磁电阻率法与磁激发极化法
其它电法：激发极化和电磁法
人工场源频率测深的激发方式有两种， 其中一种是利用接地电极，将交变电流送人 地下，当供电偶极，距离不很大时，由此而 产生的电磁场就相当于水平电偶极子的场， 另一种激发方式是采用不接地线框，其中通 以交变电流后在其周围便形成了一个相当于 垂直磁偶极子的电磁场。
三、甚低频电磁法
甚低频 （VLF）电磁法是一种被动源电 探方法，它利用超长波通讯电台所发射的电 磁波为场源，通过在地表、空中或地下探测 场的参数变化，从而来达到找矿或解决有关 水文工程地质问题的目的。
（二）联合剖面装置
联剖装置能得到2条ηs曲线，将2条曲线配合 起来作推断解释，能较准确确定极化体位置（根据 “反交点”）和判断极化体倾向。但联剖ηs曲线较复 杂，对相邻极化体的分辨能力较差，且对近地表小 极化体的干扰反映较灵敏，地形对异常的畸变也较 明显和复杂。
此外，从工作方法和技术看，电极距对联剖异 常的影响较大，恰当地选用电极距对联剖装置很重 要，有时甚至需要几种电极距作测量，这会使生产 效率降低；联剖需要敷设一条“无穷远线”，这不仅 使装置笨重，生产效率低，而且电磁耦合干扰问题 较大。故联剖不用作普查找矿的基本装置，仅在详 查中为解决特定问题（如确定极化体位置和产状 等），才在少数剖面上布置激电联剖测量，而且多 在时间域激电法中采用。
在我国，偶极装置主要用于电磁耦合问题 比较突出的频率域激电法。
四、激发极化法应用实例
（一）激发极化法在水文地质调查中的应用 不同岩、矿石的激发极化特性主要表现在二次
场的大小及其随时间的变化上。在金属矿的普查勘 探中，主要采用了表征二次场大小的参数，如极化 率及频散率等。但在水文地质调查中，我们更重视 表征二次场衰减特性的参数，如衰减度，激发比、 衰减时等。激发极化法在水文地质调查中的应用主 要有两点：一是区分含碳质的岩层与含水岩层所引 起的异常，二是寻找地下水，划分出富水地段。
5电法勘探5激发极化法
①直流激发极化法的仪器装备
直流（时间域）激电仪分为供电和测量两部分。供电部分使用导 线将供电电源、发射机和供电电极相连而成
直流电源
供电控制单元
供电程序 控制电路 发射机
其中直流电源用于提供电流，
A 一般使用小功率发电机；发
射机由供电控制单元和供电
B 程序控制电路组成。供电控
制单元控制电源的接通、切 断以及换向，供电程序控制 电路是供电控制单元的指挥 机构，根据设计的程序，使 供电控制单元按规定的时间 和顺序向地下供电，从而实 现野外供电自动化
增大；供入交流电时，频率的
磁铁矿
高低就反映了导体单向充电
黄铜矿
（半周期）时间的长短。频率 越低，单向充电时间越长，界
石墨
面上产生的双电层电位差越大，
f
观测到的总场电位差幅值△Uf 也就越大
Ⅲ激发极化法测定的参数 1.极化率和频散率 时间域中，采用“极化率”来衡量岩、矿石的激发极化效应
(T ,t) U2 (T ,t) 100%
激发激化法也存在一些问题。例如，不易区分有工业意义的 异常和无工业意义的异常（由黄铁矿化、磁铁矿化、炭质或石墨 化岩层引起）。交流激发激化法还不可避免受到电磁耦合的干扰， 等等
（1）激发极化法的理论基础
向地下供入稳定电流，可观测到测量电极MN间的电位差是 随时间而变化的（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟） 后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极MN间的 电位差在最初一瞬间很快下降，之后便随时间相对缓慢的下降， 并在相当长时间后（通常也约几分钟）衰减接近于零
应用人工直流电场或低频交变电场都可以研究岩矿石的激发 极化效应，因此对应有直流（时间域）激发激化法和交流（频率 域）激发激化法两种
电阻率法和激发极化法水槽模型实验
• 逐点（测量3次）和逐个极距观测和记录数据，及时检查可
