三、电阻率测深法
《电阻率测深法》课件
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电阻率测深法的数学模型
电阻率测深法的基本公式
基于电场理论和电路原理，通过测量不同电极间距下的电阻值，推 算出地下岩层的电阻率分布。
数据处理方法
对实测数据进行整理、滤波、反演等处理，提取地下地质信息。
深度推断方法
根据地下岩层的电导率差异，结合已知的地球物理参数和地质资料 ，推断地下不同深度岩层的分布和性质。
电流
02
电荷的定向移动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电荷
量称为电流强度，简称电流。
电压
03
电场中任意两点间的电位差称为电压。
电阻率测深法的物理基础
电阻
表示物质导电性能的物理量，与导体的长度 、截面积、材料性质和温度有关。
电导率
电阻率的倒数，表示物质导电能力的物理量 。
电场强度
电场中某点的电场力与单位电荷量的比值， 表示电场强弱的物理量。
局限性
精度问题
由于受到地形、土壤湿度等多种因素的 影响，电阻率测深法的精度有时可能不
够高。
复杂地形的影响
在复杂地形地区，电阻率测深法的结 果可能受到地形起伏的影响，需要进
行校正。
深度限制
该方法的探测深度受到电极间距的限 制，对于深层地下结构的探测可能存 在困难。
数据处理难度
电阻率测深法得到的数据量较大，需 要专业的软件和人员进行处理和分析 。
数据处理
对采集的数据进行预处理，包括数据筛选、异常值剔除、数据格式转换等，为后续解释和反演提供准确的基础数 据。
结果解释与反演
结果解释
根据测量结果，结合地质资料和相关 理论，对测量结果进行解释，识别地 下地质体的分布、性质和规模。
反演计算
《电阻率测深法》课件
实例分析和应用
地下水资源勘探
电阻率测深法可以用于寻找地下水层的分布，以 指导地下水资源的合理利用。
矿产资源勘探
根据地下矿石和围岩的电阻率差异，可以寻找矿 产资源的存在和分布。
地质工程调查
通过测量地下岩土的电阻率，可以了解地质体的 性质和稳定性，为地质工程设计提供参考。
环境工程监测
通过监测地下水体和土壤的电阻率变化，可以评 估环境工程的效果和影响。
《电阻率测深法》PPT课 件
欢迎来到《电阻率测深法》的世界！在这个课件中，我们将介绍电阻率测深 法的原理、仪器和设备，以及实验步骤和数据分析。让我们共同踏上这场有 趣而富有收获的深度探索之旅吧！
电阻率测深法的介绍
电阻率测深法是一种用于探测地下物质的电阻率分布的地球物理方法。通过测量地下电流和电位差，可以推断 地下岩石、土壤和水体的电阻特性。
控制与数据采集系统
负责控制电流和记录电位差， 以及实时数据采集和分析。
实验步骤
1
准备工作
选择测量地点、安装和连接电极、配置
电流注入
2
仪器。
通过电流电极注入一定大小的电流。
3
电位差测量
记录不同位置的电位差数据。
数据采集与分析
4
将释。
5
结果解读
根据数据分析结果解读地下物质的电阻 率分布。
影响测量结果的因素
1 地下介质类型
不同类型的地下介质具有 不同的电阻率特征，影响 测量结果的准确性。
2 温度和湿度
地下温度和湿度的变化会 影响地下物质的电阻率。
3 电极接触性能
电极与地下介质的接触情 况直接影响测量结果的稳 定性。
数据分析与解释
通过对采集到的电流和电位差数据进行分析，可以得出地下物质的电阻率分布图。结合地质信息和其他地球物 理方法的结果，可以进行更准确的地下结构解释。
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。
第四章电阻率测深法
U ( r , z ) = ò [ A( m)e- mz + B ( m)e mz ] J 0 ( mr ) dm
0
¥
（1.4.6）
式中 A ( m ) 和 B(m ) 为待定的积分变量 m 的函数。 现先确定第一层电位的具体形式，由于当 R = r 2 + z 2 ® 0 时，电位与半无限介 r I 1 质相同，即 U = 1 ，因此，在第一层中电位表达式为 2p R r I 1 ¥ U1 ( r , z ) = 1 + [ A1 ( m)e - mz + B1 ( m)e mz ] J 0 ( mr ) dm （1.4.7） 2p R ò0 地面上任意一点的电流密度法向分量等于式为零。 ¥ ¶U 1 | z = 0 = ò [ B1 (m ) - A1 ( m)]J 0 ( mr ) mdm = 0 0 ¶z 因此 B1 (m ) = A1 (m) ， （1.4.7）式变为： r I 1 ¥ U ( r , z ) = 1 + [ B1 (m )(e mz + e - mz ]J 0 (mr ) dm 2p R ò0 应用韦伯—莱布尼兹积分 ¥ 1 - mz ò0 e J 0 (mr ) dm = r 2 + z 2 将第一层的电位公式写为： ¥ r I U1 = ò [ 1 e - mz + B1 ( m)(e mz + e - mz )]J 0 ( mr ) dm （1.4.8） 0 2p 第二层以下到第 n - 1 层的电位为
0 ¥
（1.4.10）
在（1.4.8）～（1.4.10）式中的系数 A2 ( m ), LL ， An (m ) 和 B1 (m) LL , Bn -1 ( m) ，共 有 2(n - 1) 个。 根据在各个界面上电位连续和电流密度法向分量连续这两组边界条 件，可列出： ¥ r I - mH - mH mH 1 ò0 [ 2 p e 1 + B1 (m)(e 1 + e 1 )]J 0 (mr ) dm
