7.电测深法

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①求ρ1、h1
用二层量板与实测曲线左支进行拟合,选择 尾支与ρ2接近的一条理论曲线,其原点在实 测曲线坐标中的读数→ρ1、h1。
②选三层量板
h1=22m
∵μ2=18.5/370=1/20 、μ3=750/18.5=40.5; 由于没有量板H-1/20-40.5; ρ1=370Ωm; ∴选择H-1/15-50和H-1/15-15内插
4、导线(仪器)漏电~相当于有了附加场源,破坏了电场 的正常分布或使观测数据不稳定;都会引起数据失真。 5、游散电流干扰~无规律的工业游散电流会严重影响观 测和数据的真实性;可采用避开干扰源或重复观测的方法 去伪存真。
ρS剖面图
1、古河道探测
河流变迁后遗留下来的故道, 多由中粗颗粒砂砾石堆积物 构成,常富含地下水,其周 边河床多为相对低阻的砂粘 土层。 ∴河道上方多为K型曲线。 以20~35Ωm等值线圈定 河道垂向和水平分布情况
算术坐标
对数坐标
由松散层形成的高阻盆地的地电断面图
2、 ρS平面等值线图
·反映某一深度异常体 的形态和在平面上的延 展情况;
·在测区内,依据目标 体埋深确定一个AB/2值, 将这一极距获得的ρS值 全部标在平面图上并将 等值点圆滑连接即可得 该图。 ·实例显示地表岩溶塌陷区正好位于低阻等值线闭合圈范围 内,由此推测深部岩溶的发育延展较地表塌陷范围大。
3、K(Q)型断面的等T2现象
∵ ρ₂>ρ₃ ∴ h2较小且ρ₁、ρ3、h1保持 不变时,0点处电流主要取决于第二 层的横向电阻 T2= h2×ρ₂。
若保持 T2不变(h2、ρ₂在一定范围内增减),则ρ₂层中的 电流分布将不会明显变化,0点处的ρS也不会变化。
4、等值现象的影响
造成解释误差
∴要减小等值现象造成的解释误差,就必须将h2、ρ₂先固 定一个;一般先确定 ρ₂。 ρ₂ 通常可采用电测井、标本测定、 露头测定等方法获得
2cm
300
3cm
250
2.5cm
200
2cm
3、极形图的作法
例:2个极距、 四方位极形图
4、图形解释
•理由说明
AB/2较小时~浅层反映; AB/2适中时~短轴指示低阻带走向; AB/2远大于覆盖层时~长轴指示低阻带走向。
①供电点全在低阻区时→等轴图形;
②供电点在低阻区内外都有时,区内供 电显然比区外供电得到的ρS值要小→短 轴指示了低阻带的走向。 ③供电点全在低阻区外时~相当于浅层 非等轴异常体对观测的影响,长轴方向 地表电流的聚集比短轴方向要大,因此 低阻带的走向为1350 ρs也大→长轴指示了低阻带的走向。
纵向电导S图
地质剖面图
45°
S近似反映了 高阻层埋深H
②拐点切线交汇法
•通过曲线的每个拐点作切线, ρ1 得到3个交点Q1、Q2、Q3。 •各电性层界面的埋深Hn由交点 的横坐标Ln确定:Hn=∆λ∙Ln;
L 1 L2 L3
∆λ校正系数(0.4~1); 由∆λ=H测井/H电测深确定 •各层电阻率值由拐点切线与横轴的夹角α和α-μ₂表确定; (见李世峰著参考书P60 ~图1-86); ρ₁=ρQ₁;此后 ρn≠ ρQn Q1(ρQ₁,L1) α₁=40⁰ →μ₂Q₁=14 Q3(ρQ₃,L3) α₃=40⁰ →μ₂Q₃=14 埋深Hn≠ hn~层厚 ρ₂=μ₂Q₁∙ρQ₁ H₁= ∆λ1L₁ ρ₄=μ₂Q₃∙ρQ₃ H₃= ∆λ3L₃
D
D
ρS断面等值线图
咸、淡水划界例2
经水样测试 ρS>14Ω.m 矿化度<2g/L →淡水 ρS<8Ω.m 矿化度>5g/L →咸水 ρS=14~11Ω.m 矿化度=2~3g/L →半淡水 ρS=11~8Ω.m 矿化度=3~5g/L →半咸水
淡水
200 300
咸水 淡水
电测深法咸淡水界线的划分
4、采空区探测
③求h2
3、数值法~计算机最优化数值反演法 原理
层参数输入
依据理论公式绘出理论曲线
与实测曲线拟合
自动修改层参数
依据控制精度ξ 未达到 达到 输出结果
4、经验法
①纵向电导解释法
用于了解下部高阻岩面的起伏情况
•当地层为二层且ρ₂→∞时有:
45°
•对于多层且ρn→∞的地层
解得
S₁ h₁