疑数据。 • 中间梯度法：整理和绘制视电阻率和视极化率剖面图。 • 对称四极测深法：整理和绘制视电阻率和视极化率测深曲 线和测深剖面的视电阻率和视极化率拟断面图。
实验要求
• 规范操作，爱护仪器，注意安全 • 每个实验小组成员轮换完成整条剖面的数据采集、 资料整理及图件绘制
• 各组交流和讨论实验结果
• 定性分析异常分布特征
• 编写实验报告
测量方式快速入门
1 放置异常体
2 固定A B M N 。用橡皮 泥将不极化电极固定好。
测量方式快速入门
3 将A B M N与仪器连将高压电池与仪器连接， 严禁提前连接高压电池。
分组情况
指导老师：林昌洪
谭捍东
候玉成
2011年5月
实验目的
• 了解电阻率法和激发极化法常用仪器的简单原理、 面板结构，并学会仪器的操作使用。
• 学会剖面法和测深法的工作布置及数据采集方法。
• 分析剖面法和测深法在良导体上的异常特征。
实验模型
• 水介质模拟围岩介质 • 水平铜板、石墨板模拟局部异常体 • 模型顶部埋深2—3cm为宜 • 电极入水深度约2—3mm较合适
• 1班，34人，分5组（组号1～5）； • 2班，31人，分5组（组号6～10）；
• 3班，36＋2人，分6组（组号11～16）。
时间安排
• 1～4组，5月4日（周三），3、4节及当天晚上； • 5～8组，5月5日（周四），晚上； • 9～12组，5月11日（周三），3、4节及当天晚上 • 13～16组，5月12日（周四），晚上。
中间梯度法
• • • • • AB=120cm AB中间2/3范围测量(80cm) MN=4cm 点距4cm 记录点为MN中点
高密度电阻率法和激发极化法在青山水厂找水中的应用
高密度电阻率法和激发极化法在青山水厂找水中的应用景强【摘要】高密度电法工作效率高、探测速度快,而大功率激电测深法探测精度高.二者有机结合,既可以提高工作效率、又可以互相印证,是一种很好的地下找水的物探方法.利用高密度电阻率法与激发极化对称四极测深相互配合在地下水勘查中的运用提高了地质解释的准确性和可靠性,值得在类似水文地质条件和地区推广应用.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】3页(P89-91)【关键词】高密度电阻率法;激发极化法;地下水【作者】景强【作者单位】山东省煤田地质局第二勘探队,山东济宁 272000【正文语种】中文【中图分类】P641.72根据2016年嘉祥县农村供水工程要求，为解决农村饮用水问题使广大村民全部喝上更加方便、卫生和安全的饮用水。
使用物探方法发挥了很重要的作用，减少了对工作区区水文地质勘查的时间。
实践表明，在已有水文地质资料的基础上，通过利用高密度电阻率法和激发极化法相互配合，很大程度的提高了找水工作的速度和成功率。
其中本次工作区位于嘉祥县后吕村北，寨山西侧，该地区地层多为寒武系九龙群张夏组灰岩，区内岩溶构造不甚发育。
1 区域地质概况工作区位于中朝准地台鲁西断隆（II级）的西部，分属于嘉祥地垒和汶泗断凹两个Ⅳ级大地构造单元。
工作区地处华东地层区济宁地层小区，出露的地层主要有下古生界寒武系和奥陶系和新生界新近系和第四系，地层由老至新为古生界寒武系长清群朱砂洞组、馒头组、寒武系九龙群张夏组、崮山组、第四系。
根据工作区地下水的赋存条件和水力性质等特征，区内含水类型可分为2类，即为第四系冲洪积层孔隙水、石灰岩裂隙岩溶含水岩组。
工作区内第四系较薄，受地表污染影响较大，所以本次主要目的层是寒武系岩溶裂隙水，含水层主要由灰岩、泥灰岩、白云岩组成。
含水岩组除小范围裸露外，绝大部分隐伏于第四系松散层以下，顶板埋深40～145m，底板埋深150～290m。
高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用
高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用
高密度电阻率法和激发极化法是两种广泛应用于抗旱找水定井位的地球物理勘探方法。
这些方法可以帮助人们识别地下水资源的位置和大小，以便更有效地进行井位的定位和钻探。
