电法物探
电法勘探 勘探 物探
1.3电阻率测深法电阻率测深法(简称电测深)是常用来探明水平(或近似水平)层状岩石在地下分布情况的一种电阻率法。
该法是在同一测点上逐次扩大电极距，观测垂直方向由浅到深的视电阻率变化情况，通过分析电测深曲线来了解测点下部沿垂向变化的地质情况。
与电阻率剖面法相比，电阻率测深法用于了解该测点地下介质电阻率的垂向变化，而电阻率电阻率剖面法是了解沿测线方向地下介质电阻率的横向变化。
这两种方法相辅相成，使电阻率法成为一种能够详细研究地质构造的空间分布状态的方法。
电测深法有不同的装置类型，如三电极测深、对称四极电测深、偶极电测深和五极纵轴测深等。
本节主要讨论应用最广泛的对称四极电测深法。
图1.4.7 对称四极电测深装置1.3.1水平地层上的视电阻率曲线一、水平层状大地上点电流源场的解如图所示，假定地面是水平的，在地面以下有n 层水平层状地层，各层电阻率分别为1ρ、2ρ……n ρ；厚度分别为h 1、h 2、 ……h n-1；每层到地面的距离为H 1、H 2、……H n-1、H n =∞。
在A 点有一点电流源供电，其电流为I 。
引用柱坐标系，将原点设在A 点，Z 轴垂直向下，由于问题的解对Z 轴有对称性，与Φ无关，故电位分布满足如下形式的拉普拉斯方程图1.6.1 多层水平地层012222=∂∂+∂∂+∂∂zUr U r r U （1.6.1） 及如下边界条件：（1）除源点A 外，在空间各处电位应是有限和连续的，在无穷远处电位为零； （2）在岩层分界面处，电位是连续的，即11ii ii z H z H U U ++=== (1,2,21i n =⋅⋅⋅- (1.6.2)（3）在岩层分界处，电流密度法向分量是连续的，即Hiz Hiz zU zU i i i i ==∂∂=∂∂++1111ρρ (1,2,21i n =⋅⋅⋅-(1.6.3)（4）在地表处，由于空气不导电，电流密度法向分量为零010=∂∂=z zU ii ρ (1.6.4)此种边界条件下，方程有解析解。
直流电法物探低阻解释分析
直流电法物探低阻解释分析对煤矿地区需要对地下物体进行技术方法的提前探测，目前采用比较多的方式为直流电法物探对于地下情况进行了解，主要的解釋内容是保证直流电法测定的低阻区的解释来进行预报。
采用直流电法在解释过程中，解释结果的准确度直接影响后期各项工作的开展，因此必须保证工程技术方法解释的准确性，保证该技术的应用广泛度。
标签：直流电法；物探；低阻；解释分析0引言矿井直流电法预测技术常规模式是采用三点三极的方法对煤矿巷道的基本情况进行初步了解，矿井直流电法是在“三点源发”的基础不断的总结和完善实现的，勘探方法比较简单，对于水资源的勘察准确度比较高，并且探测深度大，因此在应用过程中比较广泛。
三点三极探测法在应用过程中采用的理论支撑是点源电流场和球体交汇理论。
点源电流场理论是根据球对称原理而发展的，利用测量电极MN测量巷道底板过程中，测量的主要内容为三个点所合成的球心，两者间距为MN长度的球壳体积内整体的电阻率变化情况，实现一次测定3组视电阻率取值。
在解释过程中能够结合所得三组视电阻率值和球体交汇原理来校正所得数据，将干扰因素逐步排除，提升整体解释数据的准确度。
电源电流场以及球体交汇理论可以在广义来描述地下巷道前方的基本情况，但是在详细的资料数据解释处理过程中，消除测量阶段获取的干扰波形的难度较大，在具体位置的确定上准确度也有待提升。
1均值曲线法资料解释技术在目前我国应用的比较多的方法中直流电法物探技术对于低阻区解释软件都是结合surfer来进行相应的数据等值线填充工作的，在操作过程中不需要复杂的人为操作，并且图像的形成效果比较良好，不足之处在于解释精度不足，一般情况只能达到60%左右。
本文的主要研究内容是避免从纯数据的角度对问题进行分析，而是选择与均值差值类似的模式来处理相关的数据和资料，取得的工程使用效果良好，本文将其称之为均值曲线法资料解释技术，主要的步骤为以下四个：第一，首先将3个电极中获得的探测数据划分为3个组别，分别画出视电阻率曲线分布图，将横坐标采用测量点距离1号供电电极的距离作为标准，纵坐标为视电阻率的值;第二，将3条不同的视电阻率曲线获得的同一探测距离处的视电阻率求得均值，得到相应的均值曲线（如图１），均值曲线表示的含义是在不同距离下视电阻率均值，与之前相同，在该坐标系中，横坐标为视电阻率均值与电极的距离，纵坐标为电极在不同距离处的视电阻率值;第三，比较第一步和第二步获得的视电阻率曲线，如果原始的视电阻率值与均值视电阻率值相对出现前者小于后者的情况，则说明该位置为低阻异常区。
地球物理勘探---电法勘探
主要岩矿石电阻率及其变化范围： ρ 沉＜ρ 变＜ρ 火 沉积岩：10～10²Ω ·ｍ；火成岩：10²~10 Ω ·ｍ 变质岩：介于两者之间
6
（二）、影响电阻率的因素 ①岩、矿石矿物成分（良导金属含量） 一般来说，岩、矿石中良导金属含量增高，电阻率就 降低。但 相比之下岩石的结构更具有关键性的影响。 ②结构
U E
AB M
U U
A M
