电法勘探课件

1、电法勘探,2.2 电剖面法,电剖面法是用以研究地电断面横向电性变化的一类方法。 一般采用固定的电极距并使电极装置沿着剖面移动，这样便可观测到在一定深度范围内视电阻率沿着剖面的变化。相对于电测深而言，电剖面法更适用于探测产状陡立的高、低阻体，如划分不同岩性的接触带、追索断层及构造破碎带等。,电法勘探,2.2.1 电剖面法概述,1）电剖面法特点及应用 划分不同岩性的陡立的接触带、岩脉： 追索构造破碎带、地下暗河等。 -应用VES费力、费时。 电极距的选择原则： a. 考虑覆盖层厚度（H）及其电阻率，AO3H b. 地电断面的产状、规模，相邻地质体的影响； c. 其它干扰情况。,电法勘探,电法勘探,

2、2）电剖面法野外工作技术（P165166） 联合剖面法 AB/2=AO=OB=(510)H H覆盖层厚度 对称四极法 AB/2=(35)H 复合对称四极法： AB/2=(35)H AB/2=(12)H 偶极剖面法 中间梯度法,电法勘探,2.2.2 联合剖面法,联合剖面法是由两个三极装置组合而成，较其它电剖面法有更为丰富的地质信息。此外，联合剖面法还具有分辨能力强、异常明显等优点，因此在水文及工程地质等调查中获得了广泛的应用。但由于联合剖面法有无穷远极，野外工作中有装置笨重、地形影响大等缺点。 联合剖面法的装置形式如下图所示。在每一测点分别用两个三极装置AMN及MNB进行观测，所得视电阻率分别用

3、 及 表示，从而在一条剖面上便可获得两条视电阻率曲线。作图时，一般将 用实线表示 用虚线表示。图中公共电极C被置于远离测线并大于5AO的距离上，称为“无穷远”极，即相对于观测地段而言，其影响可以忽略。,电法勘探,联合剖面法电极装置示意图,镜像法示意图,电法勘探,1）两种岩石直立接触面附近点电源场,两种岩石直立接触面的点电源电场，既可采用解拉氏方程的方法，也可采取 “镜像法”。,电法勘探,（9.2.1） 根据电场分布的唯一性定理，如果我们能接边界条件求出虚源强度，则考察点的电位便成为定解。为此，据界面上电位连续和电流密度法线分量连续的边界条件，并考虑在分界面 ，则有 （9.2.2）,电法勘探,由

4、 ， 即 解此联立方程得 （9.2.3） 式中 -反射系数，1- 为透射系数。 考察点M1、M2处的电位的具体表达式 （9.2.4）,电法勘探,地面上： 电位在界面处是连续的，但发生折曲现象； 电场强度发生跃变： 教材P89图 视电阻率公式： 当AMN都在介质 中时：AP=d AM=x MN=l,电法勘探,2）两种岩石直立接触面上的联合剖面 曲线,（1）曲线形态分析 首先来讨论没有覆盖层时两种岩石垂直接触面上联合剖面法的 曲线。为了方便，先来分析三极排列AMN位于界面不同位置的 曲线的变化规律.设 且MN趋于零。 a、三极排列AMN在界面左侧并远离界面时，电性界面的影响可以忽略，相当于均匀半空

5、间的情况，因此 ， 所以 。也就是说，在远离界面时，曲线出现渐近线。,电法勘探,b、三极排列AMN向右移动并逐渐接近直立界面时，由于 ，电流线被低阻介质所吸引，故而使 。，因而 。并且当MN位于界面附近(尚未过界面)， 出现极大值。 c、当MN跨越界面时, 由 变 为，根据电流密度法线分量连续的边界条件，在界面两侧无限接近的两点， 。由于 ，故 曲线过界时产生跃变。 d、当A与MN分别位于界面两侧时，由于界面的屏蔽作用一定，故 曲线出现了一段长度等于极AO的水平直线段。,电法勘探,e、当A极过界并当三极排列AMN向右远离界面时，由于 高阻介质的排斥作用逐渐减小， 逐渐趋于 ，因而 即当三极排列

6、向右远离界面时，曲线出现渐近线。,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,3）板状体上联合剖面法的 异常曲线,（1）良导薄脉 分析： 当两个三极排列(AMN，MNB)位于模型左侧时，低阻体对电流线的吸引，使A极在MN间产生的电流密度 因而 ；同时使B极在MN间所产生的电流密度 因而 。 当MN靠近模型顶部时，低阻向下吸引最强 当A和MN分别在薄脉两侧时，屏蔽作用使得 出现平直段。 当电极排列位于模型右侧时，由于低阻体对电流线的吸引，出现与左侧相反的情况，即 。 当电极排列越远离模型，这种作用便逐渐减弱，。,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探