高密度电阻率法是一种非侵入性的地球物理测量方法，可以用于确定地下层的电性阻抗。
通过对地球物理场测量数据的分析和处理，可以确定地下不同结构的电阻率分布情况，从而推测出地下水的位置及分布情况。
该方法具有测量精度高、信息量大等特点，可以有效地帮助人们确定地下水资源的分布情况和井位的选择。
激发极化法则是一种基于地下极化现象实现的测量技术。
这种方法先将电流通过电极注入地下，在经过一段时间的作用后，再通过电极接收反馈信号。
通过分析信号的振幅、相位及其与时间的关系，可以获得地下储水层的电性参数，从而推断地下水体存在的位置及分布情况。
与高密度电阻率法相比，它更具有定量化、灵敏度高等优点。
总体而言，高密度电阻率法和激发极化法都是非侵入性的测量方法，可以在不破坏地下环境的情况下迅速确定地下水资源的存在及其分布情况。
在抗旱找水定井位中，这些技术能够快速提供有关地下水体的准确信息，帮助人们选定最优的井位位置和钻探深度，以提高抗旱寻水工作的效果和效率。
因此，高密度电阻率法和激发极化法成为了当前抗旱工程中越来越受到重视的技术手段。
4激发极化法解析
第一节激发极化法基础
一、岩石和矿石的激发极化机理
（一）电子导体的激发极化机理 电子导体（包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石）的激发极化机理一般认 为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。 在一定的外电流作用下，“电极”和溶液界面上的双电层电位差相对平衡电 极电位之变化，在电化学中称为“过电位”或“超电压” 。
式中deltU2(T,t)是供电时间为T和断电后t时刻测得的二次电位差。 极化率是用百分数表示的无量纲参数。由于deltU2(T,t)和deltU （T）均与供电电流I成正比（线性关系），极化率是与电流无关 的常数。但极化率与供电时间T和测量延迟时间t有关，因此，当 提到极化率时，必须指出其对应的供电和测量时间T和t。为简单 起见，如不特加说明，一般便将极化率yita定义为长供电和无延 时的极限极化率。 U ( ) U (0) (T , t ) |T ,t 0 U ( )
s (T , t y )
U 2 (t y ) U (T ) 100% ms (T , t y t j / 2)
t y t j ty
U 2 (t ) dt U (T )
时间域激电法的观测仪器较易制造，而且由于通常是观测供电脉冲断 开几百毫秒之后的二次电位差，受电磁耦合的干扰较小，故工作方法和解 释理论都比较简单。但这种时间感观测仪器乃是宽通带的接收机，对大地 噪声、工业游散电流和极化不稳等的抗干扰能力差，加之待测的二次电位 差通常远比一次电位差小，为提高信噪比往往要求大功率供电，从而使这 种方法的装备十分笨重，生产效率较低、成本高。
时间域谱激电法：是既保持频谱激电法能获得丰富信息的优 点，又能提高生产效率的一种新方法。这种方法观测直流脉冲激 发下总场电位差的充电过程 ΔU(T)（次要的）和断电后二次电位 差的放电过程ΔU2(t)（主要的）。 根据时间特性和频率特性的等效性可知，时间域谱激电法能 获得频谱激电法同样的信息；而前者原则上讲只要作一次测量便 可获得所需的时间谱数据。由于微电子技术的发展，当代时间域 激电测量系统已能通过自动跟踪和补偿极化电位差、信号增强技 术和数字滤波等来有效地压制干扰，克服早期时间域测量的缺点， 使时间域谱激电测量成为可能。不过，目前时间域谱激电法还有 一些理论和技术问题有待研究和完善，可能还要经过几年才能成 熟。
电法勘探4-激发极化法
虽然每个小颗粒与围岩(胶结物)的接触 面很小，但它们的接触面积的总和却是 很可观的。 所以，尽管浸染状矿体与围岩的电阻率 差异很小，仍然可以产生明显的激发极 化效应，这就是激发极化法能够成功地 寻找浸染状矿体的基本原因。
3.岩石和矿石的激发极化特性
