第二讲：电剖面法
合集下载
第三章 电法勘探：电剖面法(2)
（2）工作效率高（一线供电，多线测量）
（三）对称剖面法 1、装置形式及 S 公式
A
A'
M O
N
B'
B
A、B、M、N四个电极排列在一条直线上，并且相对 于MN的中点O对称分布，AO=BO，NO=MO，AMNB 又称为“对称四极剖面法”。
U MN s k I
AM AN k MN
还可以对称于“O”点再增加两个供电电极A′和B′， 且AB>A′B′该装置称为“复合对称四极剖面法”。
某古河道两侧以及下 部岩石由砂粘土组成， 电阻率较低。而古河 床中充填的砂卵石则 为高阻。
例2. 用复合对称四极剖面法确定基岩的相对起伏
某地为查明基岩起伏以便为工程地质提供有用资料， 为此做了复合对称四极剖面法见下图。
两个异性点电源：两个异性点源场的叠加 （电位为标量叠加；电场强度为 矢量叠加；电流密度为矢量叠加）
五、装置与装置系数
复 习 ： 几 个 基 本 概 念
装置：供电电极（A、B）及测量电极（M、 N）的排列形式和移动方式 装置系数k：表征各电极空间位置的物理量， 单位m，k
V k I
k
2 1 1 1 1 AM AN BM BN
五、视电阻率（2）：
复 习 ： 几 个 基 本 概 念
V 测量公式： s k I jMN MN 微分形式： s j0
影响因素：
（1）电极装置类型及电极距
J0为地下介质均匀时 的电流密度； jMN为 MN电极间的实际电 流密度； ρMN为MN 电极间的真电阻率；
（2）测点位置（装置相对于地质体的位置） （3）电场作用范围内地质体的分布（形状、大小埋深、 厚度及相互关系） （4）地质体实际电阻率的大小 （5）地形起伏
5电法勘探2电剖面
A s
AMN 和MNB
C
sB
MON
A
1
2
jMN s MN j0
B
B 用同样的方法可以分析 s 曲线
当电极M、N、B在良导脉体右侧并与良导脉体相距较远时， 良导脉体对电流分布的影响很小，因此 jMN ＝ j0 ，由于 MN ＝ 1 ， 所以由视电阻率微分公式，得 sB ＝ 1 当电极M、N、B逐渐移近良导脉体时，脉体“吸引”由B极发 B j j 出的电流，使MN间的电流密度增大，即 MN > 0 ，故 s > 1 ， sB 曲线开始上升
A B
sA sB
1
2
一些具体的问题（水槽试验）： 直立低阻脉体 铜板：30cm×15cm×0.2cm
AMN 和MNB
C
A
MON
B
联剖的ρs曲线有明显异常， 有较强的反映地质体的能力。 这是因为供电电极A（或B） 与测量电极MN横跨直立低 阻脉体两侧时，低阻脉体对 供电电流有较强的“屏蔽作 用”造成的。故电阻率联剖 被认为是寻找陡立良导薄矿 脉或追索直立低阻破碎带时 最有效的方法之一
sA sB
AMN 和MNB
C
1
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
MON
B
jMN s MN j0
上式说明：视电阻率和测量电极所在地层的真电阻率成正比，其 比例系数等于M、N间电流密度真值jMN和j0之比。 j0为介质完全 是均匀介质时的电流密度
当电极A、M、N在良导脉体左侧并与良导脉体相距较远时， 良导脉体对电流分布的影响很小，因此 jMN ＝ j0 ，由于 MN ＝ 1 ， 所以由视电阻率微分公式，得 sA ＝ 1 当电极A、M、N逐渐移近良导脉体时，脉体“吸引”由A极 A j j 发出的电流，使MN间的电流密度增大，即 MN > 0 ，故 s > 1， sA 曲线开始上升
2联合剖面讲解
两种岩石陡立接触面上的ρs表达式
A（+I） M(x) 0
虚电源A’
A、M都在介质1
x
ρ1
d
U (1,1) Ir1 1 K12
ρ2
2 x 2d x
K12I
A（+I）
• A在介质1 、M在介质2 ρ1
