉上方联合剖面曲 线有一不明显反交点，反交 点左侧ρBＳ大于ρＡＳ，右侧ρAＳ 大于ρBＳ。 ②脉顶出现高阻异常带， 其两侧ρAＳ和ρBＳ同步下降并 各自出现极小值，故ρAＳ和ρB Ｓ分异性差，幅度很小。
A, S
（3）两种直立岩层接触面ρＳ曲线特征 ①ρAS剖面曲线
现在让我们用电流密度的分布规律解释ρAS曲线
第二节 电阻率法
一、电阻率剖面法概述： 定义：以地下岩（矿）石电阻率差异为基础，人工建立地下稳定直 流或脉动电场，按某种极距的装置形式沿测线逐点观测，研究某一深度 范围内岩（矿）石沿水平方向的空间电阻率变化，以查明矿产资源和研 究有关地质问题的一组直流电法勘探方法。
特点：
装置种类多：
电剖面法（简称电测剖面法或电阻率剖面法），是电阻率法中应用较广 泛的一组方法的总称。根据电极排列方式的不同，剖面法中又有二极剖 面法，三极剖面法，联合剖面法，对称四极剖面法，偶极剖面法和中间 梯度剖面法等多种装置类型。
适应对象多：
由于剖面法的变种方法较多，因此适应各种地电条件的能力较强，应用 范围较广。利用ρs剖面图、 ρs剖面平面图、 ρs等值线平面图反映地质 规律，主要适用于陡倾的层状或脉状金属矿体和高阻岩脉，划分接触带， 配合地质填图。也能为寻找含水断裂破碎带等水文、工程地质工作服务。
第二节 电阻率剖面法02
勘探目的： 了解某一地区垂直向下由浅到深的视电阻率等方面的地质变化的 情况，从而提出了电测深这一方法。
含义： 电阻率测深法（简称电测深）是在同一测点上逐次扩大供电极距 和测量极距，使探测深度逐渐加大，这样便可得到观测点处沿垂 直方向由浅到深的视电阻率变化情况的一种方法。
适用： 被勘探的岩层是水平的或缓倾斜的（倾角小于20°）并有明显的 电性差，从而确定不同深度的电性层，并确定出各层的厚度。
对每一测点的电测深结果进行分析，综合绘图解释，从而 获得地下的地质情况。
A M NB
野外装置排列 示意图
如图常用的对称四极测深是 以测点为中心，AB极距对称 于测点向两旁按一定倍数增加， MN分段固定（另一种方法是 MN与AB极距保持固定比例） 可测出每一ＡＢ极距下的ρｓ 值，用双对数坐标纸绘制电测 深曲线。
❖ ６、纵向电导剖面图 （１）纵向电导（Ｓ）的含义：
如流 方下动向图，导：并电取在能一测力个点即三附为层近该地取 岩质１ 层体的㎡，纵，假向厚设电度电导为阻。ｈ率１ρ＋3无ｈ限２的大平，方则柱电体流，沿此上时面沿两电层流
其中：
在下面的例子中第一、二两层的纵向电导用Ｓ１·２表示，则：
当水平各层电阻率均匀稳定时，则纵向电导与各层厚度成正比， 由此可以利用这种关系根据纵向电导确定高阻基岩顶面埋深。 对于基底电阻无限大的岩层，其电测深曲线的尾支渐近线与横 轴成４５°角，纵向电导Ｓ１·２等于４５°线与横坐标的交点 至坐标原点间的距离，如下图所示：
深度的变化而变化的关系。如下图所示：
说明：它是以6.25㎝为底的双对数坐标纸上绘制的。
❖ 2、电测深曲线类型图——首先将测区内各电测深点的位置 按工作比例尺标在图上然后在测点的旁边标明该点的电测深 类型，并将相同曲线类型的点用曲线连接起来。它标明了不 同地电断面分布区域及不同地电断面间的过渡关系。如下图 所示：
§1.6常用电阻率法_(2)解析
页
测试方法：一次系统布置多个电极构成的电极系列，
通过微机控制的电极开关完成供电电极、测量电极之 间的切换，完成多极距参数的测量。
电极排列
电缆
电源
电极转换开 关和发射机
接收机
X
A s
B s
1.0
A s
B s
第 8 页
L 10a
L 3a
A s
1.0
2 1
2
B s
h0 a
1
o
A MN B
L 1.5a
AO L h0 1.5a
X
其它电剖面法
第 9
页
一、对称四极剖面法
视电阻率计算公式：
AB s
K
U MN I
与联合剖面法视电阻率换算关系：
AB s
(
j AB MN
j0AB ) • MN (( jMAN jMBN ) /( j0A j0B )) • MN
第 6
页
s
100
A s
B s
20 O
A MN
1 100 m
O A MN
2 20 m
X
良导脉状体上的联合剖面ρs曲线
第 7
页
A s
(
B s
)
/
0
A s
B s
1.0
900
1.0
450
0
1 0
X
低阻球体上的联合剖面ρs曲线
• 等轴状地质体： 充水溶洞、金属球类、似球类
s / 1
1.0
第 3 页
C地
“无穷远”
MN -B
N
B
＃装置相对笨重， 地形影响大。解 释时具体分析。
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MN