1、时间特性 (1)矿化岩石的激发极化特性 细粒浸染状矿石或矿化岩石的激发极化( 体极化)是其中许多细小颗粒极化效应的 总和，通常实验室中应用固定的装置观 测体极化岩、矿石的激电效应。
观测步骤
将待测的体 极化岩、矿石标本置于盛有水溶液 的长方形容器中，使其露出水面。标本与容器 壁之间的空隙用石蜡或橡皮泥等绝缘材料封严， 使标本两侧的水溶液不相连通。 在容器两端各放一块长 方形铜片A和B，作供电 电极，借以向容器内供入稳定电流。 在标本两侧水溶液中紧靠标本处 ，安置测量电 极M和N，用毫伏计测量其间的电位差ΔＵｍｎ。
U (T ) U1 U 2 (T )
由于刚供电时(T=0)二次场电位差为零，即Δ Ｕ２（０）＝０，故由上式得：
U (0) U1
于是：
ΔＵ２(Ｔ)＝ΔＵ(Ｔ)－ΔＵ(０)
(2)描述稳定电流场激发极化效应的参数
上已述及，在二次场与电流成线性关系的条件 下，引入表征体极化岩、矿石的激电性质参数 － 极化率(η)，其值按下式计算：
为了认识交变电流激发下的激电效应，我们考察 下述实验：在图1.3-11，a所示的装置中，将直 流电源改为超低频信号发生器，向水中供以超低 频交变电流I； 在供电时，用交流毫伏计测量M、N间的交流电位 差ΔＵ。 当保持交变电流的幅值Iｆ不变，而逐渐改变频 率f时，人们发现电位差ΔＵ将随之而变。
电法勘探部分习题答案
第一章电阻率法1、哪些因素对岩石电阻率有影响，其中哪些因素影响比较重要？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↑，含水量↑ ，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↓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↓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主要影响因素为岩石的孔隙度，含水性及水的矿化度。
当岩石含金属矿物、碳质和粘土等良导性矿物时，矿物成分对电阻率的影响明显。
2、岩石结构和构造如何影响岩石的电阻率？岩、矿石中某种组成部分对整体岩、矿石电阻率影响的大小，主要决定于它们的连通情况：连通者起的作用大，孤立者起的作用小。
例如，浸染状金属矿石，胶结物多为彼此连通的造岩矿物，故整个矿石表现为高阻电性；又如含水砂岩，其胶结物为彼此相连、导电性好的孔隙水，故含水砂岩的电阻率通常低于一般岩石的电阻率。
3、岩石电阻率的分布规律？1、质地致密、孔隙度低的火成岩、变质岩和沉积岩中的灰岩、白云岩、砾岩电阻率最高，其变化范围大约在；大多数沉积岩因为具有中等孔隙度，因而也具有中等电阻率，大约在数百左右；孔隙度比较高、又富含粘土矿物的第四系粘土、页岩、泥岩的电阻率比较低，一般在；致密硫化矿体、海水、石墨的电阻率最低，仅有。
2、同类岩石的电阻率并不完全相同，而是有一两个数量级的相当大的变化范围。
3、不同类型岩石的电阻率变化范围往往相互重叠。
103~10510~10210-2~10、列举求解稳定电流场电位时的边界条件。
、何谓电阻率，何谓视电阻率，说明它们的异同。
当地表不水平或者地下电阻率分布不均匀时（存在两种或者两种以上介质），仍然采用均匀介质中的供10.根据地下电流场变化规律，定性分析三级装置B‐MN在过直立接触面时的视电阻率曲线。
激发极化法
激发极化法
一, 激发极化法原理
3,激发极化法测量参数 , (1)极化率 )
η 和视极化率ηs
η=
U 2 ×100% U
激发极化法
一, 激发极化法原理
3,激发极化法测量参数 , (2) )
激发极化法
一, 激发极化法原理
3,激发极化法测量参数 , (3) 激发极化时间特性参数 ) 二次场在衰减中是一个较复杂的电化学过程,不 二次场在衰减中是一个较复杂的电化学过程, 同岩石成分,结构和含水层上二次场衰减是不同的, 同岩石成分,结构和含水层上二次场衰减是不同的, 如在含水层上二次场衰减慢, 如在含水层上二次场衰减慢,而在非含水层上衰减较 快.