U (1,2) (1 K12 )Ir2 2x
M
x
ρ2
（1-K12） I
两种岩石陡立接触面上的ρs表达式
况，因此
jMN→ j0， 所以，
rMN =r1，
在远离界
面时，rs 曲线出现
r1渐近线。
（2）三极排列AMN向右移动并逐渐接近直立界 面时，由于r2<r1 ，电流线被低阻介质吸引，使 jMN>j0 ， 因而rs>界面）时，
rs出现极大 值。
因为K12<0，MN向界面移动过程中d减小， rs 的值增大；当d=x时，即MN刚好在接触面上 时，视电阻率取极大值，即：
AB MN AB
50
3
四、电剖面法的测网布置
根据地质任务、工作比例尺，常用的比例尺和 测网密度（线距×点距）见下表。待测工区所 布置的测线应相互平行，并垂直主要构造走向。
比 例 尺 线 距 （米） 点 距 （米）
1：25000 1：10000 1：5000
250 100~200 50~100
和 BC回路供电得两个视电阻率 ρsA,和ρSB, ，并绘制他们的曲 线，作图时习惯上ρSA, 为实 线， ρSB, 为虚线。 适用：寻找陡倾的良导金属 矿及构造破碎带，在地质找 矿和地质填图中均得到广泛 的应用。
1.装置特点及ρs公式
AO=BO MO=NO OC>5AO
6电剖面电阻率法(4)
A s
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；
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；
电法勘探——传导类电法 电测剖面法
N
B
MN -B
装置相对笨重，地形 影响大。解释时具体 分析。
AO=BO﹥3h; MN=1/3～1/5AO
2020/5/24
4
Aபைடு நூலகம்S
kA
U
A MN
IA
B S
kB
U
B MN
IB
kA
kB
2
AM • AN MN
（AMN∞） （∞ MNB ）
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
2020/5/24
25
第四节：偶极剖面法
2020/5/24
AB=MN=a OO’=3～5h a=1/4～1/10 OO’
26
低阻体
2020/5/24
27
低阻体
2020/5/24
28
高阻体
2020/5/24
29
16
2020/5/24
17
寻找地下水
K
A
M
N
井
断层构造
C
“无穷远”
B
水
2020/5/24
地层起伏构造
18
第二节：对称四级剖面法
2020/5/24
19
2020/5/24
20
2020/5/24
21
第三节：中间梯度法
2020/5/24
22
2020/5/24
23
低阻体
2020/5/24
24
高阻体
电法勘探——传导类电法
一、电阻率法的基础知识
二、电测剖面法
三、电测深法
四、充电法
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。
第二节 电阻率剖面法02
以测点为横坐标，AB/2为纵 坐标，从每个电测深曲线上 查得各个不同AB/2所对应 的ρｓ值，并与图中的AB/2 相对应标在图上，然后按一 定的等值线间隔将ρｓ值相 等的点用圆滑曲线连接起来 即构成了等视电阻率断面图。 （如下图：左右两侧为H型 三层断面，中间为G型两层 断面，且由左侧电阻更小可 知高阻体较右侧埋藏深）
（三）电测深的工作方法
说明： 测网的选择取决于测区勘探要求的详细程度及测区的的地质条件； 测线方向应与地质构造方向垂直，测线长度应大于寻找的地质构造宽度； 详查时，3~5条测线通过有意义构造带，每线3~5点位于构造带上； 普查时，至少1条测线通过有意义构造带，每线2~3点位于构造带上； 1、供电极距AB的选择： 标准：使电测深曲线首尾两端出现渐近线为原则，大致如下
