物探方法 之充电法

一、充电法原理和应用条件
3、充电法主要解决的地质问题
确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、 确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、 产状、规模、平面分布位置及深度； 产状、规模、平面分布位置及深度； 确定已知相邻矿体之间的连接关系； 确定已知相邻矿体之间的连接关系； 在已知矿体附近找盲矿体； 在已知矿体附近找盲矿体； 利用单测井测定地下水的流向和流速； 利用单测井测定地下水的流向和流速； 研究滑坡及追踪地下金属管、线等。 研究滑坡及追踪地下金属管、线等。
二、充电法野外工作方法
1、电位法
二、充电法野外工作方法
2、梯度法
∆ 用某一固定MN极距，逐点观测各测线测点上的电位差，U mn
即观测沿测线的电位梯度值，故称为梯度法。一般MN极距与点 距相等。为了消除由于供电电流变化和MN极距大小的变化对结 果的影响，梯度值应采用 ∆U
( I × MN )
表示。
梯度法优点在于分辨能力较强，可以通过梯度曲线详细 的研究矿体的形状、产状和埋深。但它受围岩和表土电阻率不 均匀的影响较大。
二、充电法野外工作方法
2、梯度法
二、充电法野外工作方法
3、直接追索等位线法 这种方法是通过供电电极A并垂直于矿体可能走向布置一 条基线，在基线上测出电位按一定等差值分布的基点，然后将N 打在基点上，用M极在N极外一定距离处探寻电位与N极相等的点， 再移动M极，寻找与N极处电位相等的下一点，如此追踪下去， 直到与原来的基点闭合，得出一条等位线来。从不同基点出发， 可得到相应数目的等电位线，测量结果以等位线平面图表示。
二、充电法野外工作方法
3、直接追索等位线法
直接追索等位线法示意图
三、充电法资料定性分析方法
充电法成果的定性推断解释， 充电法成果的定性推断解释，是根据对充电体周围电场的 分布规律的研究，得出有关矿体的位置、形状、产状等资料。 分布规律的研究，得出有关矿体的位置、形状、产状等资料。
充电法成果图件主要包括： 充电法成果图件主要包括： （1） 电位剖面图； ） 电位剖面图； （2） 电位剖面平面图； ） 电位剖面平面图； （3） 电位等值线平面图； ） 电位等值线平面图； （4） 电位梯度剖面图； ） 电位梯度剖面图； （5） 电位梯度剖面平面图 ）
一、充电法原理和应用条件
2、充电法的应用条件
矿体具有良好的电导率，且其电导率比围岩大 矿体具有良好的电导率，且其电导率比围岩大100倍以上 倍以上 矿体埋藏较浅，沿走向有适当的长度（为矿体顶部埋深 矿体埋藏较浅，沿走向有适当的长度（ 的三倍以上）； 的三倍以上）； 矿体和围岩电阻率较稳定，无复杂变化； 矿体和围岩电阻率较稳定，无复杂变化； 地形起伏和表土不均匀影响较小，无工业用电干扰； 地形起伏和表土不均匀影响较小，无工业用电干扰； 接地条件较好，极化稳定。 接地条件较好，极化稳定。
四、充电体参数的确定
1、确定导体长度的方法
确定导体长度的方法即为确定导体端点的位置。 确定导体长度的方法即为确定导体端点的位置。由中心纵向 剖面电位梯度曲线极值点来确定导体的长度。对于上端水平，沿 剖面电位梯度曲线极值点来确定导体的长度。对于上端水平， 走向长度有限， 走向长度有限，且埋深浅的导体可把中心纵向剖面上的梯度曲线 极值点位置作为导体端点的位置， 极值点位置作为导体端点的位置，两极值点之间的 距离可为导 体的长度。如果导体埋藏较深时， 体的长度。如果导体埋藏较深时，则梯度曲线极值点向导体端点 外侧移动，称动距离随深度增大而增大， 外侧移动，称动距离随深度增大而增大，且与导体向下延伸长度 有关。对于直立矩形薄板导体， 有关。对于直立矩形薄板导体，梯度曲线极值点与导体端点的距 离 可按下式计算： 可按下式计算：
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
充电法：根据充电体与围岩电性差异，向充电矿体充电， 充电法：根据充电体与围岩电性差异，向充电矿体充电，使充 电体变为一等位体或似等位体， 电体变为一等位体或似等位体，研究充电体和其周围 电场分布特征，从而解决充电体的形状、 电场分布特征，从而解决充电体的形状、大小和产状 等地质问题； 等地质问题；
