物探-电测深法

§7-2电测深曲线类型及特征
曲线类型：
1.均匀介质的测深曲线 2.二层地电断面测深曲线 3.三层地电断面测深曲线 4.多层地电断面测深曲线
一、均匀介质的测深曲线
lgρs
lgAB/2
二、二层介质的测深曲线

两层水平地层的上层电 阻率为ρ1，厚度为h1， 下层电阻率为ρ2，厚度 为无限大。两层电阻率 之比μ2=ρ2 /ρ1 ，当 μ2大于1时，下层电阻 率高，如图所示，称为 G型曲线，而当μ2小于 1时，下层电阻率低， 称为D型曲线。
（二） MN的选择

电测深的理论曲线（量板）是在假定MN→0时计 算的，因此理论上MN越小越好（太小时无法测 出UMN）。根据点电源电场理论，AB中间的1/3 宽度可近似为均匀电场，所以测量电极MN的取 值范围： AB/50≤MN≤AB/3
注意：当AB逐渐变大到MN无法读数时，可变换 MN（变大），此步骤称更换MN测程。更换MN 时，应进行更换点的重复测量，至少重复2点。
等ρs断面图示例

从图中可以看出，在N4点处，自上而下ρs值逐渐增加，反映出 二层曲线的性质，它表明在N4点的下方为ρ1＜ρ2的二层电性 剖面，在其他各测点处，等值线的变化特点为H型三层曲线的性 质，越向两侧，表现得越明显，反映为ρ1＞ ρ2 ＜ρ3的三层电 性剖面，它表明以ρ2为中间层，其厚度向两侧加大，而向N3和 N5逐渐减薄以至消失，可见ρs断面图清楚地反映了其地质剖面。
等比安排极距后，对数坐标系中相邻极距的间隔为L
L M lg m
M—对数模数，国际通用62.5mm m=ABi+1/ABi
一般情况：L=8～10mm
常用极距(AB/2)排列：1、1.4、2、2.8、4、5.5、7.5、10
2. 最小AB应能反映第一层的电阻率，即 在曲线的首支出现ρ1的渐近线。所以 AB最小＜h1 3.最大AB应使曲线尾支清楚反映出最深目 的层，当底层较厚时，应保证渐近线的 出现。 对于45°上升或63°下降的曲线，渐近 线上应有3个测点。
曲线首支ρs=ρ1
曲线尾支ρs=ρ2
④
⑤
G型曲线中ρ2→∞时，尾支45°上升
D型曲线中ρ2→0时，尾支63°下降。
三、三层介质的测深曲线
三层介质的地电参数：
ρ1、h1、ρ2、h2、ρ3、h3 且h3﹥﹥ABmax/2 曲线依各层电阻率之间的关系，共分4种
类型
H型：
1 2 3
Q型： 1 2 3
AB 设： i 1 m, ABi ABi r 则第i个极距中心点 O的场强为：Ei I 2r 2 I 第i 1极距中心点O的场强为：Ei 1 2 (m r) 2
2
相邻两极距之间的场强相对变化为：
Ei Ei 1 m 1 2 Ei m
说明：等比安排极距时， 相邻极距测量结果的相对 变化量由m决定，基本为 常数。合理！
曲线类型总结
§7.3 野外工作方法
一、测区范围选择 一般情况对于探测水源、滑坡、构造等 任务要追踪较宽的范围；而对于分层等工作 探测范围相对较小。 应注意的是，电探是一种体积勘探，电 场涉及的范围很宽，测区以外的地层变化也 会给测区的测量造成一定影响。
二、测点密度选择
正常情况，测点密度按所采用制图的 工作比例来定：图上点距2～4cm、线距 3 ～ 5cБайду номын сангаас。 实测点距要根据主要探测对象的埋深 来调整：点距＞H/2且＞MN极大。
了解测深剖面和地质剖面的对应关系。 二． 掌握测区地层的电阻率参数 电性参数是资料解释的基础，特别是 中间层的电阻率值。中间层电阻率有 以下方法得到：
一．
1.
2.
3.
4.
根据测深曲线求得： 当中间层相对上覆地 层厚度较大时，可从曲线中间平坦段的渐近 线得到 地面露头实测； 标本室内测定； 钻孔横向电阻率测井。
3.
偶极测深----当成对电极A与B之间的距离、M与 N之间的距离小于AB与MN之间的距离时的排 列称为偶极测深。 AB为供电偶极、MN为测量偶极，且AB=MN＜ ＜OO’ 常见排列：轴式偶极、赤道偶极 ' AM k OO 轴式偶极 MN MN
3 3 2 2
A O’ B
M O N M O N
等ρs断面图示例
基岩隆起的断面
基岩下陷的断面
等ρs断面图示例
倾斜分界面的断面
倾斜分界面加夹层的断面
等ρs断面图示例
10 15 20 25 30 40 50 60 80 100 50 60 80 100 80 100 40 50 60 25 30 40 20 15 10
ρ 1
ρ 1
ρ2
ρ3
ρ2
ρ3
赤道偶极
A O’ B
AM AN k AN AM
4.
环形测深是在地表某点 利用对称四极装置所进 行的多方位测量，相邻 方位之间的夹角一般为 45°。在地下岩层具各 向异性的情况下，根据 不同方位的测量结果， 再综合利用地质及其它 物探资料便可确定覆盖 层下地层的层理、裂隙 及破碎带的走向。
二层曲线中的特殊形态
①
当ρ2→∞时，在双对数坐标系中，其 尾支渐近线为斜率等于1的直线(与水 平轴交角为45°上升)。
②
当ρ2→0时，在双对数坐标系中，其尾
支曲线与水平轴交角为63°下降。