B M
I 1 1 ( ) 2 AM BM
AB M
I 1 AM 1 BM ( ) 2 2 2 AM AM BM BM
结论： ①靠近电极，电位变化越大 ②在A极（正极）附近，电位迅速升高；在B极（负极）附近， 电位迅速下降。在 AB（正负极）中点 电位为零。 ③在AB中部（1/2— 1/3）地段，电位梯 度很小，场强也较均 匀，在AB中点电位 为零，电场强度为一 常数。（中间梯度法 的原理）
介绍最基本的电阻率法
电阻率法是传导类电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩 矿石具有各种导电性差异的基础上，通过观测和研究与这些差异 有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造 或者寻找有用矿产的目的。
第一节
一、电阻率法的理论基础
电阻率法
（一）、岩土介质的电阻率 岩土介质的电阻率差异是电阻率法的物理前提，电阻率是 描述物质导电性能的一个电性参数，从中学物理中我们知道， 当电流沿着一段导体的延伸方向流过时，导体的电阻R与其长 度L成正比，与垂直于电流方向的导体横截面积S成反比，即 R=ρl/s 式中比例系数ρ成为该导体的电阻率。因此电阻率在数值 上等于电流垂直通过单位面积立方体截面时，该导体所呈现的 电阻。 电阻率的倒数即为导电率ν，直接表征了岩石的导电性能。
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。
工程施工物探检测
工程施工物探检测一、工程施工物探检测的原理工程施工物探检测是通过利用地球物理学的原理，采用各种物探方法对地下情况进行探测。
物探方法主要包括电法、磁法、雷达、地震等多种方式。
这些方法都是基于地下不同介质对电磁波、声波、磁场等的散射、反射特性而展开的。
1. 电法：电法是一种基于地下电阻率差异来探测地下结构和地质情况的方法。
通过在地面上布设电极，利用电流在地下传播的方式，测定地下不同介质的电阻率，从而识别出地下构造。
2. 磁法：磁法是一种利用地下岩石的磁性差异来进行探测的方法。
通过在地面上布设磁场探头，测定地下不同介质的磁性响应，可以了解地下情况。
3. 雷达：雷达是一种利用电磁波在地下传播的速度和反射特性来进行探测的方法。
通过在地面上布设雷达，发送电磁波，测定地下介质的电磁波传播速度和反射情况，可以揭示地下情况。
4. 地震：地震是一种利用地下介质对地震波传播速度和反射特性进行探测的方法。
通过在地面上布设地震仪器，发送地震波，测定地下介质对地震波的反射和传播情况，可以了解地下结构。
以上介绍了几种常见的物探方法，这些方法在工程施工物探检测中起着至关重要的作用。
通过这些方法，可以对地下情况进行全面、准确地分析，为工程施工提供重要的参考信息。
二、工程施工物探检测的方法工程施工物探检测的方法主要包括前期调查、仪器选择、数据采集、数据解释和报告编制等环节。
下面将分别进行介绍。
1. 前期调查：在进行工程施工物探检测之前，需要对工程区域进行前期调查，了解地质、地形、水文、气象等情况，为后续的检测工作提供必要的信息。
2. 仪器选择：根据工程需求和地质情况，选择合适的物探仪器进行检测。
不同的物探方法需要不同的仪器设备，选择合适的仪器对检测结果的准确性和可靠性至关重要。
3. 数据采集：在实际检测中，需要对地下情况进行数据采集。
通过布设不同的探测仪器，测量地下介质的电阻率、磁性、声波传播速度等参数，获取相关数据。
4. 数据解释：通过对采集到的数据进行综合分析和解释，识别地下结构和地质情况。
地球物理勘探电法电磁法
Hale Waihona Puke （4）固体电解质：离子导电，绝大多数造岩矿物，
如石英、云母、方解石、长石等，电阻率高
4、主要岩矿石电阻率及其变化范围
● ρ沉 < ρ变 < ρ火
● 沉积岩： 10 ~102Ω · m
● 火成岩： 102 ~106Ω · m
● 变质岩：介于两者之间。
5、影响电阻率的主要因素 （1）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 （2）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↓ （3）水溶液矿化度 矿化度↑，电阻率↓
电化学活动性（η） 介电性（ε） 导磁性（μ）
直流电（稳定场） 人工场源
②利用场源多 天然场源
交电流（交变场）
传导类电法勘探（直 流电法）研究稳定电 流场 ③方法
电阻率法* 充电法
自然电场法 激发极化法 低频电磁法
种类多
感应类电法勘探（交 频率测深法 流电法）研究交变电 甚低频法 流场 电磁波法 大地电磁法
U MN s k I
ρ3
ρ1 ρ2
※ 视电阻率 —— 在电场有效作用范围内 各种地质体电阻率的综合影响值。
（3）影响视电阻率的因素