二、充电法野外工作方法
充电法的供电电极可以采用铁或铝合金电极，充电电极A 充电法的供电电极可以采用铁或铝合金电极，充电电极A可用 单电极或电极组，无穷远地面供电电极B最好采用电极组， 单电极或电极组，无穷远地面供电电极B最好采用电极组，以减 小接地电阻，保证足够的供电电流。B极和A极的距离为测区对角 小接地电阻，保证足够的供电电流。 极和A 线长度的2倍以上，保证B极对测区的影响可视为零。 线长度的2倍以上，保证B极对测区的影响可视为零。如果采用追 索等位线法工作时， 极应为充电点致边缘测点距离的10倍以上， 索等位线法工作时，B极应为充电点致边缘测点距离的10倍以上， 10倍以上 最好垂直于岩层走向铺放。测量电极应使用紫铜电极棒。 最好垂直于岩层走向铺放。测量电极应使用紫铜电极棒。
三、充电法资料定性分析方法
当充电体是良导体时， 当充电体是良导体时，电流流经充电体各部分将不产生明显 的电位降。因此可认为导体各处电位相等，即和充电点 处 的电位降。因此可认为导体各处电位相等，即和充电点A处 的电位相等。在围岩中， 的电位相等。在围岩中，由于它的电阻率较充电体的电阻率 高，表现等位线密集，并随着远离导体其等位线形状发生变 表现等位线密集， 化，且等位线稀疏。 且等位线稀疏。
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
充电法最初主要用于良导金属矿的勘探， 充电法最初主要用于良导金属矿的勘探，查明矿体的 良导金属矿的勘探 产状、分布及其与相邻矿体的连接情况等。此后， 产状、分布及其与相邻矿体的连接情况等。此后，充电法 在水文、工程地质调查中被用来测定地下水流速、流向， 在水文、工程地质调查中被用来测定地下水流速、流向， 地下水流速 追索岩溶发育区的地下暗河等 追索岩溶发育区的地下暗河等。 地下暗河
四、充电体参数的确定
2、确定导体的埋藏深度
（1） （2） （3） （4） （5）
四、充电体参数的确定
2、确定导体的埋藏深度
2） 由横剖面电位梯度曲线确定。 首先通过梯度曲线极值点作平行横轴的直线，然后按 通过零点作曲线下降段的切线，此切线与通过极值点的 直线相交，从交点横轴作垂线，则垂线与横轴交点至零 点的距离，即 m 的大小。对于球型导体中心深度， = 2.6m H
二、充电法野外工作方法
电位法 梯度法 直接追索等位线法
二、充电法野外工作方法
1、电位法 直接观测测线上各测点与远离测区的一相对电位零点之间的 直接观测 电位差，然后根据各测点相对于电位零点的电位值绘制剖面电位 剖面电位 电位差 曲线和平面等位线 曲线 平面等位线图。 平面等位线 无穷远测量电极N应安置在与供电电极B相反的方向上，作为 电位零值点。另一测量电极M则沿测线逐点移动，观测其相对于N 电位零值点 极的电位差，作为M极所在测点的电位值U。同时观测供电（充电） 电流强度I，计算归一化电位值。 电位法的优点是较直观的反映电场特征，受围岩和表土电阻 电位法的优点 率不均匀的影响较小。
三、充电法资料定性分析方法
在充电法资料解释过程中，要善于判断矿体是否为等位体， 在充电法资料解释过程中，要善于判断矿体是否为等位体，否 则会导致地质解释结论错误。为此， 则会导致地质解释结论错误。为此，对同一矿体不同点上进行 观测，若所得结果一样（电位极大值基本重合），则矿体为等 观测，若所得结果一样（电位极大值基本重合），则矿体为等 ）， 位体，反之，为不等位体。 位体，反之，为不等位体。 由于地表浮土厚度的加大，使等位线向浮土变厚的方向伸长； 由于地表浮土厚度的加大，使等位线向浮土变厚的方向伸长； 地形坡度大于300时，明显影响充电法观测结果，一般表现是 地形坡度大于 明显影响充电法观测结果， 等位线沿山脊方向伸长，而在陡壁边缘则密集。 等位线沿山脊方向伸长，而在陡壁边缘则密集。