2）云南某地用电 测深法寻找古河道 实例 提示： ①该区古河道分布在 湖积黏土地段； ②古河道上方，电测 深曲线出现明显K 型，两侧为明显 “一”字型； ③1—1剖面图上的等 ρs断面图，高阻异 常，反映了古河道 的砂砾层； ④ρ s等值线平面图 反映了古河道的平 面位置（阴影线带）
（2）基岩地区寻找岩溶裂隙水 前提：密实灰岩电阻率高可达nx103Ω· m ，岩溶发育段电阻 率低为nx10~nx103Ω· m。
2、在解决有限地质体问题中的应用 （1）寻找斜坡大理岩残留铁矿应用 提示： 某铁矿受构造控制，大多数矿体处于闪 长岩古老侵蚀面凹部靠近斜坡上大理 岩残留体中，所以查明闪长岩起伏情 况、了解大理岩分布可达到间接找矿 的目的。 1）视电阻率等值线断面图反映了下伏闪 长岩的起伏情况。 2）由闪长岩顶板高程图可见，矿体产于 闪长岩凹部斜坡上，与地质结论一致。
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。
（三）电测深的工作方法
说明： 测网的选择取决于测区勘探要求的详细程度及测区的的地质条件； 测线方向应与地质构造方向垂直，测线长度应大于寻找的地质构造宽度； 详查时，3~5条测线通过有意义构造带，每线3~5点位于构造带上； 普查时，至少1条测线通过有意义构造带，每线2~3点位于构造带上； 1、供电极距AB的选择： 标准：使电测深曲线首尾两端出现渐近线为原则，大致如下
2）云南某地用电 测深法寻找古河道 实例 提示： ①该区古河道分布在 湖积黏土地段； ②古河道上方，电测 深曲线出现明显K 型，两侧为明显 “一”字型； ③1—1剖面图上的等 ρs断面图，高阻异 常，反映了古河道 的砂砾层； ④ρ s等值线平面图 反映了古河道的平 面位置（阴影线带）
（2）基岩地区寻找岩溶裂隙水 前提：密实灰岩电阻率高可达nx103Ω· m ，岩溶发育段电阻 率低为nx10~nx103Ω· m。
2、在解决有限地质体问题中的应用 （1）寻找斜坡大理岩残留铁矿应用 提示： 某铁矿受构造控制，大多数矿体处于闪 长岩古老侵蚀面凹部靠近斜坡上大理 岩残留体中，所以查明闪长岩起伏情 况、了解大理岩分布可达到间接找矿 的目的。 1）视电阻率等值线断面图反映了下伏闪 长岩的起伏情况。 2）由闪长岩顶板高程图可见，矿体产于 闪长岩凹部斜坡上，与地质结论一致。
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。
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
电法勘探(电剖面)07
AB 50
MN
AB 3
二、电剖面法的测网布置
• 根据地质任务、工作比例尺，常用的比例尺和测网密 度（线距×点距）见下表。待测工区所布置的测线应 相互平行，并垂直主要构造走向。
比 例 尺 线 距 （米）点 距 （米） 1：25000 1：10000 1：5000 1：2000 250 100~200 50~100 20~40 100 50~80 20~40 10~20
• A、M都在介质1
U (1,1) I 1 1 K 12 2 x 2 d x
x
ρ1
d
ρ2
K12I
A（+I）
M
x
• A在介质1 、M在介质2
U (1, 2 ) (1 K 12 ) I 2 2 x
ρ1
ρ2
（1-K12）I
两种岩石陡立接触面上的ρ s表达式
㈠联合剖面法的解释图件
⒉ 视电阻率剖面平面图 将各测线按一定比 例尺（常用1:10000， 1:5000，1:200）绘在平 面图上，然后选择合适 的参数比例尺（1公分 ＝××欧姆· 米），分 别绘出每条曲线的剖面 曲线，这就构成视电阻 率剖面平面图。 这种即具有平面图 特点，又具有剖面图特 点。它能直观地反映某 一极距（相当某一勘探 深度）的曲线在平面上 的变化规律。