电极装置—供电电极（A、B）及测量电极（M、N） 的排列形式和移动方式 ① 电极装置类型及电极距的大小 ② 测点相对于地质体的位置； ③ 电场有效作用范围内各种地质体的真电阻率； ④ 各地质体的分布状态（即形状、大小、埋深及相 对位置）
地球物理勘探 电法、电磁法
什么是电法勘探：
它是以岩、矿石的电学性质（如导电性）差异为基 础，通过观测和研究与这些电性差异有关的（天然或 人工）电场或电磁场分布规律来查明地下地质构造及 有用矿产的一种物探方法，称为“电法”。
物探--2电法勘探
电法勘探是以岩石或矿石与围岩之间的电性差异为基础，对 天然产生的或人工建立起来的电场或电磁场的空间的或时间 的分布特征进行观测，以查明地质构造和有用矿产的一种物 探方法。
电法勘探分类 根据供电电源的性质可分为：直流电法和交流电法。 按场源分为：天然场源（被动）和人工场源（主动）。 按工作方法分为：电阻率法、天然电场法、充电法、激发极
电地面
电源
A
MN
B
地面
高阻体
电阻率法
度梯半 度空 法间 视中 电存
曲阻在 率低 与阻 电体 位中
线梯间
电均
阻匀
率半
与 电 位 梯
空 间 中 间 梯
度度
曲法
线视
岩矿石的电阻率（1）
电阻率（ρ）：电阻率是表征物体导电性能的一个最基本的物理量。 数值上为对边长各为1米的正方体物质，垂直于一对横截面通电时， 所产生电阻的大小。其单位为：欧姆.米（Ω.m）。
ρo
图2 探测远离示意图
图３ 探测方法剖面图
I
2r 2 ( E )
4r 2
( u ) r
4r 2
c r2
得 c I 2
则 U＝ I 2r
或 ＝2r U
I
E U I r 2r 2
j I
2r 2
在上式中：设I＝20mA p=3.14Ω·m I 100
2
r=0.1 m
U=1000mV
r=1.0 m U=100mV
系中，
E du r dr r
在直角坐标系中
E EX i EY j EZ k
而
EX
U X
EY
U Y
EZ
U Z
由前几个式子得：
直流电法物探工岗位职责
直流电法物探工岗位职责
直流电法物探工是一种地球物理探测技术人员，主要从事利用直流电法技术进行地下结构及地质特征的探测工作。
其主要职责包括：
1. 项目计划与准备：根据客户需求，制定有效的项目计划和工作方案；详细了解项目背景及要求，对研究区域的地质情况进行调研和分析；确定研究区域的布点方案。
2. 仪器设备操作与维护：操作直流电法仪器设备，进行数据采集和处理；负责仪器设备的日常维护、保养和管理；确保仪器设备的正常运行以及数据的高质量。
3. 数据处理和解释：对采集到的数据进行处理和解释，使用专业软件进行数据模型反演和解译；通过解译结果评估地下结构和地质特征的分布、边界和性质。
4. 结果呈报与交流：整理分析结果，撰写项目报告和研究论文，向客户和上级主管提供技术支持和解答；参与技术交流和学术会议，分享研究成果，学习和掌握最新的科学技术。
5. 安全措施和风险管理：遵守相关的安全操作规范，确保工作过程中的安全；识别和评估潜在的风险，并采取相应的措施进行管理和控制。
6. 团队合作和协调：与团队成员合作，共同完成项目任务；与相关部门和人员进行协调，保证项目的顺利进行和完成。
总之，直流电法物探工在物探领域中扮演着重要的角色，负责利用直流电法技术进行地质结构探测、数据处理和解释、结果呈报和技术支持等工作，为地质研究和工程勘察提供重要的技术支持和数据分析。
物探仪器的原理
物探仪器的原理物探仪器，即物探测绘仪器（Geophysical Exploration Instrument），是用于地球物理探测的仪器设备。
物探仪器运用物理现象与原理，通过测量地下的物理参数，如电阻率、自然电位、磁场、重力、地震等，来获取地下的信息和结构，用于地质工程勘察、矿产资源勘探、地质灾害预警等领域。
物探仪器主要包括电法仪器、磁法仪器、重力仪器、地震仪器等多种类型。
下面将针对各种仪器的原理进行详细介绍。
1. 电法仪器：电法仪器是根据地下地质体的电阻率分布特征进行测量的。
其原理基于物质的导电和隔绝性质，通过电极将电流引入地下，测量地下不同深度处的电位差，从而计算出地下结构的电阻率分布。
电法仪器主要包括直流电法仪、交流电法仪和自然电位仪等。
2. 磁法仪器：磁法仪器是利用地下磁场的变化来测量地下结构的一种方法。
地球的磁场主要由地磁场和磁化体产生的磁场组成，当地下存在有磁化性质的物质时，其磁场会发生变化。
磁法仪器通过测量地面上的磁场强度和磁场的方向，可以推断出地下的磁性物质的分布和性质。
3. 重力仪器：重力仪器是利用地球引力场的变化来测量地下密度分布的仪器。
地下不同物质具有不同的密度，不同密度的物质会对地球引力场产生不同的扰动。
重力仪器通过测量地面上的重力场强度的变化，可以推断出地下不同深度处的物质密度的分布情况。
4. 地震仪器：地震仪器是利用地震波在地下不同介质中的传播特性来测量地下结构的一种方法。
地震仪器通过放置地震源，产生震波，然后测量震波在地下的传播速度和方向，从而推断出地下的介质性质和结构。
在具体应用中，物探仪器常常会结合使用，通过多种测量数据的综合分析，以提高探测的准确性和可靠性。