4-2电与电磁法原理第四章02电测深法
水平地层的纵向电导和横向电阻
对于多层水平地层，当电流平行层面流动时，所 有地层表现的总电阻为各层电阻的并联，而电流 垂直层面流动时，总电阻为各层电阻的串联。 下面从地层中切出一个m层总厚度为，底面为 一米乘一米的柱体来分析。当电流平行层面流动 时，第i层沿层面的纵向电导为Si。柱体总的纵向 电导S为各层电导并联的结果：
U1
0
I 1 2 B 1 ( mr ) dm 2
J ( mr ) dm 0
• 式中：J０（ｍｒ)为零阶第一类贝赛尔函数； B１（ｍ）为积分变量m的函数。
• 对于层数确定的水平地层，根据地层界 面上电位和电流密度法向分量连续的边 界条件，可具体求出B1（m）的表示式。 • 例如，最简单的二层水平地层，利用ρ １ 和ρ 2 岩层分界面的相应边界条件可具体 求出
• • • •
③ 二层电测深曲线的性质 A、首支 B、中段 C、尾支
• (2)三层水平地层的电测深曲线 • ①三层电测深曲线的类型 • 三层水平地电断面，依照相邻地层电阻 率的相对关系，划分为如下四种类型： • H、A、Q、K
• ②三层量板 • 三层水平地层的断面参数ρ １、ｈ１、 • ρ ２、ｈ２、ρ ３给定后，由(6.1-63) 式可以计算出相应的三层电测深理论曲 线。 • 我国交通部第四铁路工程局和交通部科 学院曾经计算了约2000条理论曲线。
2 mh i 2 mh i
) )
(6.1-66)
Tn ( m ) n
• 电阻率转换函数递推公式(6.1-66)的导出， 免去应用边界条件解方程组求系数B１(m) 的计算，开辟了正演计算层状大地电测深 曲线的新领域。
用双曲函数表达：
• 可以由此推出向下递推的公式如下：
电阻率测深法在地下水探测中的应用
总648期第八期2018年8月河南科技Henan Science and Technology电阻率测深法在地下水探测中的应用林峻1陈伟波2（1.河南省水利勘测有限公司，河南郑州450003；2.郑州众永地质勘察工程有限公司，河南郑州450001）摘要：常规电阻率测深法是一种传统的寻找地下水源的物探方法。
通过在安徽省西南部一处水资源枯乏区，运用电阻率测深法对含水层埋深、厚度及其富水性等作出综合评价，确定裂隙破碎带位置是可行的。
关键词：电阻率测深；含水层分析；裂隙破碎带中图分类号：P641.7；P631.322文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）22-0085-03The Application of Resistivity Sounding Method In Groundwater DetectionLIN Jun 1CHEN WeiBo 2（1.Henan Water Conservancy Survey Co,Ltd.，Zhengzhou Henan 450003；2.Zhengzhou Zhongyong Geological SurveyEngineering Co,Ltd.，Zhengzhou Henan 450003）Abstract:Conventional resistivity sounding is a traditional geophysical prospecting method for underground water sources.The depth,thickness and water-rich of aquifer were comprehensively evaluated by resistivity sounding meth⁃od in a water shortage area in southwestern Anhui Province.It was feasible to determine the location of fractured zone.Keywords:resistivity sounding ；aquifer analysis ；fracture zone 电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。
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。
电阻率测深法技术规程
电阻率测深法技术规程电阻率测深法技术规程中华人民共和国地质矿产行业标准Dz/T 0072一93电阻率测深法技术规程1993一05一18发布1994一01一01实施中华人民共和国地质矿产部发布中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 0072一93电阻率测深法技术规程主题内容与适用范围本标准规定了电阻率测深法(以下简称电测深法)工作的基本要求和技术规则。
本标准适用于能源、金属、非金属矿产地质找矿中的电测深法工作，其中的技术规则也适应水文、工程、环境、灾害地质勘察中的电测深法工作。
引用标准DZ/T 0069 地球物理勘查图图式图例及用色标准3 总则11 电测深法是以地下岩(矿)石的电性差异为基础，人工建立地下稳定直流电场或脉动电场，通过逐次加大供电(或发送)与测量(或接收)电极极距，观测与研究同一测点下垂直方向不同深度范围岩(矿)层电阻率的变化规律.以查明矿产资源或解决与深度有关的各类地质问题的一组直流电法勘查方法。
