2.1.3电阻率测深法
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华北平原边缘某大断层电测深成果图 1—第四系黄土； 2—砾石层； 3—奥陶系灰岩； 4—砂页岩夹石英岩； 5—钻孔； 6—断层
高密度电阻率成像法的概念
高密度电阻率成像法（Electrical Resistivity Tomography 简称 “ERT”）是通过测定介质的电阻率差异以达到对介质进行勘察 的地球物理方法,其优势：方便快捷，数据量大，可进行无损的 自动监测，近年来被广泛应用于地下水研究领域
1.3.1 对称四极测深装置
一、对称四极测深极距的选择
•
AB为供电电极，MN为测量电极，它们都对称于装置 中心O。地面的测点和装置的O点重合 。 • 选择供电极距时，要求最小的极距应能反映第一层电 阻率，最大的极距则能满足勘探深度要求，并保证测 深曲线尾支的完整，可解释最后一个电性层。为使曲 线光滑，以保证解释精度，各供电电极距在对数的 AB/2轴上应均匀分布。
1 18 32 43 51 56
图3 高密度电阻率成像法勘测地面测量数据采集方法和原理
1、高密度电阻率方法在地下空洞探测实例
图4 d是总剖面的照片，e是电阻率反演结果，与剖面对应的b和c（放大图）是 先前发现的墓穴，位置a（放大图）是先前没有注意到的另一个墓穴。采用温 纳装置，电极距为1米。
2 、高密度电法在阳煤集团规划水泥厂地基勘 察中的应用
log (AB/2)
1.3.1对称四极测深装置
二、对称四极测深法测量 • 若是剖面性测量，则除 画各电测深点单支电阻 率测深曲线外，还需要 画视电阻率拟断面图， 即在单对数坐标纸上， 横轴算术坐标取测点位 置，纵轴对数坐标取 AB/2，然后把各测深点 不同极距的视电阻率值 填入图中相应位置，画 出等值线图
1.3 电测深法
• 电测深法的全称为“电阻率垂向测深法”，它是研究 垂向地质构造的重要地球物理方法。 • 对地面上某一测点进行电测深法测量的实质是用改变 供电电极的办法来控制不同的勘探深度，由浅入深， 可了解该测点地下介质垂向上电阻率的变化。
A
MN
B
1.3 电测深法
• 某一测线布置若干测点，对每一测点进行电测深，可 以获得地下岩石沿水平方向和垂直方向变化的综合资 料。其结果中将包含了多个不同电极距的电剖面结果。
log (AB/2)
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质
（二）电测深曲线的尾支
分三种情况， n 有限； n 0 n 1、 n有限，无论几层曲线，当AB/2 hi 时，电测深 的曲线的尾支均趋于n。
log s
log n
log (AB/2)
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质
1.3.1 对称四极测深装置
一、对称四极测深极距的选择 • 为了保证AB增大时，MN间测量电位不会太小。当AB 增大时，MN也需适当加大，通常要求MN满足条件：
1 1 AB MN AB 30 3
即首先固定使用第一组 MN，随着AB的增大， 当MNAB/30时，改 变第二组MN，再不断 的加大AB……。为了 便于曲线衔接，在改变 处，改变MN，固定AB， 充分观测，出现接头点。
1.3 电测深法
• 在勘探区布置一定的测网，测网由若干测线组成，每 条测线布置若干测点，对每一测点进行电测深。可以 获得立体填图的效果。可见电测深法较之电剖面法， 工作量大，但所获资料丰富。
1.3 电测深法
电测深法在水文地质和工程地质调查中，能研究下列问题： ⒈ 查明基岩起伏情况，确定覆盖层厚度，查明基岩风化壳发育深度 等； ⒉ 寻找层位稳定的含水层，确定其顶底板埋深，为设计勘探孔提供 依据，在地下水矿化度高的地区，圈定咸水和淡水分布范围（水 平方向和不同深度）。 ⒊ 定性地确定具有明显电阻率差异的断层破碎带、陡立岩性接触界 线的存在，并大致了解其产状（走向、倾向）和范围。 ⒋ 查找埋藏不深、规模较大、电性差异明显的地下局部不均匀体： 如局部的砂层透镜体、古河道、充水溶洞和人工洞穴、古窑等。 ⒌ 在水文地质工程地质调查中，查明区域构造：如凹陷、隆起、褶 皱等；划分地貌单元。 ⒍ 在寻找建筑材料勘探工作中，估计沙石料的储量。
图6为测线2的电阻率剖面及钻井验证结果。
3、高密度电法在天宇铜镍矿勘察中的应用
Layer2(XY平面) Z=0.02-0.04m
Slice3（YZ剖面） X=0.24-0.26m
1.3 电测深法
为了用电测深法解决地质问题，尤其在研究区域地质 构造工作中，必须仔细选择电性标准层，以便进行区域追 索、对比，获得地下构造的完整概念。 适合于作电性标准层的岩层应满足下列条件： ⒈该层在工作区内能被连续追索，控制着工作区的地质构造； ⒉该层与围岩的电阻率差异大（最好差10~20倍以上）， 而 且该层电阻率比较稳定； ⒊ 该层厚度较大（最好大于或等于其埋深）。