( a ) α =90o; ( b ) α =60o ρ1=1欧姆· 米；ρ2=0.14欧姆· 米
（三）高阻脉上的曲线
• 有、无覆盖层时高 阻厚脉上SA和SB 曲线，可用极大值 和极小值的水平距 离估计其视厚度。
（四）球体上的曲线
• SA和SB曲线在良导球上形 成对称的“∞”型异常，球 顶上有一低阻正交点。当极 距加大到球心埋藏深度的 2~3倍时， SA和SB曲线在 交点两侧有两个主极小点外， 在距交点较远的两边还相应 地出现两个次极小点，它们 分别是供电电极A和B通过 球顶正上方时，电流被良导 体吸引，使j减小，导致S 降低的结果。
工程物探-第六章电剖面法
地电断面：由不同电性层所构成的断面。
A
M
N
B
电法勘探 第6章 电剖面法
6.1 电剖面法分类
1. 电剖面法定义
根据装置形式的不同， 剖面法可以分为：
二极装置 三极装置 对称四极装置 联合剖面装置 中间梯度装置 偶极装置
不同的装置形式所能解决地质问题不一样。
解决的地质问题：相对于电测深法而言，电剖面法更适合于探
A s
时，由于低阻体对电流线的
B s
C
吸引，会出现与左侧相反的
情况。
K
因此 sA sB
A
MO N
B
s 0
电法勘探 第6章 电剖面法
6.2 联合剖面法
1. 良导脉状体上联合剖面视电阻率异常曲线特征
说明：当电极排列
A s
越远离模型时，这
种作用便逐渐减弱。
B s
C
综合两条曲线在模 型两侧的变化，便 出现以联合剖面正 交点为其主要特征 的异常变化规律。
6.1 电剖面法分类
7. 电剖面法——偶极装置
装置特点：
1> 供电电极AB和测量电 极MN为分开的偶极。
电法勘探 第6章 电剖面法
2> 取AB中点O与MN中点O’连线的中 点J作为观测结果的记录点
O
J
O
6.1 电剖面法分类
7. 电剖面法——偶极装置
电法勘探 第6章 电剖面法
通常要求： AB=MN=a
极装置进行观测，从而在一
条剖面上便可获得两条视电
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
A
M
N
B
电法勘探 第6章 电剖面法
6.1 电剖面法分类
1. 电剖面法定义
根据装置形式的不同， 剖面法可以分为：
二极装置 三极装置 对称四极装置 联合剖面装置 中间梯度装置 偶极装置
不同的装置形式所能解决地质问题不一样。
解决的地质问题：相对于电测深法而言，电剖面法更适合于探
A s
时，由于低阻体对电流线的
B s
C
吸引，会出现与左侧相反的
情况。
K
因此 sA sB
A
MO N
B
s 0
电法勘探 第6章 电剖面法
6.2 联合剖面法
1. 良导脉状体上联合剖面视电阻率异常曲线特征
说明：当电极排列
A s
越远离模型时，这
种作用便逐渐减弱。
B s
C
综合两条曲线在模 型两侧的变化，便 出现以联合剖面正 交点为其主要特征 的异常变化规律。
6.1 电剖面法分类
7. 电剖面法——偶极装置
装置特点：
1> 供电电极AB和测量电 极MN为分开的偶极。
电法勘探 第6章 电剖面法
2> 取AB中点O与MN中点O’连线的中 点J作为观测结果的记录点
O
J
O
6.1 电剖面法分类
7. 电剖面法——偶极装置
电法勘探 第6章 电剖面法
通常要求： AB=MN=a
极装置进行观测，从而在一
条剖面上便可获得两条视电
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
第二节 电阻率剖面法01
AMN三极装置过垂直接触面时的剖面曲线 （ ρ1 =l00欧姆· 米； ρ 2=20欧姆· 米）