3.2 电测深法的装置形式3.2.2 三极装释3.2-2. 1 单侧三极装胃3.2. 3 偶极装置3,2.3.1 轴向偶极装置装置符号<- AB M N->装置简图装置系数K值计算公式(5),(6):3.2.4 五极纵轴装置装置符号3. 3 电测深法的应用条件3.3.1 电测深法的应用，必须同时满足下列地球物理前提: a. 勘查对象与其围岩或其他地质体之间应存在较明显的电阻率差异;b. 勘查对象产生的电阻率异常能从干扰背景中分辨出来。
13.2 遇下列条件，一般不宜设计电测深工作或不设计提交定量解释成果的工作。
a. 接地严重困难;b. 地电断面中存在强烈的电性屏蔽层;c. 地下经常存在无法克服的强大的工业游散电流;d. 地形影响难以改正。
工作设计工作任务1 电测深法的具体任务应在任务书中明确规定，其内容包括:a. 项目名称、工作地区及范围;b 工作目的、勘查对象;c. 实物工作量及技术经济指标;d. 提交成果资料的内容及期限。
常见物探方法应用及优缺点
电阻率测深法点)，通过逐次加大供电电极,AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS 值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。
电测深法多采用对称四极排列，称为对称四极测深法。
在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。
ρS曲线是绘在以AB/2和ρS为坐标的双对数坐标纸上。
当地下岩层界面平缓不超过20度时，应用电测深量板进行定量解释，推断各层的厚度、深度较为可靠。
二、应用领域：电测深法在水文地质、工程地质和煤田地质工作中应用较多。
除对称四极测深法外，还可以应用三极测深、偶极测深和环形测深等方法。
高密度电阻率法的控制，实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合，从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。
对取得的多种参数经相应程序的处理和自动反演成像，可快速、准确地给出所测地电断面的地质解释图件，从而提高了电阻率方法的效果和工作效率。
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。
其原理与普通电阻率法相同．所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。
是一种阵列勘探方法。
二、应用领域：在条件适当时，此方法对工程物探以及探测煤矿的老硐，探测古墓墓穴等有较好的效果。
三、优缺点：与常规电阻率法相比．高密度电法具有以下优点：1．电极布置一次性完成．不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率：2．能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；3．野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。
随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。
激发极化法一、基本原理：是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。
它又分为直流激发极化法(时间域法)和交流激发极化法(频率域法(SIP))。
泥浆护壁成孔灌注桩桩基嵌岩深度检测方法
泥浆护壁成孔灌注桩桩基嵌岩深度检测方法泥浆护壁成孔灌注桩是一种常用的桩基施工方法，其施工质量直接影响到桩基的承载能力和稳定性。
其中，桩基嵌岩深度是一个重要的指标，对于确保桩基的稳定性和承载能力具有重要意义。
本文将介绍几种常用的泥浆护壁成孔灌注桩桩基嵌岩深度检测方法。
一、常规测深方法常规测深方法是最常用的检测方法，通常使用直接测量深度的方式进行。
具体步骤如下：1.将检测工具（如测深钻具）插入桩中，直至触及到岩石或其他硬质地层。
2.根据插入的深度，确定桩基嵌岩深度。
然而，常规测深方法存在一些局限性。
首先，测深钻具可能会因为硬质地层而断裂或断针等问题；其次，该方法只能提供一个局部的深度数据，无法全面了解桩基嵌岩情况；最后，由于测深钻具的尺寸限制，该方法只适用于较粗的桩基。
二、声波检测方法声波检测方法是一种非侵入性的检测方法，通过测量声波在不同地层中传播的时间和速度来推算出桩基嵌岩深度。
具体步骤如下：1.在桩顶或桩侧面安装发射器，向地下发射声波。
2.接收由地下传播回来的声波信号，并计算传播时间和速度。
3.根据声波传播时间和速度的关系，推算出桩基嵌岩深度。
声波检测方法具有非侵入性、高效、可全面探测的优势，但也存在一些限制。
首先，该方法对地下介质的要求较高，如地下介质的均质性、岩石类型和密度等都会对检测结果产生影响；其次，由于声波传播受到地下介质的干扰，其测深精度可能会受到一定限制。
三、电阻率法电阻率法是一种基于地下电阻率变化来检测桩基嵌岩深度的方法。
具体步骤如下：1.在桩基附近埋设电极，形成一个电流通路。