大地
5、充电法
B MN
地面
A
6、频域电磁法（FEM）
Transmitter
H1
Receiver Ground
H2
Transmitter
Receiver
Perpendicular (PERP)
54.7
NULL PARALLEL
H p(t)
H( t )
T 2
H R( t )
H I( t )
13、其它电（磁）法 航空（Airborn）
测井（Well Logging）
Power Spliter
Power Amplifier
BP Filter
一种高频电磁法的系统实现框图
GEM-300多频电磁探测系统
发射线圈
校正线圈
接收线圈
发射位序列产生多频信号 手持式
可旋转90度变成另一种装置
7、大地电磁测深（MT）
Ey
Hy
Ex Hx
Hz
8、海底电磁法 滩海大地电磁测深 海底电磁探测（人工场）
TEM 的工作方式之一
常规TEM工作原理
I Transmitter Current
T
4
T
T
T
(a) 4
4
4
T
t
4
V Receiver Output Voltage
(c)
t
V Receiver Sampling When Transmitter Current Is Off
(c)
t
V
常规TEM工作原理
海底测电场
海岸测磁场
9、混场源电磁探测
低频用天然场 高频用人工场
移动方向
测量
发射张量场
10、可控源音频大地电磁测深 （CSAMT）
远区接收电磁场 大功率发射电磁场
11、瞬变电磁法（TEM）
重叠回线
中心回线
大回线
偶极
磁性源（TEM）线圈铺设
发射线圈
TEM 接收线圈
TEM 接收机
TEM发 射机
2、电测深法
U
E
A
MN
B
MN不动，移动AB
3、激发极化法（IP） 时间域（TIP） 频率域（FIP）
ΔU
ΔU2
ΔU2/ ΔU
ΔU1
充电时间
放电时间
TIP原理
f1
FIP（单频）
f1 f2
FIP（双频）
f1 f2
FIP（从双频到三频）
再加一个频率f3
FIP（伪随机序列）
4、自然电位法
自然电位曲线
5260
5340
5420
5500
5580
5660
5740
5820
5900
600
500
400
280
300
240
200
150
130
110
200
100
90
80
70
100
60
50
40
30
20
0
12、多功能电磁探测系统
MULTIFUNCTION EM SYSTEM 美国的GDP-16/32 加拿大的V5
美国生产的多功能电法仪（GDP-32）
T 4
Transmitter Field
t
Receiverd Field
t
Real Component
t
Imaginary Component
t
1 f
T
发射交变电磁场
测虚实分量 测倾角和椭圆率
利用固定电台等发射的超长波电磁场
甚低频（VLF）
SUM +-
BP Filter
Digitizing Unit
电法仪器的原理与发展
1、电阻率剖面法
测量大地的横纵向电阻率（导电特性）差异
U
E
A
MN
B
A
MN
B
A
剖面测量示意
MN
B
供电/测量系统 电极转换装置
高密度电阻率测试系统
供电/测量系统 电极转换控制
高密度电阻率测试系统的改进
高密度电阻率测试系统的电极变换示意
ห้องสมุดไป่ตู้
电阻率法的变异
M
B
A
N
改变传统的电极布置， 测量电阻率横向变化
(c)
t
Variable Sampling Gate Locations
Ti
1234... 11 12 13 ... 21
22 ......
t
Subsampling at Each Location
nis 1
nis 3
Ti s nis 7
t
新疆某铜矿0线TEM电阻率断面图
0 50 100 150 200
地下电阻率不同影响 衰减曲线变化
Slow Delay
Fast Delay
T0
t
TEM衰减曲线示意
I Transmitter Current
T
4
T
T
T
(a) 4
4
4
T
t
4
V Receiver Output Voltage
(c)
t
V Receiver Sampling When Transmitter Current Is Off
Calibration Signal
D/A
Receiver Coil
D/A Combiner
Transmitter Coil
VCA2 VCA1
90
Power Spliter
BP Filter
Microcomputer with control Software
Transmitting Waveform Generator