H、ρ₂~高阻岩体上覆地 层总厚度和等效电阻率
三层
多层 三层
三、定量解释
前提 目标 适用 在定性解释后,初步确定了地层结构。 确定各电性层的埋深、厚度、电阻率。 水平层状且层数较少的地层结构, 曲线无明显歧变。 量板法、数值法、各种经验法。
方法
1、量板பைடு நூலகம் 优点
实测曲线与理论曲线(量板) 对比求解的方法。
ρS/ρ1 =ρ2/ρ1
双 解释精度较低、只适合少 对 缺点 于三、四层的地层结构。 数 坐 标 原理 理论曲
2、方法
将相同极距(AB/2)的ρS 值 按相同比例尺Ω ∙m/㎜;对 称标注在自己方位的测线 上,连接构成极形图。
方位
ρs(Ω∙m) AB/2=40m ρs(Ω∙m) AB/2=200m
0
100
1cm
45
110
1.1cm
90
110
1.1cm
135
100
1cm
比例尺
10Ω∙m/㎜ 10Ω∙m/㎜
200
Q2(ρQ₂,L2) α₂=-40⁰→μ₂Q₂=0.28 ρ₃=μ₂Q₂∙ρQ₂ H₂= ∆λ2L₂
一、三极测深
B→∞
•用于四极法布极困难的情况,通过增大A0达到 测深目的。 •只有当电性层水平均匀时,才与四极法的观测 结果相同,否则不同。
二、环形测深
四方位共点四极测深
1、目的
揭示地层的各向非均匀性; 追索裂隙、破碎带的走向。
简便快速
G型
线量板
AB/2h1
实测 曲线 对数 坐标 ∴在双对数坐标系中,量板的原点 与实测曲线的原点相差 ρ₁、h₁。
D型
2、量板法解释步骤 ①二层量板
•按实测曲线类型选取量板; •将实测曲线绘于模数6.25 ㎝的双对数透明坐标纸上; •将透明坐标纸覆盖在量板上并保持坐标轴平行进行拟合 (或内插拟合);
一、概述
1、解释 方法 定性 定量
确定电性层分布及其与地质构造的关系; 是定量解释的前提和基础。 确定电性层的埋深、厚度和电阻率值。 从已知到未知、从简单到复杂;反复 认识、反复解释。 尽可能多的收集工区的地质、钻探、 电测井、电性标志层等资料。 本身岩性或电阻率比较稳定;有足够 的厚度和分布范围;与上覆岩层的电 阻率有10倍以上的差异。
反映测点处视电阻率沿垂向的变化情况 电测深 时间域 频率域
直流电法 谐变交流 交流电法 瞬变交流
•电测深曲线的类型及其特征
•电测深资料的解释
•三极和环形电测深 •电测深应用实例
一、方法概述
测量电极M、N固定;供电电极A、B
1、工作方法 2、适用条件
对称于记录点O沿测线不断加大;
具有一定厚度、产状接近水平、电性差异明显的 层状介质。实践经验证明:对于非层状的局部不 均匀体的探测也具有一定效果。
3、主要能够解决的问题
①查明基岩起伏;确定盖层厚度;为钻孔设计提供依据。
②寻找稳定含水层,圈定咸、淡水界线及分布。
③定性确定具有明显差异的断层破碎带、陡立岩层接触带。 ④查明埋深不大、差异明显、有一定规模的局部不均匀体。 ⑤在水文地质调查中探查凹陷、隆起、褶皱等区域构造。 ⑥探查矿产的分布,估算储量。 ⑦其他工程应用;探测古墓、防空洞、溶洞等。
•读取量板的坐标原点在实测曲线坐标系的值 ρ₁、h₁;
•读取量板 μ₂,计算 ρ₂=μ₂∙ρ₁ 。
②三层量板
?-μ2-μ3
μ2=ρ2/ρ1
μ3=ρ3/ρ2
27号量板:H-1/10-15 μ2=1/10;μ3=15;ν2=0 ~ ∞
ν2 =h2/h1
例:已知ρ2=18.5Ωm、ρ3=750Ωm;求ρ1、h1、h2。
电测深法探测水下岩层分布情况的实例:
工程在水面上进行,最大极距450m;低阻封闭推断为泥 质类岩,不适合作为工程基底。为了解其走向,以7号 测点为中心作了环形电测深。
低 阻 带 走 向
三、电测深曲线的影响因素
1、地表电性不均匀体~使曲线首支歧变; 2、电极的接地电阻~影响勘探深度和数据精度;
3、电极极化~主要是测量电极M、N 表面由于电化学作用 产生的不稳定极化电位,会直接影响观测工作。现在多采 用纯铜电极、不极化电极、自动极化补偿电路等方法消除 其影响。
布置中梯物探线 8条:共1721m; 测点84个; AB=500~600m, 测量范围为AB中 部230m以内; 电测深点13个, 联网成为7个ρS 地电断面;控 制深度250m;