2.测量电阻率随深度的变化曲线，通过电阻率的变化判断桩基嵌岩深度。
电阻率法可以提供连续的测量结果，并且可以区分不同的地层。
但是，该方法对地下介质的要求较高，如地下介质的导电性和均质性对检测结果产生较大影响。
四、地质雷达法地质雷达法是一种非侵入性的地下探测方法，通过测量地下介质对雷达波的散射和反射，推断桩基嵌岩深度。
电阻率测深法在咸水中寻找淡水的运用实例
４ 结
论
Ｆ 一 ５剖 面 由 Ｆ 、 ７ Ｆ 、 ５连 成 ４个 点 ，长 度 ８Ｆ ８ Ｆ 、６Ｆ
ｌ ． ｋ 见 图 ６ ０５ ｍ， 。
￣Ｉ Ｒ－ｓ＃ ： ｗ ｍ ８
测 区地 层 岩 性 多呈 互 层交 错 沉 积 环境 ，隔水 薄 层 和不 同矿 化度 含 水 薄层 呈交 错 赋 存状 态 ，且 在横 向上存 在 明 显 的不 均匀 性 。本次 电测 深点 勘 探 深度
较 大 ， 深 点 点 距 较 大 ， 接 局 限 了物 探 勘 探 的 纵 、 测 直
横 向分 辨率 ， 开展 Ｅ ４方 法进 一 步进 行评 价 ， 应 Ｈ 开展
水 文钻探 、 文测井 及 验证 工作 。 水
Ｆ ５ 屯 蒯 耀 解 释 推 断 削 扭 陷 Ｆ 线
ｏ ｔ０ ００ ２０ 。。 ３ｏ ｏ０ ４∞ ０ 洲 ６ ｏ ００ ７ ｏ ｏ０ 姗 ９０ ０ｏ １０ ０ ００
１ 测 区地 球 物 理 特 征
测 区地 形平 坦 ， 由荒 漠盐 碱 地 、 地 、 地 、 田 沙 草 农
绿 洲 不 同地 貌单 元 组 成 。从 收集 测 区 已知供 水 井 资 料 可 以看 出 ， 区地层 类 型 分布 比较单 一 ， 测 主要 为 中
图 １ 视 电 阻率 图与地 下水矿 化度 的 关 系曲线 图
Ｎ３ ．２ Ｉ Ｎ１
Ｎ －５ 电 群 ８Ｈ 缱
Ｏ ＇ ０ ∞ ２ｏ ｏｏ Ⅲ ●∞ ０ ㈣ ㈣
群 样 推 断 蹦 稠 蒋
Ⅲ ０。 ｏＯ ， ∞ １ｏ ｏ Ｉｏ １ ∞Ｏ ２ ＇
Ｎ一１ 电 ７Ｎ 鳗
０ 伯０ｏ 姗 ３ｏ ∞ 删
据
群 推新 箭两 嘲
ｅ０ Ｏ ｏ ７０ Ｄｏ ８０ ａ ｏ ｇ０ ｏ０ １ｏｏ Ｏ Ｏ
地球物理勘探知识点
地球物理勘探知识点一、地球物理勘探概述。
1. 定义。
- 地球物理勘探简称物探，它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。
这些地球物理场包括重力场、磁场、电场、弹性波场等。
2. 目的。
- 寻找矿产资源，如石油、天然气、金属矿等。
- 查明地下地质构造，为工程建设（如建筑、桥梁、隧道等）提供地质依据。
- 研究地球内部结构，了解地球的演化过程。
3. 方法分类。
- 重力勘探：利用地球重力场的变化来探测地下地质体的分布和密度差异。
- 磁法勘探：通过测量地球磁场的变化来寻找具有磁性差异的地质体，如磁铁矿等磁性矿体。
- 电法勘探：包括电阻率法、充电法等多种方法，依据地下地质体电学性质（如电阻率、极化率等）的差异进行勘探。
- 地震勘探：是最重要的地球物理勘探方法之一，利用人工激发的地震波在地下介质中的传播特性来推断地下地质构造和岩性。
- 放射性勘探：测量地质体的放射性强度，主要用于寻找放射性矿产（如铀矿）和研究地质构造。
二、重力勘探。
1. 重力场基本概念。
- 重力是地球对物体的引力与地球自转产生的离心力的合力。
- 重力加速度g，在地球表面不同位置其值略有不同，主要受地球内部物质分布不均匀的影响。
2. 重力异常。
- 理论上地球表面的重力值可以根据地球的理想模型计算出来，但实际测量的重力值与理论值存在差异，这种差异称为重力异常。
- 正重力异常：当测量点下方存在高密度地质体时，实测重力值大于理论值。
- 负重力异常：如果测量点下方是低密度地质体，实测重力值小于理论值。
3. 重力勘探仪器。
- 重力仪是用于测量重力加速度的仪器。
现代重力仪具有高精度、高灵敏度的特点，能够测量出极其微小的重力变化。
4. 重力勘探的应用。
- 寻找金属矿，如铜、铅、锌等金属矿往往与高密度的岩石有关，会引起正重力异常。
- 研究地质构造，如盆地、山脉等不同地质构造单元具有不同的密度结构，会在重力场上有明显反映。
- 探测地下洞穴，地下洞穴相对于周围岩石密度较低，会产生负重力异常。
常见物探方法应用及优缺点
电阻率测深法一、基本原理：电阻率测深法简称电测深法。
它是在地面的一个测深点上(即MN极的中点)，通过逐次加大供电电极,AB极距的大小，测量同—点的、不同AB极距的视电阻率ρS值，研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。
电测深法多采用对称四极排列，称为对称四极测深法。
在AB极距离短时，电流分布浅，ρS曲线主要反映浅层情况；AB极距大时，电流分布深，ρS曲线主要反映深部地层的影响。
ρS曲线是绘在以AB/2和ρS为坐标的双对数坐标纸上。
当地下岩层界面平缓不超过20度时，应用电测深量板进行定量解释，推断各层的厚度、深度较为可靠。
二、应用领域：电测深法在水文地质、工程地质和煤田地质工作中应用较多。
除对称四极测深法外，还可以应用三极测深、偶极测深和环形测深等方法。
高密度电阻率法一、基本原理：高密度电阻率法是把很多电极同时排列在测线上，通过对电极自动转换器的控制，实现电阻率法中各种不同装置、不同极距的自动组合，从而一次布极可测得多种装置、多种极距情况下多种视电阻率参数的方法。
对取得的多种参数经相应程序的处理和自动反演成像，可快速、准确地给出所测地电断面的地质解释图件，从而提高了电阻率方法的效果和工作效率。
