电法勘探教程

<<电法勘探教程>> 程志平

绪言

1 电阻率法

电阻率法基础

岩石的电阻率及其影响因素

稳定电流场的基本规律

均匀大地电阻率的测定及视电阻率的基本概念

常用电阻率法测量装置

电阻率法野外工作的几个问题

电阻率剖面法

概述

联合剖面法和对称四极剖面法

中间梯度法

电剖面法的地形影响和校正.

电阻率测深法

概述

电阻率测深法原理

水平层状大地对称四极电阻率测深曲线

水平层状大地对称四极电阻率测深曲线的解释

非水平层地电断面电阻率测深

思考题

2 自然电场法.充电法

自然电场法

自然电场的成因

自然电场法的野外工作方法

自然电场法的应用

充电法

充电法的基本理论

充电法的野外工作方法

充电法的应用

思考题

3 激发极化法

激发极化法基本理论

激发极化效应及其机理

激发极化场的正演计算方法

常用装置的激电异常

激发极化法的野外工作方法及其应用激发极化法的野外工作方法

激发极化法的资料整理与解释

激发极化法的应用

思考题

4 电磁法

电磁法理论基础

电磁场定解问题

岩土在交变电磁场中的电磁学性质

模拟准则,

均匀介质中平面电磁波的传播

交变电磁场中局部导体的异常场

两种常用场源的电磁场

地面电磁法

大地电磁测深法

频率测深法

瞬变电磁法

电磁偶极剖面法

思考题

附录

附录1 水平层状大地表面垂直磁偶极子的电磁场

附录2 水平层状大地表面水平谐变电偶极子的电磁场

练习与思考

电法勘探

1.什么是电法勘探方法电法勘探方法有哪些分类？

2. 2. 电法勘探方法与重力、磁法勘探方法有何异同点？

3. 3. 什么是岩矿石的电阻率简述岩矿石电阻率的特点及影响因素。

4. 4. 解释下列专业名词：（1）均匀各向同性半空间（2）无穷远极（3）点电源。

5. 5. 请描述一下一个点电源、两个异性点电源的电场。

6. 6. 为什么加大供电极距可以增加探测深度？

7.7. 什么是最佳电极距？

8.8. 解释下列名词：（1）装置系数；（2）地电断面；（3）联合剖面法正交点、反交点。

9.9. 什么叫视电阻率为什么要引入视电阻率概念什么情况下视电阻率等于真电阻率？

10.10. 简述电阻率法的仪器装备。

11.11. 什么是联合剖面法联合剖面法适合寻找哪一类地质体？

12.12. 试分析联合剖面法装置通过直立良导脉时地下电流密度变化及视电阻率曲线的变化情况。

13.13. 为什么不同极距的联合剖面曲线可以判断地质体的倾向。

14.14. 简述联合剖面法的应用。

15.15. 在电法勘探中，是不是接地电阻越大越好或越小越好？

16.16. 什么是中间梯度法中间梯度法适合寻找哪一类地质体？

17.17. 什么是电测深法？

18.18. 试分析二层地电断面的电测深曲线。

19.19. 请画出H型、A型、K型和Q型三层电测深曲线。

20.20. 简述电测深法的应用。

21.21. 什么是充电法充电法的应用是什么？

22.22. 什么是自然电场法自然电场法的成因是什么？

23.23. 什么是不极化电极试叙述它的结构。

24.24. 什么是激化极化法极化率视极化率？

25.25. 激化极化法适合寻找哪一类地质体？

26.26. 什么是电磁法（或称交流电法）简述不接地回线法和电偶子剖面法的野外工作方法。

27.27. 管线探测仪的基本原理是什么它的主要应用是什么？

28.28. 探地雷达仪的基本原理是什么它的主要应用是什么？

29.29. 高密度电法与常规的传导类电法有何异同？

30.30. 核磁共振找水方法与直流电测深法找水有何不同

什么是电法勘探

公元前6世纪就有关于人工产生电现象的记载。19世纪，电机、电话、电灯这三大发明促使了人类实现电气化。现在，世界进入了信息时代，无论在工业、农业、国防及日常生活的各个领域都已离不开电。

电也能用于找矿。借助于地表的岩石具有导电性能的特征，当我们在地面上两点供入直流电，地下立即会形成一个电场，如果地下的导电性是均匀的，电流线的分布就是规则的；如果地下埋藏着导电性与周围岩石不同的矿体，电场就会发生扭曲。人们通过分析地下电场的变化就可以发现矿体的存在，这就是人工电法勘探的基本思想。

电法勘探历史久远。20世纪20年代，法国科学家什柳姆别尔热等创立和发展了电法勘探的理论。1924年，在原苏联著名地球物理学家彼德罗夫斯基领导下，组成了世界上的第一个电法勘探队，并开展了多种电法方法的试验和研究，他们为推动电法勘探做出了重要贡献。

电法勘探是一个大家庭，根据供电电流的性质可分为直流电法和交流电法两类。如果将电法勘探比作一棵大树，可谓枝繁叶茂。直流电阻率法是电法勘探家族中的重要成员，在20世纪40年代就广泛应用于金属和油气勘探。还有一类方法叫交流电法，它们可利用天然的或人工产生的交变电磁场作为场源研究交变电磁场的分布规律和时间的变化关系，并可用来解决地质问题和寻找矿床。

研究表明，地球是一个导电体，各岩层的电性（电阻率、极化率等）存在着差异，沉积岩的电阻率一般较低，变质岩和火成岩的电阻率较高，通过电法能较容易地确定沉积盆地范围、沉积岩厚度及其起伏形态。砂岩是很好的储层，当电阻率很高的石油侵入后，就会形成高阻层或高阻异常体，这就为寻找油气提供了电性异常以及有关的地质信息。中国大多数沉积盆地都开展过电法勘探工作，应用电法勘探结果不仅可以对盆地进行构造研究，也可以圈定油气有利富集区，为油气勘探作出积极贡献。随着电法勘探方法的更新、仪器精度的提高和计算机技术的进步，电法勘探能解决的地质问题越来越多，已成为探测油气不可缺少的手段。

电法勘探electrical prospecting

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。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。

地壳是由不同的岩石、矿体和各种地质构造所组成，它们具有不同的导电性、导磁性、介电性和电化学性质。根据这些性质及其空间分布规律和时间特性，人们可以推断矿体或地质构造的赋存状态（形状、大小、位置、产状和埋藏深度）和物性参数等，从而达到勘探的目的。电法勘探具有利用物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多及应用范围广等特点。电法勘探利用岩石、矿石的物理参数，主要有电阻率（ρ）、导磁率（μ）、极化特性（人工体极化率η和面极化系数λ、自然极化的电位跃变Δε）和介电常数（ε）。]

方法

电法勘探的方法，按场源性质可分为人工场法（主动源法）、天然场法（被动源法）；按观测空间可分为航空电法、地面电法、地下电法；按电磁场的时间特性可分