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。
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。
2电剖面法解析
二
联合剖面法
（一）测量方法
实际上是三极装置，在每个记录点上用AC和BC
分别测量，C在无穷远（不影响）从中线开始逐点测
量，尽可能将C点放在中线位置，以使与A、B等距。
C
A
MNBຫໍສະໝຸດ （二）不同地电剖面上视电阻率异常特征
1、两种岩石陡立接触面上ρs曲线
盖层厚H、电阻率ρ0、下伏基岩ρ1＞ρ2
前面讲过
第三节 电剖面法
一．概述 用选定的置装，沿剖面进行视电阻率测量，获
得视电阻率剖面，通过该方法了解地下勘探深度以
上沿测线方向上岩石的电性变化。
用途: 地质填图，确定覆盖层以下不同导电性岩
层的接触带位置；追断裂破碎带，古河道及地下暗
河，调查溶洞，古窑的分布。
装置形式：根据电极排形式不同分联合剖面法
（ AMNMNB ）对称剖面法（ AMNB ）偶极剖面法 （ ABMN ）中间梯度法（ AMNB ） 测网布置：根据地质任务，工作比例尺来布置，
A s
A jMN A MN jo
joA
A jMN 、 分别是均匀介质时和有
MN 为MN间电阻率,在左 界面时在MN处的电流密度，
A 侧①点时界面影响不计，曲线成直线 jMN → joA ，到
A ①点时受低阻的影响，有“吸电流”的现象， jMN
＞
joA且MN到界线边缘时（没有过边缘）出现ρas最大值。
1、装置特点
两个供电电极AB距离很大，通常大于70～80土厚
度，MN在其中间1/2～1/3处逐点移动测量，在接头 处测量，一次可测多条电线，但计算系数较烦
K
AM AN BM BN MN ( AM AN BM BN )
电法勘探-2_4
a、三极排列AMN在界面左侧并远离界面时，电性界面的
影响可以忽略，相当于均匀半空间的情况，因此 ，
所以
。也就是说，在远离界
面jM 时， N 曲j0 线,出M 现 N 渐近0线。 sA 1
第十一页，编辑于星期二：十二点 三十八分。
b、三极排列AMN向右移动并逐渐接近直立界面时，由
于 1 2，电流线被低阻介质所吸引，故而使 jM AN 。，j0 因
s A B K AB M U M BN IN U M A N K AB (K M B s BM N K N A s AM ) N
B
B
A
B
K AB(M K B s NM N K A sM N K A sM N K A sM )N
K AB(K M B 1N M K N A 1M )s B N K K A AB M (M N s B Ns A )
第三页，编辑于星期二：十二点 三十八分。
2）电剖面法野外工作技术（P165～166）
① 联合剖面法
AB/2=AO=OB=(5～10)H
AMNMNB H——覆盖层厚度
② 对称四极法
AB/2=(3～5)H 复合AM对N称B四极法：
AB/2=(3～5)H
AA'MN'BB
③ 偶极剖面法
A’B’/2=(1～2)H
2）对称四极剖面法曲线
第三十七页，编辑于星期二：十二点 三十八分。
3）复合对称四极剖面法——克服多解性
第三十八页，编辑于星期二：十二点 三十八分。
4）复合对称四极剖面法应用
① 解决地质构造形态（背斜、向斜、断层位置等）
② 地质填图
③ 圈定倾斜煤层的露头位置等
第三十九页，编辑于星期二：十二点 三十八分。
第二讲：电剖面法
( 二) 脉状体上的中梯ρS 异常
（三）起伏地形引起的视电阻率异常
（四）中间梯度法的应用
联合剖面装置仍取 MN 中点作为记录点。
(4) 对称四极装置(AMNB) 这种装置的特点是 AM=NB ，记录点取在 MN 的中点，其ρｓ表达式为： U MN AB S K AB I 式中 当取AM=MN=NB=a时，这种对称等距排列称为温纳 (Wenner)装置。其装置系数为： KW 2 a