高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法。
其原理与普通电阻率法相同．所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。
是一种阵列勘探方法。
二、应用领域：在条件适当时，此方法对工程物探以及探测煤矿的老硐，探测古墓墓穴等有较好的效果。
三、优缺点：与常规电阻率法相比．高密度电法具有以下优点：1．电极布置一次性完成．不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率：2．能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；3．野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。
随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。
第四章 电阻率测深法
0
[
Ai
1
(m)e
mHi
Bi1(m)emHi ]J0 (mr)mdm
…………………………
0
[
An
1
(
m)e
mH
n1
Bn1(m)emHn1 ]J0 (mr)dm
0
An
(m)e mH n1
J0
(mr)dm
1
n1
0
[
Ai
(m)e
mH n1
Bn1(m)emHn1 ]J0 (mr)mdm
1
第四章 电阻率测深法
电剖面法是将极距保持固定沿一定测线观测，以 了解在某一深度范围内地质情况沿水平方向的变化。 而电阻率测深法（简称电测深）则是在同一测点上逐 次扩大电极距，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。 电测深也可像电剖面法那样使用不同的装置，如三极 电测深，对称四极电测深、偶极电测深等。本章主要 讨论用得最广的对称四极电测深，它是以测点为中心， 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 间保持固定比例，随 AB 的增关而增大），对每一 AB 极距均可测出一 s 值， 对每一测点的电测深结果，
U (r, z)
[ A(m)emz
0
B(m)emz ]J0 (mr)dm
式中 Am 和 B(m) 为待定的积分变量 m 的函数。
（1.4.6）
现先确定第一层电位的具体形式，由于当
R
r2
z2
0 时，电位与半无限介质相同，即U
1I 2
1
R，
因此，在第一层中电位表达式为
U1(r,
z)
3电阻率法(3) 电阻率测深法
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式中y为观测点距离连线的以下水平距离；z为深度;I为供电电流强
度。透入给定深度z以下的相对电流强度为
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（1）ρs表达式与电阻率转换函数
由
j MN EMN 2r 2 U s MN j0 j0 I r
Z=0: 由
1 I U1 (r ,0) 2
1 2B(m)J
0
0
(rm)dm
J 0 (m r) J1 (m r) (m r)
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利用衔接条件求取2（n－1）个待定函数 ，由 于电测深研究位于地面上的电位分布，即仅需 要给定层数n后的 B1（m）式。如
n=2
其中
n=3
其中
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二.视电阻率函数、电阻率转换函数 及其递推关系
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§1.4电阻率测深法
通过在测点上固定MN，逐次改变供电极距，以 扩大人工外电流场的有效作用空间，观测到主要以 地下垂向电阻率分布为特征的变化情况，分析 的电阻率测深曲线，达到探测地下垂向地 体分布的目的。
AB s ~ 2
该方法基于地表水平、地下水平成层、层内介 质导电性均匀各向同性的地电模型。
它是目前正演理论和反演理论最完善的电法勘 探方法。
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第一章 电阻率法2
（2.1-9）
由于散度表示在场矢量方向上场量的空间变化率， 所以，电流密度的散度等于零（无散场 ） 表明电流是处处连续的。 3．稳定电流场的势场性 稳定电流场中电荷的分布不随时间而改变 dU r E grad U dr r 式中 r 与 E 的方向相同。 U x U y U z （2.1-11）
为建立地下电场，总是需要两个（或两组）接地的电极 A 和 B。电流由 A 输 入 地 下 ， 又通过 B 极从地下流出，构成闭合迴路。这两个电极称为供电电极。当两电极的尺寸比它 们离观测点的距离小得多时，可以把这两个电极当作两个点（状）电流源看待。设地下介 质的电阻率为 ，当点电流源 A 向地下输入电流 I 时，地下电流则以 A 为中心向周围呈均 匀辐射状分布。这时与 A 电极距离为 r 的任一点 M 处的电流密度为 I r j 2r 2 r 密度 j 的方向与矢径 r 的方向一致。据（2.1-6）式，M 点的电流强度为 I r E 2r 2 r 与点电源距离为 r 的任一点 M 的电位为