此外，随着科学技术的不断发展，物探仪器的原理和技术也在不断创新和改进，以满足不同领域地下结构探测的需求。
测绘技术中常见的物探测量方法
测绘技术中常见的物探测量方法测绘技术在现代社会中扮演着非常重要的角色，它可以提供准确的地理空间数据用于城市规划、土地管理、资源调查等领域。
而物探测量方法则是测绘技术中的一种重要手段，用于探测地下的物质分布和构造情况。
本文将介绍几种在测绘技术中常见的物探测量方法，包括电法、磁法、重力法和地声波法。
电法是一种利用电荷运动特性进行探测的方法。
它通过在地表或井孔中放置电极，并施加恒定电流或电压，来观测地下不同岩土层的电导率变化。
电法测量时需要考虑地下岩土层的电阻率和电荷迁移的规律。
在实际应用中，电法可以用于识别和定位地下的各种岩石、矿石和水体，特别适用于找寻金属矿床、水源和地下水流方向等。
磁法是一种利用物体磁性差异进行探测的方法。
地球上的物质大多数具有磁性，通过在地表或井孔中放置磁场探测仪器，可以测量地下岩土层的磁场强度和方向变化。
磁法测量中需要考虑地下岩土层的磁化率和磁场传播的规律。
磁法在勘探地下矿床、识别地下构造、寻找埋藏物和建筑工程勘探等方面有着广泛应用。
重力法是一种利用物体质量差异进行探测的方法。
地球上的物质质量分布是不均匀的，通过在地表或井孔中放置重力仪器，可以测量地下岩土层的重力场强度变化。
重力法测量中需要考虑地下岩土层的密度和重力场传播的规律。
重力法常用于探测地下体积密度差异较大的物质，如矿床、岩石体、洼地和地下水体等。
地声波法是一种利用地震波传播特性进行探测的方法。
地球上的地震波会在地下不同介质中传播，并受到不同介质界面的反射和折射。
通过在地表或井孔中放置地震探测仪器，可以测量地下岩土层的地震波速度和传播路径。
地声波法测量中需要考虑地下岩土层的弹性模量和地震波传播的规律。
地声波法广泛应用于勘探地下地质构造、油气储层、地下水资源等。
虽然以上介绍的物探测量方法在测绘技术中都有重要的应用，但每种方法都有其适用范围和局限性。
因此，在实际应用中通常会根据需要综合应用多种方法，并进行数据处理和解释，以获取更准确、全面的地下信息。
井下物探直流电法操作规程
井下物探直流电法操作规程一、引言井下物探直流电法是一种常用的地球物理勘探方法，通过在地下注入直流电流，并测量电场和电势差，推断地下电阻率分布，从而获取地下结构和岩石性质的信息。
本操作规程旨在规范井下物探直流电法的操作流程，确保勘探结果的准确性和可靠性。
二、仪器和设备准备1.确保直流电源、电极线、地面电极和井下电极的正常工作状态并接地；2.检查电极线的绝缘情况，确保安全可靠；3.安装井下电极并连接电极线，检查连接是否牢固；4.确保电极线的长度合适，不应造成电流集中和电场不均匀的现象。
三、测量过程1.在地表选取合适的放电点并标记，确保测量点的坐标和高程记录准确；2.连接地面电极和电极线，将电极线的另一端连接到直流电源；3.以适当的电流大小将直流电流注入地下，注意避免电流过大造成设备损坏；4.在测量点周围布置参考电极并连接到电位计，记录电位差的数值；5.按照预定的间距和方向，移动电极线的位置，重复步骤3和步骤4，直至完成所有测量点的测量；6.将所有的测量数据记录下来，并进行质量检查和校正。
四、数据处理和解释1.对测得的电阻率数据进行修正，并绘制等电阻率图；2.根据地下介质的不同特性，对异常现象进行解释；3.利用图像处理和计算机反演等方法，获取更详细的地下结构和岩石性质信息。
五、操作注意事项1.严格遵守电器操作安全规程，确保工作人员的人身安全；2.在操作过程中，注意电源的正常工作状态，避免电源过热、短路等现象；3.在操作时，避免电极线的过长，以免影响电流和电场的分布；4.操作过程中，保持测量点之间的间距相对均匀，确保测量结果的准确性；5.对测量数据进行质量检查和校正，避免错误数据的影响。
六、操作总结。
测绘技术中的物探方法选择指南
测绘技术中的物探方法选择指南随着科技的发展，测绘技术已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
在测绘过程中，物探技术是非常重要的手段之一。
物探技术通过探测地下的物质结构和性质，帮助人们更好地了解地下情况，为工程建设、资源勘查等领域提供重要的依据。
然而，在众多物探方法中，选择适合的方法往往成为一个挑战。
本文将为您提供一些物探方法选择的指南，希望对您在测绘工作中有所帮助。
1. 电法探测电法探测是一种通过检测地下电流分布情况来判断地下结构的方法。
它适用于对地下介质的演化进行研究，可以了解有关岩层、土壤和地下水等的信息。
电法探测的主要优点在于其测量方式简单、操作交流较为方便，并且能够提供较高的分辨率。
然而，电法探测也有一些局限性，例如在探测深部地下时精度相对较低，对于复杂地质地貌的探测效果不佳。
因此，在选择电法探测时，需要考虑地下介质类型、探测深度和解析度的要求。
如果要研究地下水文条件、地下岩石的边界等，电法探测可以是一个较好的选择。