激发极化法
一, 激发极化法原理
3)激发极化法测量参数 ) (3) 激发极化时间特性参数 ) 衰减时S: ① 衰减时 : 是指把断层瞬时所测得的二次场 U 2定为 100%,则 U 2 衰减到某一规定数值(如 , 衰减到某一规定数值( 50%,75%,45%和30%)时所需要的时 , , 和 ) 间称为衰减时,单位为秒. 描述了二次 间称为衰减时,单位为秒.S描述了二次 衰减的快慢. 场 U 2 衰减的快慢.
激发极化法
二, 激发极化电位形成的物理化学过程
2,离子导体激发极化效应 ,离子导体激发极化效应——薄膜极化假说 化效应 薄膜极化假说
激发极化法
二, 激发极化电位形成的物理化学过程
电子导体激发极化场的强弱决定于激励电流的大小和作用 时间长短,以及电子导体的电化学活动性大小等; 时间长短,以及电子导体的电化学活动性大小等; 离子导体的极化电位大小与很多因素有关,其中起主要作 离子导体的极化电位大小与很多因素有关, 用的是湿度,孔隙水含盐浓度, 用的是湿度,孔隙水含盐浓度,岩石颗粒大小及激励电流大小 等. 影响极化电位衰减速度的因素有:岩石颗粒大小, 影响极化电位衰减速度的因素有:岩石颗粒大小,含粘土 成分多少,岩石的孔隙度大小,湿度及地下水流动情况等. 成分多少,岩石的孔隙度大小,湿度及地下水流动情况等.
激发极化法
比例系数η表征了岩石的激发极化性质，称之为“极化率”，通常用百
分数来表示。于是上式改写为：
η= ∆V2/ ∆V.100%
式中 ∆V2: 是断电瞬间（没有延时时间）的二次场电位差
∆V：是达到饱和值的极化场电位差（∆V1+ ∆V2）
极化率η的物理意义：岩石在外电场的激发下，二次场与极化场
(2) 不同的岩矿石的充、放电时间特征 也不一样
a)一般来说在相同激励条件下，面极 化介质(致密块状矿体)达到饱和渐近值所 需的时间，比体极化介质(浸染状矿体)达 到饱和渐近值所需的时间长。
b)颗粒大、孔隙大、富水性强的体极 化介质，其充、放电速度更慢，即高含 水性的岩石比含水性差的岩石充、放电 时间长 。
(3)磁性矿物的非线性特征与石墨相似；而方铅矿、黄铜矿的非 线性特征与黄铜矿相似。
值得注意的是：在野外实际勘查中，在同装置、同极 距、同测点等相同条件下，在测量误差允许范围内，不 会因改变电流而引起 ηs的变化。这是因为一次场的电 流密度在线性段电流密度小于5μA/cm2的条件，例如 在均匀半无限介质表面上有一点电源A，供电电流强度 I=1A，在距A点10米处的M点的电流密度：
2）当有外加电流流过上述电子导体－溶液系统时，电子导体两端电极电位 产生偏差而出现“过电位”（也叫“超电压”），电极开始极化，电子导体内 部的电荷将重新分布形成“阴极”及“阳极”。由于电化学反应速度滞后于电 荷传递速度，形成电荷堆积（充电过程），在周围溶液中也分别于电子导体的 “阴极”和“阳极”处，形成阳离子和阴离子的堆积，使正常双电层发生变化 ，见图1.2b。
CSUT
第一节 激发极化法的基本原理
一、 稳定电流场中的激发极化法效应
井中地球物理小结-1
5）参数和背景值的选择 地—井方式探测常用两个参数：视极化率ηs和二次异常电 位差△V2a η s=△V2/△V×100％； V2a V2 B V
式中，—视极化率背景值，△V2—实测的二次场电位差， △V—实测的 总场电位差， △V2a为矿体产生的二次异常电位差。说明如下几点： （1）其中△V2w = ηB · △V，这是对处于均匀围岩中的单一矿体导出的公式。 实际工作中矿体和围岩并不均匀，背景值很难取得适当，上式计算的只是 粗略值。 （2）通常选用视极化率ηs为主要参数, △V2a为辅助参数。当ηs曲线因脱 节点不能用，或需半定量解释时，则△V2a以作为主要参数。 （3）同时还可应利用视电阻率、视激电率参数
r与球体激电异常幅值之间的关系图，可以看出： （1）当r＝d时(d为球心距井的距离)球体极化强度最大，二次场异常反 映最明显。 （2）而对于视极化率曲线来说， 由于井轴上极化场随r增大而衰减的速 度要比二次场随r增大而减小的速度大得多，故视极化率异常幅度随r增大而 增加。因此，当选择视极化率为主要参数时，在保证读数精度的条件下，应 当尽量选用较大r值。
A极布置在盲矿所在的方位上时称为主方位； A极布置在盲矿所在的相反方位时称为反方位。 显然，若所选用的r小于盲矿离井距离d，则主、反方位测得 的激电异常的差别将不会明显，因为这时主、反方位的极化方 向基本相同。为了获得主、反方位激电异常的明显差别，应该 使所选用的r等于或大于盲矿离井的距离d。 野外试验和模型实验都证明，最佳r除了与盲矿离井距离d 的大小有关外，还与盲矿体的埋深及测量井深等因素有关。 在实际工作中应该综合考虑上述情况和工区实际条件，最好 用试验的方法来选定最佳r。在目前我国激电工作使用的供电 和测量装置及钻孔条件下： 测量孔深在500米以内，一般可选用最佳r为l 00—300米 测量孔深在500一1000米肘，最佳r可选用300一500米。