（2.1-27）
当 h 0 时，由上式可得到地表 A、B 中点 O 处的 （2.1-28）
jh 1 j 0 [1 (h / L) 2 ]3 / 2
（2.1-29）
图 2.1.10（a）示出了 j n / j 0 随 h / L 变化的规 律。图 2.1.10（b）表示 h 一定时，电流密度随供 电极距变化的规律。 1.1.5 电阻率法的仪器设备 1．对电测仪器的一般要求 1）较高的灵敏度 2）较强的抗干扰能力 3）较高的稳定性 2．电阻率法的重要装备 图 2.1.11 为野外使用的一种智能型数字电阻率仪的原理框图。仪器由 CPU（中央处理 器） 、发射和接收三部分组成。电位差信号由 M、N 端输入，经阻抗变换滤波放大后与 SP （自然电位）补偿信号相减，以消除接地电阻引起的电极电位的影响，然后经滤波放大后 送到 A/D（模拟/数字转换器）转换成数字信号。电流信号则由标准电阻采样后，经隔离放 大、滤波放大后，再送 A/D 转换成数字信号。CPU 负责从 A/D 取出电位差与电流信号的 转换结果，并送显示器显示。仪器可自动测量并存贮电位差、电流、视电阻率及自然电位 等参数。通过串行接口可与微机联机工作。 电阻率法的其它设备还有：供电电极、测量电极、导线、线架及供电电源（干电池或 小型发电机）等。
2.1.3电阻率测深法
高密度电阻率成像法的概念
高密度电阻率成像法（Electrical Resistivity Tomography 简称 “ERT”）是通过测定介质的电阻率差异以达到对介质进行勘察 的地球物理方法,其优势：方便快捷，数据量大，可进行无损的 自动监测，近年来被广泛应用于地下水研究领域
1.3.1 对称四极测深装置
一、对称四极测深极距的选择
•
AB为供电电极，MN为测量电极，它们都对称于装置 中心O。地面的测点和装置的O点重合 。 • 选择供电极距时，要求最小的极距应能反映第一层电 阻率，最大的极距则能满足勘探深度要求，并保证测 深曲线尾支的完整，可解释最后一个电性层。为使曲 线光滑，以保证解释精度，各供电电极距在对数的 AB/2轴上应均匀分布。
1 18 32 43 51 56
图3 高密度电阻率成像法勘测地面测量数据采集方法和原理
1、高密度电阻率方法在地下空洞探测实例
图4 d是总剖面的照片，e是电阻率反演结果，与剖面对应的b和c（放大图）是 先前发现的墓穴，位置a（放大图）是先前没有注意到的另一个墓穴。采用温 纳装置，电极距为1米。
2 、高密度电法在阳煤集团规划水泥厂地基勘 察中的应用
log (AB/2)
1.3.1对称四极测深装置
二、对称四极测深法测量 • 若是剖面性测量，则除 画各电测深点单支电阻 率测深曲线外，还需要 画视电阻率拟断面图， 即在单对数坐标纸上， 横轴算术坐标取测点位 置，纵轴对数坐标取 AB/2，然后把各测深点 不同极距的视电阻率值 填入图中相应位置，画 出等值线图
1.3 电测深法
• 电测深法的全称为“电阻率垂向测深法”，它是研究 垂向地质构造的重要地球物理方法。 • 对地面上某一测点进行电测深法测量的实质是用改变 供电电极的办法来控制不同的勘探深度，由浅入深， 可了解该测点地下介质垂向上电阻率的变化。
电阻率测深法 PPT
§1.4电阻率测深法
通过在测点上固定MN，逐次改变供电极距，以
扩大人工外电流场的有效作用空间，观测到主要以
地下垂向电阻率分布为特征的变化情况，分析
s
~
AB 2
的电阻率测深曲线，达到探测地下垂向地
体分布的目的。
该方法基于地表水平、地下水平成层、层内介 质导电性均匀各向同性的地电模型。
它是目前正演理论和反演理论最完善的电法勘 探方法。
J 0 (mr )
k 0
1k
1
k ! k
1
mr 2
2k
lim
mr 0
Y0
(mr
)
:
2 ln mr c
2
Z (z) E(m)emz F (m)emz
通解
考虑到
Y0 (mr )
mr0
(ln
2
mr 2
c)
U
[
0
A(m)emz
B(m)emz
]J 0
(mr
)dm
U1
U0
U
ห้องสมุดไป่ตู้
c1 R
一.水平层状地电条件下的点电流场
1. 边值问题
鉴于点源场对水平层状介质 的轴对称性，引入柱坐标系的电 位为U（r,z）,场源A点以外的边 值问题为：
2U1 r 2
1 r
U1 r
2U1 z 2
2I ( p
A)
U 0 1 z2 r 2
U1 Z
Z 0
0
U1
I1 C1 2 R z2 r2 0 R
n=2
其中
n=3 其中
二.视电阻率函数、电阻率转换函数 及其递推关系
（1）ρs表达式与电阻率转换函数
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2020/11/24
2020/11/24
4.等视电阻率断面图
• 取横坐标表示测点，纵坐标表示AB/2。 从每个测深点电测深曲线上查得各个不 同AB/2所对应的s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s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。
3—— 2—— 1—— 1< 2< 3
A型曲线