反交 点
正交点， 并向倾向 一侧移动
（三）球体上的视电阻率异常
1.视电阻率表达式
根据点源场中存在导电球体的场论问题 可写出M的电位表达式
同理得N点电位表达式；即可得到：
2. 视电阻率剖面曲线
联剖：反交 点 四极：极大 值 联剖：正交 点 四极：极小 值
（四）联合剖面法的干扰分析及校正
1.比值参数的概念及应用 比值（F）参数
2 K x A 12 S (1,1) 1 1 2 2 d x
2 1 2 (1,2) 1 2
A S
2 K x A 12 S ( 2,2) 2 1 2 2d x
同理，对于MNB三极装置而言，当MN→0 时， ρ ｓＢ的计算公式也有以下三种情 况：
因此，二极装置实际上是一种测量电位的装置。 其ρｓ表示式为： UM S K AM I 式中装置系数
K AM 2 AM
二极装置通常取AM中点作为记录点。
(2)三极装置(AMN)(pole-dipole ) 当只将供电电极B置于“无穷远”，而将AMN沿 测线排列并进行逐 点观测时，便称为三极装置。 其ρ ｓ表示式为： AMN U MN S K AMN I
6.电剖面法
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
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。
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
·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
2电剖面法
则
这时关键是 不好求，一般用模拟法或经验
法，模拟法用同种介质，平坦和地形起伏分别测出
比较而得地形
右图， c是实测的灰岩地区
断裂带曲线，由于灰岩均匀，
曲线并不明显，然后进行地
形改正得出改正后的曲线a，
其中的交叉点就是断层位置。 比较明显。
地形改正系数模拟方程
①根据简单地形或地形断面进行理论计算，组构
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。
4.地表局部不均匀体的干扰 地表不均匀体包括：地表不平、小沟、土堆、建 筑物等，局部岩石出露，不同材料堆平的洼地等。 当极距远大于电性不均匀体的跨度或局部地形的跨 度时，ρAs与ρBs同部变化，就可压制干扰。
各种电剖面法的应用范围、优缺点
方法名称 陡立良导 体及 球体 探测的地电断面 优点 1.异常幅度大，分辨能 力 2.异常曲线清晰 缺点
联合剖面 法
高阻脉
（详测） 接触面
1.生产效率低 2.地形影响大
对称剖面
（普查） 构造基岩起 伏，原岩 层接触面
1.△Vmn大，易读数 2.轻便，效率高 3.不均匀干扰和地形干 扰小
（局部可不按比例尺）
比例 线距(m) 点距（m）
1:25000
1:10000 1:5000 1:2000
250
100-200 50-100 20-40
100
50-80 20-40 10-20
要求测线互相平行，并垂直构造走向 测量方法：首先根据设计及野外实验，确定装 置类型和极距，计算相应的装置系数，再测量△v、
当到跨过界面时出现跃变，到③时由于界面有“排
物探-电剖面法
A
地层为均匀时， ρsA= ρsB；
非均匀地层， ρsA≠ ρsB
曲线绘制方法：
ρs
A
M N
B
注意：前进方向的电极
为B极
ρ ρ
s
B
s
A
L
测线布置原则：测线应垂直构造线方向； 追踪异常体最少有三条测线
二、联合剖面ρ s曲线特征
（一）两种岩石垂直接触面上联合剖面曲线
首先来讨论没有覆盖层时 两种岩石垂直接触面上联合剖
2
A
M N
B
1