1.3.1对称四极测深装置
二、对称四极测深法测量
1.3.1对称四极测深装置
一、对称四极测深法测量
• 首先根据设计及野外试验，确定极距后，计算相应的装置系数K 值（单位为米）；测量UMN及I，按视电阻率公式计算s值： 测区：——测线：—— 测点：——装置：————日期：———
AB/2 MN/2 K I UMN
（二）电测深曲线的尾支 2、 n 时，曲线尾支出现一与横轴夹角为45的渐近 线。
log s
log 1
log 1=0 45o logS
log (AB/2)
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质
（二）电测深曲线的尾支 3、 n 0时，曲线尾支为一与横轴夹角为63的渐近线， 最终趋于0
log s
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质 （一）电测深曲线的首支
• 无论几层曲线，当AB/2h1时，电测深的曲线的首支均趋于1。 这是由于当供电极距很小时，电流主要分布在第一层内，第二层 对电场的影响很小，地下犹如电阻率为的均匀半空间，因此不论 怎样变化，s 1 。
log s
log 1
勘测点 32
A
3a
M
勘测点 18
3a
N
3a
B
电极转换器及电 压电流测量装置 计 算 机
A
2a M
勘测点 1
2a
N
2a B
A
电极间 隔数 1
M
a
2
N
a
3
B
a
4 5 6 7 8
电 极 号
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
n=1 n=2 n=3 n =4 n=5 n=6
s
备注
三、多层深曲线类型：D型（1 2 ） 、G型（1 2 ）
三、多层水平地层上的视电阻率曲线类型 • 三层地电断面 共有四种类型： H型（1 2 3）、 A型（1 2 3） 、 K型（1 2 3） 、 Q型（1 2 3）。
（一）电测深资料的 定性解释
（4）电阻率测深综合剖面图： 对于各种复杂的地电断面，为 了分析和判断地电体的存在及 其分布形态，仅分析某一种定 性图件是不够的，必须利用各 种定性图件从纵横、上下各个 方向进行纵合分析，而且每种 定性图件分析的结论均应基本 一致，才能有效地做出地质判 断，在这以基础上继续进行定 量解释，为地质勘探提供可靠 的依据。
高密度电阻率成像法的概念
高密度电阻率成像法（Electrical Resistivity Tomography 简称 “ERT”）是通过测定介质的电阻率差异以达到对介质进行勘察 的地球物理方法,其优势：方便快捷，数据量大，可进行无损的 自动监测，近年来被广泛应用于地下水研究领域
1.3.1 对称四极测深装置
一、对称四极测深极距的选择
•
AB为供电电极，MN为测量电极，它们都对称于装置 中心O。地面的测点和装置的O点重合 。 • 选择供电极距时，要求最小的极距应能反映第一层电 阻率，最大的极距则能满足勘探深度要求，并保证测 深曲线尾支的完整，可解释最后一个电性层。为使曲 线光滑，以保证解释精度，各供电电极距在对数的 AB/2轴上应均匀分布。
1 18 32 43 51 56
图3 高密度电阻率成像法勘测地面测量数据采集方法和原理
1、高密度电阻率方法在地下空洞探测实例
图4 d是总剖面的照片，e是电阻率反演结果，与剖面对应的b和c（放大图）是 先前发现的墓穴，位置a（放大图）是先前没有注意到的另一个墓穴。采用温 纳装置，电极距为1米。
2 、高密度电法在阳煤集团规划水泥厂地基勘 察中的应用
log (AB/2)
1.3.1对称四极测深装置
二、对称四极测深法测量 • 若是剖面性测量，则除 画各电测深点单支电阻 率测深曲线外，还需要 画视电阻率拟断面图， 即在单对数坐标纸上， 横轴算术坐标取测点位 置，纵轴对数坐标取 AB/2，然后把各测深点 不同极距的视电阻率值 填入图中相应位置，画 出等值线图
1.3 电测深法
• 电测深法的全称为“电阻率垂向测深法”，它是研究 垂向地质构造的重要地球物理方法。 • 对地面上某一测点进行电测深法测量的实质是用改变 供电电极的办法来控制不同的勘探深度，由浅入深， 可了解该测点地下介质垂向上电阻率的变化。
A
MN
B
1.3 电测深法
• 某一测线布置若干测点，对每一测点进行电测深，可 以获得地下岩石沿水平方向和垂直方向变化的综合资 料。其结果中将包含了多个不同电极距的电剖面结果。
log (AB/2)
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质