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1>2> 3
Q型曲线
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3.四层电测深曲线 共有七个参数，1、2、3、 h1、h2、 h3
、 分八种类型： HK、HA、KH、KQ、AA、AK、QH、QQ型
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（三）电测深的工作方法
s = 1。
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2.当AB/2的距离逐渐增大， • 因2> 1，所以第二层介质对电流起排
斥作用，，结果使MN间的实际电流密 度比不存在2介质时要大，即jMN > j0。所 以s > 1，因此出现s曲线随AB/2增大 而升高的现象。
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3. .当AB/2大于大于 h1时 • 表明供电电极距AB远比h1要大的多， • 这时可认为电场均分布在第二层中，则
• 根据以上地电特征，岩溶地区寻找地下水 ，常以联合剖面法和电测深法为主。根据 不同的地电条件，联合剖面曲线有如下特 征：
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当岩溶主要在顶部发育或埋深不大时，联剖曲 线出现一个或几个电阻率值同步下降（空洞时 则为同步上升）的尖底状异常，似“V”型，如 图4-58所示。注意，当地表存在局部电性不均 匀时，也会出现同样的异常，应结合当地具体 条件慎重分析，以区分真伪作出恰当的地质推
• 以使电测深曲线首尾两端出现渐进线为 原则。所以要求：
• （AB/2）小«h1及 • （AB/2）大»（h1+h2+···hn-1)
• 2.测量电极距MN的选择
• AB/3MNAB/30
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常用的供电电极距及其与MN的关系见下表： AB/2 3 4.5 6 9 12 15 25 40 65
三、电阻率测深法
• 适用于： • 勘探石油；煤田地质构造；水文地质问题
；金属矿床；解决浮土厚度；基岩起伏； 估算矿体埋深。 • 应用条件： • 岩层水平或缓倾斜（倾角小于20°），并 有明显的电性差。 • 特点：划分不同深度的电性层，求出各层 的厚度及电阻率。
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• 电阻率测深法简称电测深法，它是以地 下岩（矿）石的电性差异为基础，人工 建立地下稳定直流电场或脉动电场，通 过逐次加大供电（或发送）与测量（或 接收）电极极距，观测与研究同一测点 下垂直方向不同深度范围岩（矿）层电 阻率的变化规律，以查明矿产资源或解 决与深度有关的各类地质问题的一组直 流电法勘探方法。
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用电测深
验证磁异 常
s等值线 断面图 上与磁 异常对 应的位 置有低 阻等值 线闭合 圈，经 钻探验 证40米 处见磁 铁矿
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3.在寻找地下水中的应用
• ⑴寻找松散沉积层孔隙水 • 在松散沉积物中，由常年流水冲积而成
的砂、砂砾石，其颗粒较粗、分选程度 较高，故其孔隙大，连通性好，具有较 强的透水性能，可构成良好的孔隙含水 层。因此，在松散沉积中找水，实质上 是寻找具有储存和运移地下水能力的饱 水砂层、砂砾石层等。
MN/2 1 1 1 1 1 1 1 5555
AB/2 10 15 22 32 50 75 10 15 0 0 5 5 0 0 00 00
MN/2 5 5
25 25 25 25 25 25
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10 10 10 10 0000
（四）电测深结果的图示
• 对于每个供电电极距计算出其s值，并 以AB/2为横坐标，以s为纵坐标，将每 一个AB/2对应的s值点在双对数坐标纸 上，用点线将s值连接起来，即得到一 个测深点的电测深曲线，见图3.1—42
也是根据曲线左右支渐进线确定。
2020/11/24
2、三层电测深曲线类型
• 三层电测深曲线有五个参数，即1、 2、 3及h1、h2，曲线分四种类型: H型曲线
• 3—— • 1—— • 2—— 1> 2< 3
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K型曲线
2—— 1—— 3—— 1< 2> 3时
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s等值线断面图清 楚的反映出下伏 闪长岩的起伏情 况
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在顶板高程图中可见，矿体产于闪长岩凹陷部 位的斜坡上，与地质结论是一致的
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某地石灰岩地区深部岩溶发育所形成的低阻带
