电法勘探水槽模拟实习报告

A S
j
A MN
急剧增大，因而 曲线也随之迅速上升，并达
A S
７
实验二：（复合)对称四极剖面法
一、实验目的
1、了解对称四极装置的原理； 2、了解对称四极装置的工作布置及观测方法； 3、熟悉电法勘探实际操作； 4、完成对称四极装置在背斜上的视电阻率异常特征曲线。
二、实验内容
此次实习内容是高阻背斜上复合对称四极剖面法的电法勘探实习， 在水槽中 模拟大地均匀介质，水槽中的弯曲模版模拟高阻背斜，在老师的指导下以及小组 成员的配合下，我们小组顺利的完成了这次实习。
电法勘探水槽模拟 实验报告
姓 学 班 时
名： 号： 级： 间：
指导源自文库师： 昌彦君
2014 年 12 月
目
录
实验一：低阻脉上的联合剖面法水槽模拟实验.................................. ２ 一、实验内容................................................................................... ２ 二、实验目的................................................................................... ２ 三、实验原理................................................................................... ２ 四、实验步骤................................................................................... ５ 五、实验记录及绘图....................................................................... ６ 六、结果分析................................................................................... ７ 实验二：（复合)对称四极剖面法......................................................... ８ 一、实验目的 ............................................................................... ８ 二、实验内容................................................................................... ８ 三、实验原理................................................................................... ８ 四、实验步骤................................................................................... ９ 五、实验数据及绘图....................................................................... ９ 六、实验结果分析....................................................................... １０ 实验三：对称四极测深（二层水平层状大地模型）...................... １１ 一、实验目的与要求 ............................................................... １１ 二、实验内容 ........................................................................... １１ 三、实验原理............................................................................... １１ 四、实验步骤............................................................................... １５ 五、实验数据及绘图................................................................... １５ 六、实验结果分析....................................................................... １６ 实习总结及感想................................................................................... １６
三、实验原理
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 极距并使电极装置沿剖面移动， 在各个测点观测电位差和电流强度，计算视电阻 率值，这样便可得到在一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化。 电阻率剖面法简称电剖面法。电剖面法的装置形式一般有：二极装置、三极 装置、联合剖面装置、对称四极装置、偶极装置、中间梯度装置等。电剖面法常 用剖面图和平面剖面图对所测断面进行定性解释。 对称四极装置： AM＝NB， 取 MN 的中点 O 为测量记录点， 装置视电阻率为： AB U MN s K AB I 其中，装置系数 K AB 为：
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四、实验步骤
DDC-8 型电子自动补偿仪、电极、电线、电源、水槽、标尺 仪器参数 MN ＡＢ AO ４ｃｍ 20ｃｍ 10ｃｍ
DDC-8 电阻率仪操作步骤
1、连接 A、B、M 、N 接线柱，并分别与电极连接 2、按 ON 键打开仪器后，再按电池键检查仪器工作电压≥10V 3、按“排列”键，设置排列方式参数为 3P/PRFL 4、按“极距”键，设置电极极距参数，AB/2,MN /2(单位：m) 按“前进”键，直至显示“K”值，记录装置系数 K 值 5、检查线路，连接外接电源“HV”，检查上述无误后，按测量键进行数据采集 6、按“测量”，采集数据。并测量ρ水 7、记录数据，处理数据，绘图
A S
B、随着 AMN 继续向右移动，良导脉对电流的作用逐渐增强，致使 曲线
A S
继续下降并形成极小值，直到 MN 电极靠近脉顶时，由于良导脉向下吸引电流使
j
A MN
相对增大， 曲线亦开始上升。
A S
C、 在 MN 接近脉顶到越过脉顶这个范围内， 良导脉对电流的吸引作用最强烈， 且电流开始偏向 MN 一侧， 到极大值。 D、当 MNB 都跨过脉顶后，随着电极继续右移，良导脉吸引电流的作用逐渐 减弱， 随之下降。
三、实验原理
联合剖面法是由两组三极装置联合进行探测的一种视电阻率测量方法， 具有 分辨能力高。异常明显的优点，但也有装置较笨重、地形影响大等缺点。它在水 文地质和工程地质调查中获得广泛的应用， 是山区找水常用的、 效果显著的方法。 无穷远极 C 通常设在测区基线方向离 测区最边缘的测线大于五倍 AO 的距离处。 如果因为地形或地物障碍无法在基线方法 布极，那么 C 极在平行测线方向布置，距 测区边缘点的距离应大于十倍 AO。
A S