2 4 BO
s A
5 AO
2 1 2 1 2
由 s
A
极大
2 1 2
2 1
A
6
7
s
A
B
极小
变为 s
2 1 2 1 2
22 1 2
2
M AO M N O BN
B
ρ1
＞
ρ2
④ 4～5段——从MN跨过界面起，到A极跨过 界面止（长为AO），虽然A越近界面电流 被低阻吸引的越强，但由于积累电荷的影响 （j1n=j2n），jMNA无大变化，曲线为平直段， 长度=AO
③ 3～5段（4～5段）——由于 装置继续靠近良导脉，低阻
3
A
M N
B
向下吸引A极电流，致使地
面上的jMN
A减小，
1
2
5
ρS
A开始
A
4
下降；而B极已跨过良导脉
M O N
B
且逐步远离，致使jMNB增大、
ρSB开始上升
ρ
1
ρ
ρ2
0
ρ
1
④ 5点——MN位于良导脉上
地层为均匀时， ρsA= ρsB；
非均匀地层， ρsA≠ ρsB
曲线绘制方法：
ρs
A
M N
B
注意：前进方向的电极
为B极
ρ ρ
s
B
s
A
L
测线布置原则：测线应垂直构造线方向； 追踪异常体最少有三条测线
二、联合剖面ρ s曲线特征
（一）两种岩石垂直接触面上联合剖面曲线
首先来讨论没有覆盖层时 两种岩石垂直接触面上联合剖
2
A
M N
B
1
2 4 BO
s A
5 AO
2 1 2 1 2
由 s
A
极大
2 1 2
2 1
A
6
7
s
A
B
极小
变为 s
2 1 2 1 2
22 1 2
2
M AO M N O BN
B
ρ1
＞
ρ2
④ 4～5段——从MN跨过界面起，到A极跨过 界面止（长为AO），虽然A越近界面电流 被低阻吸引的越强，但由于积累电荷的影响 （j1n=j2n），jMNA无大变化，曲线为平直段， 长度=AO
③ 3～5段（4～5段）——由于 装置继续靠近良导脉，低阻
3
A
M N
B
向下吸引A极电流，致使地
面上的jMN
A减小，
1
2
5
ρS
A开始
A
4
下降；而B极已跨过良导脉
M O N
B
且逐步远离，致使jMNB增大、
ρSB开始上升
ρ
1
ρ
ρ2
0
ρ
1
④ 5点——MN位于良导脉上
- 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)。
有了上述联合剖面法的ρｓA 和ρｓＢ剖面 曲线以后，根据
AB S
1 2
A s
B S
的关系式，取各点ρｓA和ρｓＢ的平均值 即可对称四极剖面法的剖面曲线。
AB
2 x 2
3/2 y2
2
2
式中x为MN中点的横坐标，y为纵坐标，坐标原 点取在AB中点处。
极距AB/2=(35~40)H MN≤(1/15~1/25)AB/2
（三）几种装置间ρｓ的关系
1、三极与对称四极的关系
那么 则
K MN MN ( AM AN BM BN )
此外，中间梯度装置的MN极还可以在离开AB连 线一定距离(AB/6范围内）且与之平行的旁侧 测线上进行观测，
其装置系数可近似的表示式为 ：
2
1
K MN MN
AB x
AB x
AB
2
x
2
3/2 y2
(1,1)
1
1
K12 x 2
2d x2
A S
(1,2)
212 1 2
A S
(2,2)
2
1
K12 x2
2d x2
同理，对于MNB三极装置而言，当MN→0 时， ρｓＢ的计算公式也有以下三种情 况：
B S
(1,1)
1.2 电阻率剖面法
电阻率剖面法：是 在供电电极距和测 量电极距保持不变 的条件下（探测深 度不变），沿一定 测线逐点推移进行 视电阻率的测量， 所得视电阻率曲线 反映电性沿水平方 向的变化情况。
一、电阻率剖面法概述
电阻率剖面法简称电剖面法。
特点： 测量电极均沿测线方向逐点进行
测量，以探测地下一定深度内地电断面 沿水平方向的变化。
KW 2 a