2. 地震勘探地震勘探是利用地震波在地下传播和反射的原理来获取地下结构信息的一种方法。
地震勘探在石油、矿产资源勘查、地质灾害预测等领域发挥着重要作用。
它能够提供较高分辨率的地下图像，对于复杂地质条件下的勘探具有优势。
然而，地震勘探的操作相对复杂，需要专业的技术和设备支持，成本较高。
在选择地震勘探时，需要考虑探测目标的深度、钻井条件、预算等方面的考虑。
如果研究对象需要较高的分辨率和精度，同时又具备较高的预算，地震勘探可能是一个不错的选择。
3. 磁法探测磁法探测是利用地下磁场的变化来推断地下结构的一种方法。
它适用于对磁性物质和岩石的探测，可以较好地判断地下构造和矿产资源的存在与分布情况。
磁法探测的操作相对简单，设备较为便携，可以实时获取数据，并且对于大面积的勘探效果较好。
然而，磁法探测对于非磁性物质探测的效果较差，而且对于地下深部的探测能力较弱。
在选择磁法探测时，需要考虑被探测区域的磁性特性以及探测的深度和准确度要求。
各种物探方法比较(1)
各种物探方法比较目前国内外地下水、地质体勘探主要有：地质目测、钻探、地面物探等方法。
地面物探方法主要有电、磁、重、震、放射性等5种方法，使用最多的是电法，其次有放射性探测法、甚低频磁法等。
自20世纪30年代外国人在中国用电法找矿(水)以来，到目前为止，就探水方面就有许多方法：（1）电法电法分：直流电法和交流电法，后者有音频电磁法、瞬变电磁法等。
以直流电法为例，可分为电测深与电剖面法，分别测量纵深方向的地质变化和某一深度沿剖面方向的地质变化。
电法的共同点是：在人工电场作用下进行测量。
由于电法探水是从找矿物探引用而来的，矿产是静态的，其所测到的一般是来自地下的静态信息；以致在其探测结果曲线中无法分清探测信息来自静态的矿产还是流动的地下水，存在物探成果的多解性。
简单讲就是电法测到的信息可能是水也可能是地下矿产、淤泥、塌陷的松土等等，理论的准确率约50%，实际应用中总结的准确率约30%。
（2）放射性探水法它是利用天然放射性元素氟在岩石裂隙中富集造成放射性异常，仪器可测到异常带，但这个裂隙带可以是充填的，张开的，是否有水流动仍然不知，所以与地质目测断层探水差不多，仍然是多解的，失败的实例很多。
（3）甚低频磁法它是采用甚低频探测仪测地下磁场随空间变化的方法，由于受现代电子、电气、通讯等设备产生的强电磁干扰影响，很难在城市、郊区、生产厂区开展探测工作。
（4）三维地震法三维地震勘探是用反射波法进行的,三维反射波法与二维反射波法在基础原理上有许多相似之处,二者所不同的是三维地震采用高密度（即在12.5米×12.5米的面积内便采集一个数据）的各种形式的面积观测系统,所以三维地震又叫面积观测法。
上述方法的共同点是把寻找固体矿产的物探方法应用在找地下水上。
地面仪器测量值反映的是地质体物性综合值，属于静态信息。
这个物理量所显示的是固体矿产还是地下水，全凭测试分析人员的主观或其累积实践经验所决定。
所以上述方法的探水成功率只有40～50％，其根源在物探曲线的多解性。
物探仪器实验报告
一、实验目的1. 了解物探仪器的原理、构造和性能；2. 掌握物探仪器的操作方法；3. 培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力；4. 增强团队合作精神。
二、实验原理物探仪器是用于探测地下、海洋等介质中物理性质的一种仪器。
根据探测原理，物探仪器主要分为电法、磁法、地震法、声波法等。
本实验主要介绍电法物探仪器，其原理是基于地下介质中电阻率差异产生电流场，通过测量电流场分布，从而推断地下介质的分布情况。
三、实验仪器1. 电法物探仪器：大地电流仪、电极、电缆线等；2. 计算机及数据采集卡；3. 实验场地：开阔平坦的地面。
四、实验步骤1. 准备工作：将大地电流仪、电极、电缆线等设备连接好，检查仪器是否正常工作；2. 布置电极：将电极按设计要求布置在实验场地，确保电极之间距离满足实验要求；3. 测量数据：打开大地电流仪，开始测量电流场数据，记录测量时间、地点、电极间距等信息；4. 数据处理：将测量数据传输到计算机，使用专业软件进行数据处理和分析；5. 结果分析：根据数据处理结果，分析地下介质分布情况。
五、实验结果与分析1. 实验数据：通过大地电流仪测量得到地下电流场数据，包括电流强度、电流方向等；2. 数据处理：使用专业软件对实验数据进行处理，得到地下介质分布情况；3. 结果分析：根据实验结果，分析地下介质分布情况，与预期目标进行对比。
六、实验结论1. 电法物探仪器可以有效地探测地下介质分布情况；2. 实验过程中，电极布置、数据采集和处理等环节对实验结果有重要影响；3. 通过本实验，掌握了电法物探仪器的操作方法，提高了对地下介质分布情况的分析能力。
七、实验反思1. 在实验过程中，由于场地条件限制，电极布置存在一定误差，影响了实验结果的准确性；2. 数据处理过程中，部分数据处理方法有待优化，以提高数据处理效率；3. 实验过程中，团队合作精神不足，导致实验进度受到影响。