电法勘探概念
ρρS＝K·△U/I在电场涉及范围内，地表不平坦，地下各种地电体（1）视电阻率s的综合反映结果称为视电阻率。
ηηs=△U2/△U * 100%，在电场涉及范围内，地表不平坦，地下各种（2）视极化率s地激电体的综合反映结果称为视极化率。
ρ：ρT=1/ωμ（|Ex/Hy|2）或ρ＝0.2T|EX/Hy|2 Ex：mv/km Hy：（3）卡尼亚电阻率T伽玛。
由均匀电磁波向地下传播时，导出的交变电磁场中的电阻率参数，该式表明，测量正交的电磁场分量，也可获得电阻率参数。
（4）充电法：对具有天然或人工露头的良导体进行充电，通过在地面用专门仪器观测和研究充电电场的分布规律，来达到研究矿体形状、产状、大小和具体位置或用来解决一些特殊地质问题的详查方法。
（5）自然电位法：在一定的地质-地球物理条件下，地中存在天然的稳定电流场。
基于研究自然电场的分布规律来达到找矿或解决其它地质问题的一种电探方法。
（1）电阻率法：以地壳中岩、矿石不同导电性差异为基础，通过观测和研究人工稳定电流场的地下分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一组勘探方法。
（2）电磁感应法：以地壳中岩、矿石不同导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，进行找矿或解决其它地质问题的一组分支电法勘探方法。
（3）激发极化法：以不同岩、矿石激电效应的差异，通过观测和研究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法勘探方法，简称激电法。
（4）充电法：对具有天然或人工露头的良导体进行充电，通过在地面用专门仪器观测和研究充电电场的分布规律，来达到研究矿体形状、产状、大小和具体位置或用来解决一些特殊地质问题的详查方法。
（5）自然电场法：在一定的地质-地球物理条件下，地中存在天然的稳定电流场。
基于研究自然电场的分布规律来达到找矿或解决其它地质问题的一种电探方法（5）趋肤深度。
电阻率法和激发极化法在地下水勘查中的应用
电阻率法和激发极化法在地下水勘查中的应用梁建刚;刘黎东;高学生;苏永军;孟利山【摘要】依据提供的物性参数的不同，广泛应用于找水工作的电法手段可分为电阻率法和激发极化法两大类，其中电阻率法提供电阻率参数，主要解决与赋水有关的构造问题（如赋水层位或断裂构造）。
方法上有常规电法、电磁法，可根据地区赋水部位的不同选择适当的方法。
激发极化法则利用含水层的激发极化效应进一步确定目标层位或构造的赋水性。
电阻率法和激发极化法相互配合，在找水工作中相得益彰。
%The electrical methods is widely used in groundwater prospecting which can be divided into resistivity method and in-duced polarization method according to the parameter supplied.The resistivity method supplies resistivity parameter,solving the structure problem of water bearing,for example layer and crack structure.Furthermore,it includes conventional electrical method and electromagnetic method.Appropriate method can be selected due to difference water bearing position.The induced polarization method can further determine water-bearing according to the induced polarization effect of water-bearing layer. Cooperation of resistivity method and induced polarization method make groundwater prospecting smooth.