(5) 偶极装置( ABMN )(dipole-dipole arrays )
这种装置的特点是供电电极AB和测量电极MN均 采用偶极，并分开有一定距离。
由于四个电极都在一条直线上，故又称轴向偶 极。
其ρｓ表达式为 ：
oo' S
K oo'
U MN I
2 AM AN BM BN
主要任务：研究倾角较大的或水平方向
电性变化较大的地电断面
（一）电剖面法的一般工作流程
确定工作区域 测线（测网）布置 野外试验及电性资料的收集 选定装置类型及极距大小 野外测量工作 数据处理成图 资料的解释
工作比例尺与点线距的一般关系
比例尺 1:25000 1:10000 1:5000 1:2000
式中a称为偶极长度，n称为电极的间隔系数。
偶极装置常取OO′中点为记录点(O为AB中 点，O′为MN中点)，
OO′＝（ｎ＋１）a。
极距OO′=(3~5)H=(4~10)AB
(6)中间梯度装置
中间梯度法的装置是将供电电极A和B固定在相 距很远的地方 ，测量电极MN在AB中段1/3的范 围内逐点观测。
其ρｓ表示式为：
AMN S
K AMN
U MN I
式中
K AMN
2
AM AN MN
三极装置取MN中点为记录点。
(3) 联合剖面装置(AMN∞MNB)
其 ρｓ表示式与三极装置的相同，分别为：
A S
KA
U
A MN
IA
,
B S
KB
U
B MN
IB
式中
KA
KB
1
1
K12 x 2
2d x2
B S
(1,2)
212 1 2
B S
(2,2)
2
1
K12 x2
2d x2
2.视电阻率剖面曲线
把 ρｓA 和 ρｓＢ曲线画在一张图上，即 可得到垂直接触面上联合剖面法的剖面曲 线。
KOO' MN ( AM AN BM BN ) 如果取AB=MN，则
K OO' ( AB MN )
AM
AM MN
2
1
当取 AB=MN=a及BM=na(n 为正整数)时，则
KOO'( ABMN ) an(n 1)(n 2)
在半无限介质的条件下，AB中部三 分之一范 围内电场可近似地认为是均匀的。由于在测量 中 AB 固定不变，MN 沿剖面移动，所以其视 电阻率曲线反映了地电断面沿水平方向的分布 情况。
其 ρｓ 表达式为：
MN S
K MN
U MN I
其中主测线上装置系数为：
2 AM AN BM BN
(1)二极装置(AM)(Pole-pole )
因此，二极装置实际上是一种测量电位的装置。
其ρｓ表示式为：
S
K AM
UM I
式中装置系数
K AM 2 AM
二极装置通常取AM中点作为记录点。
(2)三极装置(AMN)(pole-dipole )
当只将供电电极B置于“无穷远”，而将AMN沿 测线排列并进行逐 点观测时，便称为三极装置。
其中 对于对称四级而言则：
2 偶极与三级装置的关系 3 三级与二级装置的关系
二、三极剖面法、联合剖面法和对称四 极剖面法
（一）垂直接 触面上视电阻 率异常
1.视电阻率公式
采用“镜像法”，对于AMN三极装置而言， 在MN →0的情况，可写出以下三种不同 的视电阻率为：
A S
2
AM AN MN
联合剖面装置仍取 MN 中点作为记录点。
(4) 对称四极装置(AMNB)
这种装置的特点是 AM=NB ，记录点取在 MN 的中
点，其ρｓ表达式为：
式中
K AB
AM AN MN
AB S
K AB
U MN I
当取AM=MN=NB=a时，这种对称等距排列称为温纳 (Wenner)装置。其装置系数为：
线距（米） 250
100~200 50~100 20~40
ห้องสมุดไป่ตู้
点距（米） 100
50~80 20~40 10~20
（一）电剖面法的一般工作流程
确定工作区域 测线（测网）布置 野外试验及电性资料的收集 选定装置类型及极距大小 野外测量工作 数据处理成图 资料的解释
（二）电阻率剖面法的装置类型