（二）电测深曲线的尾支
分三种情况， n 有限； n 0 n 1、 n有限，无论几层曲线，当AB/2 hi 时，电测深 的曲线的尾支均趋于n。
log s
log n
log (AB/2)
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质
1.3.1 对称四极测深装置
一、对称四极测深极距的选择 • 为了保证AB增大时，MN间测量电位不会太小。当AB 增大时，MN也需适当加大，通常要求MN满足条件：
1 1 AB MN AB 30 3
即首先固定使用第一组 MN，随着AB的增大， 当MNAB/30时，改 变第二组MN，再不断 的加大AB……。为了 便于曲线衔接，在改变 处，改变MN，固定AB， 充分观测，出现接头点。
1.3 电测深法
• 在勘探区布置一定的测网，测网由若干测线组成，每 条测线布置若干测点，对每一测点进行电测深。可以 获得立体填图的效果。可见电测深法较之电剖面法， 工作量大，但所获资料丰富。
1.3 电测深法
电测深法在水文地质和工程地质调查中，能研究下列问题： ⒈ 查明基岩起伏情况，确定覆盖层厚度，查明基岩风化壳发育深度 等； ⒉ 寻找层位稳定的含水层，确定其顶底板埋深，为设计勘探孔提供 依据，在地下水矿化度高的地区，圈定咸水和淡水分布范围（水 平方向和不同深度）。 ⒊ 定性地确定具有明显电阻率差异的断层破碎带、陡立岩性接触界 线的存在，并大致了解其产状（走向、倾向）和范围。 ⒋ 查找埋藏不深、规模较大、电性差异明显的地下局部不均匀体： 如局部的砂层透镜体、古河道、充水溶洞和人工洞穴、古窑等。 ⒌ 在水文地质工程地质调查中，查明区域构造：如凹陷、隆起、褶 皱等；划分地貌单元。 ⒍ 在寻找建筑材料勘探工作中，估计沙石料的储量。
图6为测线2的电阻率剖面及钻井验证结果。
3、高密度电法在天宇铜镍矿勘察中的应用
Layer2(XY平面) Z=0.02-0.04m
Slice3（YZ剖面） X=0.24-0.26m
1.3 电测深法
为了用电测深法解决地质问题，尤其在研究区域地质 构造工作中，必须仔细选择电性标准层，以便进行区域追 索、对比，获得地下构造的完整概念。 适合于作电性标准层的岩层应满足下列条件： ⒈该层在工作区内能被连续追索，控制着工作区的地质构造； ⒉该层与围岩的电阻率差异大（最好差10~20倍以上）， 而 且该层电阻率比较稳定； ⒊ 该层厚度较大（最好大于或等于其埋深）。
1.3.1对称四极测深装置
二、对称四极测深法测量
1.3.1对称四极测深装置
一、对称四极测深法测量
• 首先根据设计及野外试验，确定极距后，计算相应的装置系数K 值（单位为米）；测量UMN及I，按视电阻率公式计算s值： 测区：——测线：—— 测点：——装置：————日期：———
AB/2 MN/2 K I UMN
（二）电测深曲线的尾支 2、 n 时，曲线尾支出现一与横轴夹角为45的渐近 线。
log s
log 1
log 1=0 45o logS
log (AB/2)
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质
（二）电测深曲线的尾支 3、 n 0时，曲线尾支为一与横轴夹角为63的渐近线， 最终趋于0
log s
四、水平地层上电阻率测深曲线的基本性质 （一）电测深曲线的首支
• 无论几层曲线，当AB/2h1时，电测深的曲线的首支均趋于1。 这是由于当供电极距很小时，电流主要分布在第一层内，第二层 对电场的影响很小，地下犹如电阻率为的均匀半空间，因此不论 怎样变化，s 1 。
log s
log 1
勘测点 32
A
3a
M
勘测点 18
3a
N
3a
B
电极转换器及电 压电流测量装置 计 算 机
A
2a M
勘测点 1
2a
N
2a B
A
电极间 隔数 1
M
a
2
N
a
3
B
a
4 5 6 7 8
电 极 号
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
n=1 n=2 n=3 n =4 n=5 n=6
s
备注
三、多层深曲线类型：D型（1 2 ） 、G型（1 2 ）
三、多层水平地层上的视电阻率曲线类型 • 三层地电断面 共有四种类型： H型（1 2 3）、 A型（1 2 3） 、 K型（1 2 3） 、 Q型（1 2 3）。
（一）电测深资料的 定性解释
（4）电阻率测深综合剖面图： 对于各种复杂的地电断面，为 了分析和判断地电体的存在及 其分布形态，仅分析某一种定 性图件是不够的，必须利用各 种定性图件从纵横、上下各个 方向进行纵合分析，而且每种 定性图件分析的结论均应基本 一致，才能有效地做出地质判 断，在这以基础上继续进行定 量解释，为地质勘探提供可靠 的依据。