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论 实际工作中，一般导体都不是等位体。因此，离开充电点， 实际工作中，一般导体都不是等位体。因此，离开充电点， 即使在充电导体内，电位也要下降。导体电阻率越大， 即使在充电导体内，电位也要下降。导体电阻率越大，电位下降 越快。充电曲线与充电点的位置也有关。 越快。充电曲线与充电点的位置也有关。
四、充电体参数的确定
1、确定导体长度的方法
∆ = (0.35 ~ 0.6) ⋅ h
（h为导体顶端埋深 ）
2 L = l − 2 ∆ = l − ( 0 .7 ~ 1 .2 ) ⋅ h = l − h
四、充电体参数的确定来自百度文库
2、确定导体的埋藏深度
梯度曲线极值点确定埋深图
四、充电体参数的确定
2、确定导体的埋藏深度 1） 由中心横剖面梯度曲线极值点位置确定，导体中 心埋深 H或顶端埋深 h 可由下式确定： H = K 1 x e = K 1l / 2 h = K 2 xe = K 2 l / 2
U
0
点距
三、充电法资料定性分析方法
根据等位线中心的位移方向或中心剖面梯度曲线的不对称性， 根据等位线中心的位移方向或中心剖面梯度曲线的不对称性， 可以确定导体顶部沿走向的倾伏： 可以确定导体顶部沿走向的倾伏：在顶部沿走向方向有倾伏的 导体上，其等位线中心相对异常体中心有位移； 导体上，其等位线中心相对异常体中心有位移； 在纵剖面梯度曲线上，导体接近地表一端，梯度曲线值较大， 在纵剖面梯度曲线上，导体接近地表一端，梯度曲线值较大， 且变化较陡，在下倾斜一端，梯度曲线极值小，且变化缓慢； 且变化较陡，在下倾斜一端，梯度曲线极值小，且变化缓慢； 在导体接近地表一端， 在导体接近地表一端，横向剖面上梯度曲线极值点间的距离 较小，且在埋藏较深的一端， 较小，且在埋藏较深的一端，横向剖面上梯度曲线极值间的距 离加大。 离加大。
H 对于水平线状导体， = (2 ~ 2.6)m
四、充电体参数的确定
2、确定导体的埋藏深度
四、充电体参数的确定
3、中心剖面电位曲线 q 和 m 值计算
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
充电法工作原理图
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论 充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天 天 充电法 然或人工露头接上供电电极（A）进行充电（用直流电源， 然或人工露头 也可用交流电源），另一供电电极(B)置于远离充电体的地 方。供电时充电体为一等位体或似等位体 一等位体或似等位体，电流由充电体 充电体流 一等位体或似等位体 充电体 入围岩，形成稳定电流场 稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形 稳定电流场 态、大小和产状等因素有关。在地面、钻井或坑道中对其电 场的空间分布进行观测和研究，以了解矿体或其它良导体的 赋存情况，获得所需要的地质资料。
充
电
法
刘志新 中国矿业大学资源学院 二零一一年三月
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论 等位导体的电位(V)曲线为一对称曲线, 等位导体的电位(V)曲线为一对称曲线,在导体顶部上方获 (V)曲线为一对称曲线 得宽缓的极大值。在顶部边缘或略向外移之处，电位降落最快； 得宽缓的极大值。在顶部边缘或略向外移之处，电位降落最快； 而在远离它的位置，电位下降逐渐平缓，最后趋于零。等位体的 而在远离它的位置，电位下降逐渐平缓，最后趋于零。 电位梯度曲线则为一反对称曲线，在充电导体顶部， 电位梯度曲线则为一反对称曲线，在充电导体顶部，电位梯度为 零，其正、负极值对应于电位降落最快的充电导体边缘部位 其正、
三、充电法资料定性分析方法
对于垂直走向的横剖面上， 对于垂直走向的横剖面上，电位曲线在充电体的上部出现极大 值。如果充电体顶部地表面起伏不平时，往往在矿体距地表较 如果充电体顶部地表面起伏不平时， 近的若干个点上均出现极大值； 近的若干个点上均出现极大值；电位梯度曲线对应充电点在地 面投影处出现零值点，左侧出现极大值，右侧出现极小值。 面投影处出现零值点，左侧出现极大值，右侧出现极小值。