以二层曲线ρ2→∞时为例，从物理意义上 进行分析，由于ρ2→∞ ，第二层中的电流 可以忽略，当AO＞＞h1时，电流均在第一 层中沿水平方向流动（见上图），并在以 r=AB/2为半径、高为h1的圆柱面上电流密 度几乎到处相等，jMN≈I/(rh1)，而在均匀 半无限介质中j0=I/(r2)。故有:
三、 电极距的选择
（一） AB的选择 供电极距的选择有三个标准
1. 供电极距AB应按等比数列安排，相邻两极距的 比值ABi+1/ABi接近一个常数（1.2～1.5）。 等比布置极距，测深曲线绘制则应选择双对数 坐标，这样可保证在坐标系中相邻两极距的间 隔基本为均匀。
为何以等比安排AB？
等比安排AB是由电场的特点决定的。
A型
1 2 3
K型：
1 2 3
三层曲线特征
1. 测深曲线的首支特征
以最上层电阻率为渐近线， 如三层断面k型曲线。
ρs
以ρ1渐 近线 ρ1
AB/2
2.三层曲线的尾支特征

最下层介质的电阻率有限
以最下层介质的电阻率为渐近线。如K型曲线 ρs
以ρ1渐 近线 ρ1
以ρ3渐近 线
§7-1 电测深装置类型
按电极的排列关系：
1.
2.
四极对称----装置同四极对称剖面法， 每测点MN保持不变、AB按等比关系 移动，以lgρs为纵坐标、lg(AB/2)为 横坐标，做ρs曲线图； 三极测深----联合剖面法的一半，曲 线受地层厚度及电性的不均匀影响很 大，效率低，一般只在特殊情况下应 用。
曲线分析：[用ρs=(jMN/j0)ρMN]
曲线首支--由于AB很小，下层对上层的电 流分布影响甚微，此时ρs≈ρ1 曲线中间—随着AB的增大，下层的影响增 大，G型曲线上升、D型曲线下降。 曲线尾支—当AB＞＞h1时，上层的影响可 以忽略，下层对电流的分布起着确定性作 用，因此ρs曲线尾支出现ρs=ρ2的渐近线
jMN s 1 j0
I r h1 I r 2
r r r 1 1 h1 h1 S1 1
AB 1 s 当 s 1时 h1 AB 2 2 h1
二层地电断面曲线特点
①
两种曲线类型[G 型(μ2＞1)、D(μ2＜
1)]
② ③
§7.4 测深曲线的定性解释

主要是作出一系列的图件：
1．测深曲线类型图 2．等视电阻率断面图 3．平面等值线图 4．纵向电导图 5. 电测深综合成果图
定性解释：根据测深资料和地
质资料，研究测区内电性剖面 的变化规律，确定电性剖面和
地质剖面的对应关系，从电性
剖面正确推断出地质剖面。
定性解释之准备工作
曲线类型剖面图示例
砂卵石层 第三、四系沉积物 断 层 三叠 三叠
2. 等视电阻率(ρs)断面图