【期刊名称】《物探化探计算技术》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P415-420)【关键词】电阻率法;激发极化法;方法组合模式;高密度电法;EH4 电导率测深;找水【作者】梁建刚;刘黎东;高学生;苏永军;孟利山【作者单位】中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170;铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300145;中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170;中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170;中国地质调查局天津地质调查中心，天津 300170【正文语种】中文【中图分类】P631.3+22截至目前，物探方法找水除核磁共振法外都属于间接找水[1-3]，所以物探找水工作必须与水文、地质工作紧密结合。
传导类电法2---激发极化法
激电法用于勘查上述固体矿产的主要优点：
①找百分含量不高的浸染状矿，这是它任何电法所不能比拟的; ②其它电法令人头痛的地形不平和导电性不均匀等干扰因素,不会形成激电假异常。
缺点：不够工业品位的非矿矿化（主要黄铁矿化和石墨化）也产生明显激电异 常，形成干扰。
（一）球形极化体的中梯激电异常
体极化和面极化球体中梯激电异常分布＝位于球心的电偶极子的电场分布
1．主剖面上的异常
和高阻球体上的中梯 s 异常曲线形状
相同：
①球心正上方极大值，两侧异常对称
地减小，出现负的极小值，最后趋于 零。
②异常特征由球外二次场的电流分布
（虚线）解释。
③④异异常常幅幅度度随随埋球深体增其大余急几剧 何减 参小 数smax和 电Mh03v
（三）高阻板状极化体上的激电测深曲线
具有相当大水平延伸的高阻板状极化体，当布极方向沿其走向时，在它 上方的激电测深曲线呈K型。和前述等轴状极化体及低阻板状极化体上的曲 线完全不同（高阻排斥电流线）。
如果高阻板状极化体的产状较陡，并垂直于其走向布极，则其上方的测 深曲线仍为G型。
在大极距时，平行和垂直走向布极的测深装置值的上述差别，本质上与 高阻极化体上横向中梯与纵向中梯值的差别是一致的。
参数的变化规律
2．异常的平面分布
①平面等值线拉长，走向垂直于
外电场方向。
②改变供电（即测线）方向，延
伸方向改变。
③球体对称，改变供电方向，等
值线的形状不变。
④剖面平面图反映极化体走向不
拉长：测线离开主剖面，曲线的 幅度降低，宽度增大。
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
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（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。
激发极化法
2．电极距 对称四极电测深装置的供电电极距，有最小和最大之分。一般来说，最小供电电极距应使激电测深曲 线的首支， 显示出前渐折线； 最大供电电极距应使激电测深曲线的尾支， 显示出后渐近线。 其中
AB 2 最小
为 1.5 米或 3 米，
AB 则与探测目标体的埋藏深度、产状、导电性和激电性等地电条件有关。在金 2 最大
在山谷斜坡下水平圆柱体上中梯装置 s 和 s 剖面曲线的 土槽实验结果。由图可见， s 有明显异常，但曲线表现为不 对称，其特点是靠近山谷一侧的曲线陡，且有负值，好似极 化体向右倾斜。另外，在此情况下 s 的异常极大值点也由柱 顶向山谷一侧发生位移。 s 曲线由于地形影响，在山谷上出 现了明显的高阻异常，圆住体上的低阻异常已基本上被淹没。 以上土槽实验结果说明，纯地形起状虽然不产生激电假异常， 但对异常的大小、形态和特征点位置将产生一定影响。
AB AB 和 的距离为 0.8—1.2cm。 2 2 n n 1
AB AB ≥ MN ≥ 的常规关系确定。为了满足这一关系，通常在一条 3 30
分布。一般
关于测量电极距 MN ，则可按 测深曲线上会出现 MN 的接头点。
几种装置在不同地电条件下的正演 曲线及异常规律