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低阻等值线闭合就是岩溶在地面上的投影圈
• 可见深不岩溶发育范围较地表岩溶塌陷 范围要大的多。
N5—N8 为二层 地电断 面G型 曲线
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用电测深法配合 联合剖面法寻找
含水破碎带
s等值线断面图 出现一个上宽 下窄的低阻漏 斗，两侧均为 高阻带，而联 剖曲线低阻正 交点与此漏斗 吻合较好，认 为此位置存在 一个含水破碎 带
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2.在解决有限地质 体问题中的应用
界面。 • 而地质断面是根据岩性的不同来确定界
面的。
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1.二层地电断面电测深曲线类型
• 在二层地电断面中共有三个参数，即1
、
• 2和 h1， • 当1< 2时：为G型曲线
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根据曲线左支渐进线可确定第一层电阻率 1，根据曲线右支渐进线可确定第二层电
阻率2。 • 当1 > 2时：为D型曲线， 1与 2的值
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1—AB/2=1000米 2—AB/2=3000米
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3.等AB/2视电阻率平面图
• 选择一定的AB/2，并在各测深点测深曲 线上查出它所对应的s 值，将它标在测 深点之旁，然后将s值相同的点用曲线 连接起来即得到等AB/2视电阻率平面图 。
• 此图能反映出相同的勘探深度视电阻率 在测区平面上的变化情况。
高阻异常带大致反映了
古河道的平面位置（阴 影线带）。
ρs （ Ω·m ）
30
20 10
1.5 5
35 22 30 70 20 220 牛 井 河
10 20 30
h(m)
1 51 0
15
15
Ⅰ -Ⅰ ′ 剖 面
15
20
25
30
10
20
10
30
ZK125 ZK128 ZK40
(a) 牛
30
15
0
3 5
3205 20
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一条测线有许多电测深点，用上述方法就 可以得到每个测深点的测深曲线。这些电 测深曲线就是电测深的原始资料，根据这 些电测深曲线就可以绘出各种电测深定性
解释的图件。
• 1.电测深曲线类型图
• 我们通过对曲线类型图的分析即可得到 不同地电断面分布区域及不同地电断面 间的过渡关系，把这种图件与地质资料 结合起来就可以得到地质断面的分布规 律。
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图4-62 寻找岩溶裂隙水的电测深曲线 1-粘土；2-完整灰岩；3-岩溶裂隙灰岩
ρs (Ω·m )
900 500 300
100 1
断。
• 当岩溶发育带较宽，岩溶发育强烈，并向下延 深很大时，这时岩溶发育带相当于陡立的低阻 薄脉或厚脉，联合剖面曲线出现低阻正交点， 如图4-59所示。
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图4-58 岩溶在顶部发育时的 联合剖面曲线
ρS (Ω · m)
800
600
ρS
ρ
A S
400
0 0
20
40 （ m)
4
8 12 16 测点
2020/11/24
• 当灰岩中岩溶裂隙发育并含水时，由于 岩溶发育的不均匀性和复杂性，使得电 测深曲线产生强烈的畸变，如出现锯齿 状、台阶状和各种拐折，这些特征往往 是判断岩溶裂隙发育程度的标志。见图 4-62是岩溶裂隙发育灰岩上的电测深曲 线，曲线首支反映覆盖层，中部为岩溶 裂隙含水的反映，曲线尾支呈450上升 为完整灰岩的反映。
浮土
完整灰岩 溶洞
图4-59 岩溶发育带较宽时的 联合剖面曲线
ρS (Ω · m)
60
40
ρ
A S
ρS
20
0
12
24
36 测点
1 2 3
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• 当岩溶发育带很宽时，联合剖面曲线出 现宽阔的正交点，
• 低阻异常带其两侧高阻地段与曲线分离 较为明显，曲线形态如“U”字型，且极 距越大异常幅值越明显，如图4-60所示 。
第二层又形成一个均匀介质电场， • 则有 s = 1。
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结论：
• 通过上述分析可以看出，改变电极距的 目的就是改变电场作用的空间范围，达 到对测点下面不同深度岩层研究的目的 。这就是电测深法的物理实质。
2020/11/24
（二）地电断面与电测深曲线类型 • 地电断面是按岩层的电性不同来划分的
井 Ⅰ
河
20
3
ZK125 小新村
ZK125
地柱 电测 质状 曲线
ρs
ZK40
地柱 电测 质状 曲线
ρs
AB 2
(
m
)
AB 2
(
m
)
(b)
Ⅰ′
20 25