疑 似 高 阻 采 空 区 异 常
G
H
HA
辽河15线电测深等ρS断面图
3、咸、淡水划界例1
104点为明显的 高、低阻分界点 104点左侧为低阻二 层D型曲线;右侧为 高阻二层D型曲线。
复合对称四极ρS剖面图 过 渡 区 淡水区
浅部 深部
咸水区
∴地下水矿化度不改 变测深曲线类型,只 改变ρS值的大小。
咸水<50Ω m 淡水>100Ω m 104~108点判断为 咸、淡水过渡区
3、尾支
当AB/2
∑h i时
•若ρn+1为有限值,ρS ≈ρn+1(水平渐近线) ;
•若ρn+1→∞,ρS 呈 450 渐近线(双对数坐标系)。
•尾支呈450渐近线的证明
ρ2=∞时;电 流线的分布
均匀半空间两个点源的场 第一层介质的纵向电导
在双对数坐标中
•对于n层且ρn+1→∞的地层, 其尾支也是45⁰渐近线;
D:ρ₁>ρ₂ A :ρ₁<ρ₂<ρ3 Q:ρ₁>ρ₂>ρ3
KH KQ QH QQ
3、四层(8种)
三、电测深曲线的特征分析
1、首支
当AB/2 h 1时 jMN→j0;ρS ≈ρ1(水平渐近线)
2、中段
随着AB/2↑ 下层岩石的影响↑,ρS 随之减小(或增大)。
当AB/2≈h1+h2时,第三层的影响出现;∴中段 的ρS极值并不能完全对应中间层的电阻率ρ2.。
45⁰ 直 线
这时横轴的交点为
-S1
四、电测深曲线的等值现象
1、等值现象
一组层参数不同的地电断面却 对应了同一条测深曲线的现象
此现象多出现在中 间层厚度较薄的三层地电断面中; 它说明在反演过程中具有的多解性问题。
2、H(A)型断面的等S2现象
∵ρ₂<ρ3 ∴电流多集中在ρ₂层中平行流动 当ρ₁、ρ3、h1保持不变时,0点处电流主要取决于ρ₂层中 电流的变化;若S2=h2/ρ₂保持不变(h2、ρ₂在一定范围内 同增、同减) ,则ρs将不会有明显的变化。 等S2现象
AB/2=15m的平面等值线图 电测深法探测古河道工作
电测深断面等值线图
电测深断面等值线图
高阻砂砾石 ρS>30Ωm 低阻泥岩 ρS<20Ωm
2、水文勘探
类型的变化→岩性 缺失或构造变化 覆盖层约10m厚,河道 处为粗砂砾层≥60Ω m 50Ω m闭合低阻 圈推断为断裂带 ∵是基岩构造带,∴极 低的阻值可能是断层中 被泥质物充填,影响其 富水性和透水性。 在断层两侧,低、高阻 过渡带,极易形成张扭 性裂隙,则是可能的富 水区域。
3、曲线类型剖面图
用于电性分层、勾画地质剖面
沉降→河卵石堆积
电测深曲线类型剖面图
•曲线类型变化一般是某岩层缺失或新岩层出现或地质构 造变动导致岩层层位变化等原因造成。
4、曲线类型平面图
以曲线类型的变化为边界,推断 平面上各电性层的界线,并结合 地质资料预测勘探结论。
结合已知的淡、咸水 赋存条件进行分区
MN/2 (m)
0.5
3
20
•最小AB/2应小于h₁,能使曲线首支呈近似水平线。 •最大AB/2应满足勘探目标要求;
至少要有3个极距点保证曲线尾支
的完整,方可解释出最深一层的电 性参数。
二、地电断面及曲线类型
1、二层(2种)
2、三层(4种) H:ρ₁>ρ₂<ρ3 K :ρ₁<ρ₂>ρ3
G:ρ₁<ρ₂
4、观测装置
对称四极、偶极、三极;一般用四极
等比装置
通常取α=3
•AB/2的 选取
•MN的选取
AB/2应在对数坐标轴上均匀分布;相邻两极 距在模数6.25㎝的对数纸上约0.5~1.5㎝。
为保证∆UMN的读数精度, 一般取AB/3≥MN≥AB/30
常用的观测极距布置
AB/2 (m) 1.5 2 3 4.5 6 9 12 15 20 30 45 60 90 120 150 200 300 4 5 0 6 1 0 0 0 0 0
2、解释原则 3、解释基础 4、电性标志 层的条件
二、定性解释的图件及作用
1、 ρS地电断面图
了解构造变化和基岩起伏情况
低阻覆盖层 中阻砂卵石层 低阻夹层 高阻灰岩
单对数坐标系下的地电断面
•单对数坐标和算术坐标的区别
高阻闭合圈都反映出沉 积岩中的砂砾盆地形态
对数坐标比算术坐标更 能反映出浅部地层细节
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