八、实验建议1. 在实验前，对实验场地进行充分了解，确保电极布置合理；2. 优化数据处理方法，提高数据处理效率；3. 加强团队成员之间的沟通与协作，提高实验进度；4. 针对实验过程中遇到的问题，进行深入研究，提高实验技能。
电法勘探 勘探 物探
1.2 电阻率剖面法电阻率剖面法简称电剖面法。
该方法在工作中是采用不变的电极距。
并使整个装置沿着观测剖面移动。
逐点观测视电阻率s ρ的变化。
由于电极距固定不变。
勘探深度就保持在同一个范围内。
因而s ρ值沿剖面的变化可以把地下某一深度以上具有不同电阻率的地质体沿剖面方向的分布情况反映出来。
根据电极排列方式的不同，电剖面法又有许多变种。
目前常用的有二极剖面法、三极剖面法、联合剖面法，对称四极剖面法，中间梯度法和偶极剖面法等。
由于电极排列方式的差异，各种电剖面法所解决的地质问题也就不同。
由于变种方法较多，因此适应各种地电条件的能力较弱，应用范围较广。
它不仅能有效地寻找金属矿和非金属矿，还可以进行地质填图，解决地质构造等问题，并且在水文地质和工程地质调查中，也获得了广泛应用。
1.2.1 电阻率剖面法的常用装置类型与特点在电法勘探中，为了解决不同的地质问题，常采用不同的装置。
所谓装置乃是指一定的电极排列形式和移动方式。
目前，我国常用的电阻率装置类型有二极装置、三极装置、联合剖面装置、对称四极装置以及中间梯度装置等。
一、剖面法常用装置类型及特点 （1）二极装置(AM )如图1.4.1所示，这种装置的特点是供电电极B 和测量电极N 均置于“无穷远”处接地。
这里所指的“无穷远”具有相对概念：若B 极在M 点产生的电位或A 极在N 点所产生的电位相对于A 极在M 点所产生的电位可忽略不计时，便可认为B 极或N 极位于“无穷远”。
因此，二极装置实际上是一种测量电位的装置。
其中S ρ表示式为图1.4.1 二极装置s AM MAM U K Iρ=⋅（1.4.1） 其中装置系数2AM K AM =π (1.4.2)二极装置通常取AM 中点作为记录点。
电极距L=AM 。
(2)三极装置(AMN)图1.4.2 三极装置如图1.4.2所示，当只将供电电极B 置于“无穷远”，而将AMN 沿测线排列进行逐点观测时，便称为三极装置。
物探高密度电法
物探高密度电法一、引言物探高密度电法（High-Density Electrical Resistivity Method）是一种应用于地质勘探和环境工程中的非侵入性调查技术。
通过测量地下电阻率分布来推断地下结构和岩土体特性。
本文将对物探高密度电法的原理、仪器设备、实施方法以及应用领域进行详细介绍。
二、原理物探高密度电法基于地下岩土体的电阻率差异进行测量和分析。
在该方法中，通过在地表上布置一系列电极，施加直流电流，并测量电位差来计算地下岩土体的电阻率。
根据欧姆定律，当直流电流通过岩土体时，会产生一个电势差。
根据测量到的电势差和已知的注入电流值，可以计算出不同位置处的地下岩土体的电阻率。
三、仪器设备1. 野外仪器物探高密度电法野外测量主要使用多通道自动测量系统（Multi-Channel Automatic Measuring System）。
该系统包括多个相互独立的通道，每个通道都由一个发射电极和多个接收电极组成。
通常使用的电极间距为1-10米，以获得更高分辨率的数据。
2. 数据处理设备野外测量得到的原始数据需要进行处理和分析。
数据处理设备通常包括计算机、数据采集卡和相关软件。
通过将原始数据输入计算机，可以进行数据滤波、去噪和反演等操作，从而得到地下岩土体的电阻率剖面图。
四、实施方法物探高密度电法的实施方法包括以下几个步骤：1.布置测量线：根据勘探区域的需求，在地表上布置一条或多条测量线，并确定好电极间距。
2.安装电极：根据测量线上的位置，在地表上安装发射电极和接收电极。
确保电极与地表接触良好，并保持稳定。
3.施加直流电流：通过发射电极注入直流电流，通常使用恒流源进行控制。
注入的直流电流大小根据具体情况而定。
4.测量电位差：使用接收电极测量不同位置处的地下岩土体产生的电位差，并记录下来。
5.数据处理和分析：将测量得到的原始数据输入计算机进行数据处理和分析，得到地下岩土体的电阻率剖面图。
五、应用领域物探高密度电法在地质勘探和环境工程中有广泛的应用。
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第三节电法勘探电法勘探方法，比起我们前面讲的重力勘探方法和磁法勘探方法要多得多，按场的成因不同，可分为天然场法和人工场法两大类。
天然场法包括大地电磁法、声频电磁法。
人工场法包括：1.电阻率法如电测深法、电剖面法、充电法等。
2.人工电磁法如频率测深、感应脉冲瞬变法、偶极剖面法等激发极化法法勘探在金属勘探方面用得最多，其次在工程地质和水文地质勘探方面亦被广为应用。
对勘探石油来说，主要介绍直流电测深法和大地电磁测深法。