一般来讲，激电法可采用电阻率法中的各种装置类型。但究竟选择哪种装置采用多大电极距，还需根据任务要求，工作地区的地质、 地球物理条件和装置本身的特点等进行综合考虑。现对激电法中目前常用的几种装置类型特点及电极距的确定原则介绍如下，供参考。 （一）中间梯度装置 1．装置特点 中间梯度位置（简称中梯装置） ，它的最大优点，就是敷设一次供电导线和供电电极（ A、 B）能在相当大的面积上进行测量，特别 是能用几台接收机同时在几条测线上进行观测（图 1.2.3） ,因而具有较高的生产效率。最适于做面积性普查工作。 另外，由于中梯装置的观测范围处于 A、B 之间的中间地段，接近于水平均匀极化条件，故对各种产状和不同相对电阻率的极化体， 均能产生较明显的异常，且异常形态比较简单，易于解释。 大家知道，中间梯度装置有纵向中梯和横向中梯之分。图 1.2.3 所示为常用的纵向中梯，即 AB 连线方向（测线方向）垂直于目标极 化体的走向。而横向中梯的 AB 连线方向则是与目标极化体的走向平行。由于横向中梯只适于勘查良导电或低阻脉状极化体，而对电阻 率与围岩相近或高于围岩的极化体则效果不佳。因此在金属矿产普查阶段应用较少。
磁电阻率法
磁电阻率法是一种地球物理探测方法，利用地球磁场的变化来探测地下物质的性质和分布情况。
该方法基于地球磁场中存在的磁异常结构，通过测量地表磁场的变化来定位和测量地下磁性物质的分布。
具体来说，磁电阻率法利用了地球磁场中的磁异常结构和磁异常点，通过布置在地表和地下的磁场探测器和电阻率测量器来获取地下磁性物质的分布信息。
在测量过程中，需要将电阻率测量器布置在地表下方一定深度处，同时记录地表磁场的变化情况。
由于地球磁场的变化与地下磁性物质的分布有关，因此通过分析这些变化情况，就可以推断出地下磁性物质的分布情况。
磁电阻率法具有非破坏性、无损性和高精度等优点，被广泛应用于矿产勘探、地质调查、水资源勘探等领域。
该方法在实际应用中需要考虑许多因素，如磁场探测器的选择、测量深度的选择、数据处理方法等等，因此需要有专业的技术人员进行操作和分析。
磁性源激发极化可行性讨论
磁性源激发极化可行性讨论杨毅;李桐林;王大勇;李建平;张辉【摘要】多年来很多学者开展了复电阻率电磁场正演模拟研究，然而大多数都是针对电性源进行的。
鉴于此，这里采用体积分方程法进行了磁源激发条件下的复电阻率三维正演模拟。
通过分析正演结果，得出了磁源激发极化法可行的结论，且磁场响应是由电磁感应和激电效应共同产生的，并引入磁荷概念总结了这两种效应的电磁响应规律。
%Over the years,many researchers have carried out complex resistivity forward modeling of electromagnetic fields,but most of the simulation are directed electrical source.For this reason,this paper use integral equation method,carrying out complex resistivity forward under the conditions of magnetic source modeling,forward by analyzing the results of magnetic source of induced polarization method obtained viable conclusion,indicating the magnetic field response is electromagnetic in-duction and the combined effect of the IP effect,and the introduction of magnetic charge summed up this view of the electro-magnetic responses of the two effects.【期刊名称】《物探化探计算技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P267-272)【关键词】磁源;复电阻率;磁荷;电磁感应;激电效应【作者】杨毅;李桐林;王大勇;李建平;张辉【作者单位】中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，廊坊 065000;吉林大学地球探测科学与技术学院，长春130026;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，廊坊 065000;山东科技大学地质学院，青岛 266510;新疆库尔勒塔里木油田研究院计算中心，库尔勒 841000【正文语种】中文【中图分类】P631.3+240 引言电磁法勘探是以岩、矿石的电性差异为物性前提的一种地球物理勘探方法，导电性差异和激电差异是其判断异常的依据，其中激电方法是上世纪七十年代发展起来的一种电法分支方法即复电阻率法(又称为频谱激电法(SIP))。