B S
同时出现极小值，在相反方向上，靠近脉的边缘上出现极大值，曲线呈不对
称，出现低阻正交点，且正交点值偏向倾斜方向一侧。
本实验是在一个装满水的大水槽中，用一块薄木板模拟围岩，木板中间用一 裂缝模拟低阻脉，由于水的电阻率比木板小，故可以用于模拟低阻脉，水槽上架 一有刻度，中间穿空的长标尺，可供电极在上面移动模拟野外跑极过程。
通常采用两种供电电极距（ A1 B1 和 A2 B2 ）。 A2 A1MNB1 B2 （所谓“复合对称四
极剖面法”）的电极距与覆盖层的平均厚度（H）关系如下：
A1 B1 (2 ~ 4) H
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A2 B2 (6 ~ 10) H 1 AB 3
而测量电极距 MN 应满足
MN
四、实验步骤
1.成员分工 为了让实验工作顺利开展， 我们小组根据实验的实际情况和组员的各自优势 进行了分工。分别为仪器操作员，数据记录员，绘图员，跑极员，技术监察员， 实验总监督。 2.实验前准备工作 首先用砂纸将电极上的铁锈擦去，使电极与水良好接触；按照实验的要求调 整直尺上的电极间的排列距离； A1 B1 0.2m ， A2 B2 0.3m ， MN 0.02m ，将数 据记录在纸上。然后将调整好的直尺放入水槽中，使电极刚好插入水中，大概距 离水面 3mm 左右，过深不能模拟点电源，过浅会导致接触不良。 3.连接仪器，按前述操作步骤设置参数并测量数据
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五、实验记录及绘图
６
六、结果分析
由绘制出的 曲线可知，此曲线与标准直立良导薄脉上的联合剖面法
S S
曲线大体一致，且测量结果显示该良导体“水缝”的位置在 9 号测点附近，与实 际情况较为符合，说明我们小组实验做的还是比较成功的。 接下来我们以 曲线为例对曲线进行分析。
A S
A、当 AMN 沿测线向良导脉“水缝”靠近时，良导脉吸引电流，使电流偏向 A 的左侧，MN 处的电流密度减小， 曲线下降。
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实验一：低阻脉上的联合剖面法水槽模拟实验
一、实验内容
本实验是在水槽中用联合剖面法观测， 装置的大小根据实验条件设计。 注意： ①AB/2 和 MN/2 的大小要选择合理。②电极入水深度约 2~3mm 较合适。③无穷远 极可选在水槽边缘。
二、实验目的
通过电阻率联合剖面法实验的学习， 使还未接触野外电法教学实习的学生对 地质工作中广泛应用的电法勘探有初步了解， 同时也为学生在其后的工作中应用 电法勘探打下基础。 了解和掌握电法仪器的操作步骤及注意事项； 学会电阻率联剖法的工作布置 及观测方法； 了解电阻率联剖法在良导体上视电阻率异常特征；并要求学生自己 动手完成电阻率联合剖面的数据采集和图件的绘制。
良导薄脉和厚脉上的曲线
２
直立低阻脉上 和 两支曲线呈对称状， 和 两支曲线在低阻脉顶
A B A B S S S S
相交，脉左侧

A S
>

B S
，脉右侧
A S
<

B S
，且交点处视电阻率值小于围
岩的电阻率，因此在良导薄脉上联剖视电阻率曲线出现低阻正交点。
倾斜薄脉上两支曲线呈不对称状。随着倾角的减小，不对称性越加明显。若 低阻脉向 B 极方法倾斜，则 极小值小于 极小值。反之，若低阻脉向 A 极
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曲线可看出如下特点：两支曲线组成对称图形，呈凹槽状，低阻的宽带大致 等于脉宽， 有明显的低阻正交点，交点处的视电阻率值接近低阻脉的电阻率ρ2。 对于倾斜低阻厚脉， 和 呈不对称的曲线形态，良导厚脉的视脉宽（视厚
A B S S
度）正好等于曲线极大值值和极小值的水平距离。在良导脉倾斜方向上， 和
测量步骤：
1、连接好实验实验装置，将电极放在标尺上并放在水槽上的横木（与低阻带垂 直，作为一条测线）上。 2、打磨铜电极确保其导电性良好。 3、 将电极连接好， 放置在标尺一定位置上， 使电极尖端入水， 入水深度在 2-3mm 之间 4、检查装置，打开仪器，设置参数。 5、先测量 A 极记录后断开测量 B 极并记录。 6、先后在同一点测完 A 极和 B 极后，移动标尺，步长为 5cm，如此重复上述步 骤。 7、在测量的同时画出视电阻率随测点变化的草图。 8、一直移动标尺并测量直到将整个测线测完。测量完所有点之后，切断电源关 闭仪器。
AM AN MN 如果 AM＝MN＝NB，则装置称为 Wenner 装置。在这次电法实习中，我们就 用了 Wenner 装置测量三个水槽中水的电阻率。对称四极装置布极特点：对称四 极剖面法的供电电极距， 主要是根据工作地区基岩顶板的平均埋藏深度或疏松覆 盖层的平均厚度来确定。为了在同一条剖面上研究两种不同深度上的电性特征， K AB
A B S S
方法倾斜时则相反。
直立低阻厚脉上联合剖面曲线， 可看作是由两个垂直岩石接触面组成的曲线 组。当装置距界面较远，如大于两倍极距（AO 或 BO）时，接近围岩值，也就是 说界面的异常已基本消失。由此可见，如果直立厚脉的脉宽大于 AO 的四倍以上 时，即可用两个界面的曲线简单衔接，组成厚脉的曲线。