一、电测深法1.电测深的理论基础1) 电阻率的概念设有一长圆柱形导体，通以电流，其电流方向平行于柱体的轴线，从一端的截面，流向另一端的截面，这时它所呈现的电阻R的表达式为(6.3.1 )式中 R：电阻；L：柱体长度；S：柱体的截面积；ρ：比例系数，它和柱体的导电性质有关，称为电阻率。
ρ的单位是Ω·m，它的大小是当L及S等于1时的电阻值，也就是说电阻率是代表某物体长度和截面都为一个单位时，通过平行于柱体的轴的电流所呈现的电阻值。
电阻率是表征物质导电程度好坏的一个参数，物质的导电性越好，其电阻率值便越小，导电率(电阻率的倒数)便越大。
反之，如某种物质的电阻率较大或导电率较小，则其导电能力便较差。
2) 岩石的电阻率岩石是由矿物组成的，由于不同矿物具有不同的导电性，所以，不同岩石的电阻率也是不同的。
表6.3.1中列出了一些常见的沉积岩、岩浆岩和变质岩的电阻率值。
从表中可以看出，同类岩石，其电阻率在一定的范围内变化。
而且，在三类岩石中，沉积岩的电阻率较低，变质岩居中，岩浆岩的电阻率值最大。
3) 点电源在半无限的均匀介质中的情况在电法勘探中，最简单的地质情况是水平地面下只有一种导电性均匀各向同性的岩层。
(1) 电位由于不同地层，有不同的电阻率，为了研究地下地质特点，一般采用通电入地的方法。
如图6.3.1是野外施工的实际工作方法，A和B是用金属做的电极，通常称之为供电电极，通过它将直流电送入地下，使地下的岩石建立起电场；M、N为另外两个金属电极，称之为测量电极，用仪器测量M、N之间的电位差ΔV。
电阻率(Ω·m)沉积岩闪长岩102~105粘土102~105泥岩100~102玄武岩101~102101~102辉长岩101~102砂岩101~103变质岩101~108砾岩泥质板岩102~104石灰岩101~104结晶片岩102~103大理岩102~105岩浆岩片麻岩正长岩设地面是一水平面，地下为各向同性的均匀介质，电阻率为ρ，通过供电电极A 通入电流强度Ⅰ，设电极B 在无限远处，这样，它就可以被看成点电源在各向同性均匀介质中的情况。
首先分析一下地下电流的分布情况。
由于电极B 在无限远处，它对电极A 附近的电场没有影响，因而从A点发出的电流线应该是放射状的直线，并且在同一半径的球面上，其电流密度应该是相等的。
如图6.3.2所示。
由物理学可知，稳定电流场中，任意点电位满足拉普拉斯方程式。
则地面上任意点M 处电位表达式：(6.3.2)由(6.3.2)式可看出，M点处电位V与介质的电阻率和电流强度I成正比，与R成反比。
如电源为负极B，只需将(6.3.2)式中的I用-I代替，即为供电电极B 在M点所产生的电位，即：(6.3.3)当供电电极A、B同时作用，也就是将电极B从无限远处移到近处，此时M点外电位为每个电极单独产生的电位之和。
(6.3.4)同理：RA:M点与A电极距离；RB：M点与B电极距离。
同理：N点的电位为：(6.3.5)式中R′A：N与A距离；R′B：N与B距离。
最后，M、N间的电位差：(6.3.6)上式即为我们常用的公式。
(2) 电流分布首先讨论一个点电源的情形。
如图6.3.3(a)所示。
设通过电极A流入地下的电流强度为I，则M点的电流密度应为：(6.3.7)在M点正下方的h深处，其电流密度应为：c当用两个点电源，为了求在它们中点的正下方，不同深处的电流密度按前述：A、B极中间点O处的电流密度则O点正下方的h深度处的电流密度(6.3.8)当h=OA时，α=45。
，则上式表明：同时考虑A、B电极时，其电流密度随深度的减少比单个电极时要快，原因是，在两个电极的情况下，其垂直分量相互抵销了。
进一步讨论：则：(6.3.9)图6.3.4 0与h/L的关系曲线式中L为AB之间的一半距离，由上式可以给出ABh/jAB0和h/L关系曲线，如图6.3.4所示。
当上式和图6.3.4说明，电流密度随深度的分布决定于供电电极之间的距离，可见要加大勘探深度h，就必须加大AB之间的距离。
(3) 电场根据物理学可知，稳定电流场中电场强度与电位的关系为：E=-gradV (6.3.10)电流密度与电位的关系：(6.3.11)它反映了电场强度与电流密度的关系，两者成正比，其比例系数为电阻率ρ。
4) 视电阻率的概念以及和电流密度的关系(1) 视电阻率设地下为单一均匀介质时，为确定其电阻率，可利用四极装置，即用两个供电电极A、B和两个测量电极M、N来测定。
由(6.3.6)式：从而得：则：(6.3.13) K：称之为装置系数。
但是实际情况，地下介质并不是均匀的，然而我们仍用上述的四极装置在地面上布置测量，仍用均匀介质情况下的公式(6.3.13)计算其电阻率，显然这样算的电阻率并不是真电阻率，而是各个电阻率不均匀的地质体的综合反映。
我们称在不均匀条件下按测均匀介质的方法所测得的电阻率为视电阻率,用符号ρK表示。
其数学表达式为：(6.3.14)在电场涉及的范围内，ρK与各地层的真电阻率，各地层的分布情况如厚度、埋藏深度、形状等，供电电极与测量电极的相互位置有关。