为定性图件中最重要的一种图件，可沿水 平和垂直两个方向揭示地层电阻率变化规 律。从这种图件可以看出基岩起伏、构造 变化、以及电性层沿断面的分布等。 作法：以测线为横轴，标明各测探点的位 置及编号，垂直向下以AB/2为纵轴，采用 对数坐标或算术坐标。依次将各测深点处 各种极距的ρs值标在图上的相应位置．然 后按一定的阻值间隔，用内插法绘出若干 条等值线。
定性图件绘制
1.
曲线类型图（类型平面和剖面图） 类型平面图的做法同电剖面法，平 面图反映的整个测区的情况，在平面图上 地电断面一样的曲线类型也一样，曲线类 型的变化反映出的是岩性的变化或者是构 造的出现。 曲线类型剖面图反映的是一条测线上 不同深度的地层情况。
曲线类型平面图示例
测区内的电测深曲线有H、A和KH 三种类型，并按一定规律分布在 四个区间。由两侧的KH型四层曲 线向中部变成H型曲线，可以认 为是地电断面中下伏各层上升致 使最上面一层受到侵蚀所致。H 型曲线再过渡到A型曲线是由于 该处地层隆起成为背斜构造的轴部，原来的第一、二层都被侵 蚀了，同时下面有一个电阻率更高的层对ρs产生影响。这种推 断只是可能性之一，实际工作中应密切结合地质资料，才能作 出正确的地质推断。
5.电测深综合成果图
将上述几个定性图件及定性解释的地质剖面 绘制在同一张图上
曲线类型图 等AB/2的视电阻率剖面图 等视电阻率断面图 解释的地质剖面图
类型图中基本为K型曲 线，说明地层总体变化 不大。1、2、3点为明 显K型；4、5、6点为不 明显K型。
定性解释的应用

等视电阻率断面图为定性解释中最常 用的一种，以此图为例，举几个典型 地质剖面的等ρs断面图
如果按等差安排AB，结果 如何？
设：ABi 1 ABi a, ABi r , 则：ABi 1 r a Ei Ei 1 r2 相邻极距在O点的场强相对变化量： 1 2 Ei (r a)
说明：在极距较小时，场强的相对变化量较大；而在极距 较大时，场强的相对变化量较小；当 r＞＞a 时，相对变 化量趋于0。显然不合理！
第七章
电测深法
本 章 要 求
了解电测深法的野外工作方法；
掌握四极对称电测深的二层和三
层曲线类型和特征； 掌握电测深法资料定性和定量解 释方法及资料应用； 了解三极测深和环形测深的工作 方法和资料应用。

电测深法是在地表某点令测量电极不动， 按一定规律不断加大供电极距，从而研 究地表某点下方电性的垂向变化的一种 电阻率勘探方法。
夹厚层良导体
ρ2
陡立分界面（ρ 2＞ρ 3）
等ρs断面图示例
10 15 20 25 50 60 100 80 30 40
ρ 1
ρ2
ρ3
ρ2
夹薄层良导体
§7.5 电测深定量解释
根据测深曲线，确定各电性层 的厚度和电阻率。 一般有三种方法： 1. 量板法； 2. 经验解释法； 3. 数值解法——反演、正演、 左迪等算法。 这里主要介绍1,2两种方法。
ρ3
AB/2
最下层介质的电阻率趋于无限 （与上覆层电阻率相比）
45 0
1 40 M
中间段
ρs 以ρ1渐 近线
3.三层曲线的中间段特征 以ρ2渐近线
ρ2
ρ1
AB/2
四、四层介质的测深曲线
四层及以上地电断面按电性层的组合关系可 以分成2n-1种类型。四层分八种情况，我们分 别将其称为：HA型、HK型、AA型、AK型、 KH型、KQ型、QH型、QQ型。
电测深原理示意图

测深ρs曲线反映的是某个测点下垂向地 质情况的变化，引起ρs 曲线变化的主要 因素是各电性层的厚度，电阻率的大小， 层数的多少及电极距的长短。电法勘探 中，常将由不同电性层组成的地质断面 称为地电断面。通过对电测深曲线反映 的地电断面的分析，便可了解测点下部 地质情况的垂向变化。
3．平面等值线图（等AB/2）

左图是辽宁某地 AB/2=3000m的等值线平面 图。由图可看出，有ρs=60-80Ωm所圈闭的呈北北东走 向的某凹陷带，在凹陷带内 部，有ρs =10，20，60所 圈闭的四个一级构造，经钻 探查明此凹陷带为含油远景 地区。
4．纵向电导图
根据测区的实际情况和解释的需要，还可以绘制S平面图及 剖面图。当测区有分布广泛的高阻基岩层时，电测深曲线尾支 将出现45°渐近线，可求出纵向电导S值，画出等S平面图或剖 面图。上覆岩层的电阻率在水平方向较为稳定时，纵向电导S 值的大小便反映出基岩顶面埋深的变化。