(2) 视电阻率和电流密度之间的关系前面已经讲过，A、B中间的电场E近于常数，这就是说在A、B中间的M、N测量电极间的距离，如果不是太大，则有：对单一均匀介质：得：(6.3.15)当介质不均匀时：将前式代入得：(6.3.16)式说明：所得视电阻率，它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。
由此可以看出，当电极间的距离保持不变，则视电阻率ρK完全取决于MN之间电流密度jMN的变化，而jMN的变化，反映地下地介质不均匀情况。
5) 电测深概念由上述可知，随着供电电极AB的增大，反应的地层就越深。
看一个例子：设厚度为h1，电阻率为ρ1的表层，下部是电阻率为ρ2的岩层，它们都是水平分布，且h2→∞。
如图6.3.7所示，在O点用AB/2h1的电极距来测量ρK，由于ρ2的影响小，因而测得的视电阻率ρK=ρ1，当AB逐渐增大，保持不变，ρ2地层对视电阻率就要发生作用，这时ρK介于ρ1、ρ2之间；随着AB的继续增大，ρ2层的影响就更大，而上部ρ1层对ρK的影响就减小，使得ρK逐渐趋近于ρ2。
图6.3.7(b)是ρK与AB/2的关系曲线，利用它就可以确定下部岩层的埋藏深度和电阻率。
通过这个例子，可以看到，电测深法是利用不同的供电电极距来测量同一点的ρK，从而获得测点处的地层剖面的方法。
电测深法在野外工作时，首先从供电电极距AB不大时开始测量视电阻率，一般最小采用0.15米或3米。
然后将电极A和B分别向两边移开相等的距离，进行第二次的测定；依次用相同方法再增大AB间的距离，进行第三次，第四次……通常进行到10——25次测量。
由于每次增大AB距离时，都是以中心点为对称，向两边增大，故未改变观测点位置，但测量的深度却越来越大，这样，所了解的就是一个测点下部地层沿深度方向的变化，亦即，我们所要求的每层地层的深度和电阻率，如在测区范围内的很多点都进行上述方法的测量，就可以了解一个层面的起伏情况，从而达到了解构造特点的目的。
2. 电测深曲线的解释和重磁勘探资料解释一样，讨论电测深资料解释时，亦需讨论它的正反问题，即已知不同的地质剖面，分别计算其理论曲线，再根据实测曲线，计算各层埋深。
1) 两层剖面的理论曲线和解释(1) 二层剖面的理论曲线。
设地下有两层水平层状介质，第一层电阻率为ρ1，厚度为h1，第二层电阻率为ρ2，厚度h2→∞，设A点通以稳定电流I，现求地面上任一点M的电位。
(6.3.18)(6.3.19)如将以μ为变量，所作出ρK/ρ1与AB的关系曲线绘在对数坐标纸上，便得到二层视电阻率测深理论曲线量板，简称ρK二层量板。
ρK 二层量板图6.3.8所示，由量板上二层理论曲线可看到，μ或ρ2和ρ1的大小关系，决定了曲线的基本形状，可将两层曲线划分为两种类型：横轴以上的曲线，其参数μ＞1,，即ρ2＞ρ1,称为G(高)型ρK二层曲线，横轴以下的曲线，参数μ＜1，即ρ2＜ρ1称为D(低)型ρK二层曲线。
现在我们来分析一下曲线的基本特征：首先，当AB很小时，远小于h，所得视电阻率ρK基本上等于上层电阻率ρ1；随着AB的增加，影响ρK 的深度范围也增加，当ρ2＞ρ1时(相当于图中的上半部分)，这时由于高电阻率的下层影响，ρK将随AB的增大而不断增大，最后当AB远远大于上层厚度时，流入上层的电流比例已很小，于是ρK趋近于下层电阻率ρ2；而且ρ2相对于ρ1越大，ρK随AB2增大就越快。
则G型ρK曲线上升段就越陡；当ρ2＜ρ1时(即相当于图中下半部分的曲线)，随AB的增加，ρK曲线由ρ1逐渐下降而趋于ρ2。
2 二层剖面曲线的解释ρK二层曲线解释的任务是根据野外实际测得的ρK二层曲线(实测曲线)，确定第一层的厚度h1和第一层与第二层的电阻率ρ1、ρ2。
实测曲线同样是采用对数坐标，但纵横坐标分别是ρK和AB(理论曲线的纵横坐标是ρK/ρ1,和AB。
而且实测曲线与理论曲线的形状在对数坐标是一致的，只是理论曲线相对实测曲线有一位移，横轴移动的距离为a=logh1，纵轴移动距离为b=logρ行实测二层曲线解释时，先将实测曲线绘在透明的对数坐标纸上，然后将透明图放到二层的理论曲线量板上；② 保持两者的坐标轴彼此平行，上下左右移动透明图，直到实测曲线和理论曲线中的一条重合为止，或者和内插的理论曲线重合；③这时理论曲线量板上原点在透明图上所在点，其纵横坐标分别为第一层的电阻率ρ1，和第一层的厚度h1，第二层的电阻率ρ2，可由和实测曲线相重合的理论曲线的模数μ求得。
2) 三层和多层水平地层上电测深理论曲线及解释(1) 三层及多层剖面的理论曲线设地下有n层水平层状岩石，各层电阻率为ρ1，ρ2，…，ρn，厚度为h1，h2，…，hn→∞，二层及以下各层顶面深度为H2=h1，H3=h1+h2，…，Hn=h1+h2+…+hn-1。
则n层水平层状介质情况下三极或四极对称电测(6.3.20) (6.3.21)深于三层水平层状介质：我们引入：当,当AB2增大，第二层对MN处的电流密度的影响逐渐显露出来，若ρ2＞ρ1，第二层作用是向上排斥电流，使 jMN增大，故ρK＞ρ1；若ρ2＜ρ1,第二层作用是向下吸引电流，使jMN减小，则ρK＜ρ1；总之，第二层的影响是使ρK曲线随着AB2的大向ρ2变化。