7、,（2）高阻脉状体, 在脉顶上方有一个高阻反交点 即交点左侧 ，右侧 。 在反交点左侧， 和 同步上升，在反交点右侧 和 同步下降。在脉左侧， 有一不明显极小值， 有一较明显的极小值和次级极大值。在脉右侧对称。 在倾斜高阻薄脉上，曲线不对称性随脉的倾角减小而增大，反交点沿倾向方向偏移。,电法勘探,电法勘探,电法勘探,4）联合剖面法资料解释及应用实例,（1）资料解释 确定直立岩石接触面（断层等）的位置 利用 陡度最大处或极小值到极大值幅度的2/3处来确定。,电法勘探, 追索破碎带走向,确定倾向 a. 在剖面平面图上，低阻正交点的联线即为破碎带走向； b. 和 不对称，说明破碎带倾斜，倾向的确定可

8、根据极小值点大小和不同极距AO时正交点的偏移方向来判断。,电法勘探, 切线法确定两道薄脉埋深,电法勘探,（2）应用实例 图2-2-5为某工区联合剖面法 剖面平面图。所谓剖面平面图是将测线按一定的水平比例尺绘在平面图上，然后选择合适的参数比例尺绘出每条测线的 剖面曲线。这种图既包含异常的平面分布特点，又包含了剖面分布特点，它能直观地反映整个测区在一定深度范围内电性异常体的分布规律。,电法勘探,图2-2-5为某工区联合剖面法 剖面平面图。 1测线；2基线；3测点岩；4曲线；5 正、反交点；6低阻正交点异常轴；7反交点异常轴；8岩性接触带,电法勘探,2.2.3 对称四极剖面法,1）对称四极剖面与联合

9、剖面法的 表达式的关系 根据场的叠加原理，对称四极剖面法的测量结果和相同极距联合剖面法的测量结果存在以下关系，即 上式表明：对称剖面曲线等于相同极距联合剖面曲线的平均值。,电法勘探,证明如下： 对称四极装置：,电法勘探,对称四极剖面与联合剖面曲线的关系,电法勘探,2）对称四极剖面法曲线,电法勘探,3）复合对称四极剖面法克服多解性,电法勘探,4）复合对称四极剖面法应用, 解决地质构造形态（背斜、向斜、断层位置等） 地质填图 圈定倾斜煤层的露头位置等,电法勘探,图2-2-7 横穿古河道的对称四极剖面 曲线 1砂砾岩；2坚硬砂岩,电法勘探,2.2.4 中间梯度法,1）装置特点 AB=(7080)H

10、H 浮土厚度 MN=(1/301/50)AB 2） 异常特点 由于高阻脉屏蔽明显，电流不易通过，被压入地表覆盖层，使得 ， 出现明显的高异常。 低阻电流容易通过，只有表土中的电流会被向下吸引，使得 ， 出现不明显的低异常。 中梯常常用来追索高阻陡立的岩脉,电法勘探,3）特点 优点： 最大限度地克服了供电电极附近电性不均匀体的影 响，AB大，中间电流场均匀，移动AB的次数少。 的变化反映了MN电极附近地下电性的变化。 工作效率高。 缺点： AB移动时曲线不连续； 每点的勘探深度略有变化。,电法勘探,中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻体，如石英脉、伟晶岩脉等。图2-2-9是我国东北某地矿区采用中间梯

11、度法所得的 剖面平面图。图中两条连续的 高峰值带就是由石英脉引起的。,图2-2-9 中间梯度法追索石英脉,电法勘探,2.2.5 偶极剖面法,1）装置特点 单边轴向偶极剖面 OO为电极距 当AB=MN时,电法勘探,2）偶极剖面与联合剖面的关系,ABMN的电场可看作是AMN和BMN的叠加。 而 因为A、B极性相反，MN位于同侧 所以：,电法勘探,说明： 总是在 的基础上变化，即 当 时， ; 当 时，,电法勘探,3）偶极剖面视电阻率曲线特点,（1）定性分析公式 （2）定性分析,电法勘探,设MN=0 1段：ABMN远离界面， 影响忽略，12段： ABMN靠近界面， 吸引电流， 所以 23段： MN过界面， 不变， 突变 34段： AB、MN分别在界面两边， 和 不变，出现平直段 45段： B过界面， 排斥电流减弱， 而 和 不变 ， 56段： A过界面， 排斥电流减弱， 所以 7段： ABMN远离界面，影响忽略，,电法勘探,（3）图件,电法勘探,电法勘探,电法勘探,电法勘探,（4）特点,优点 装置轻便，异常反应灵敏，分辨率高。 缺点 受地表不均匀体影响和地形不平干扰大 解释困难（假异常） 耗电量大,电法勘探,2.2.6 各种电剖面法应用范围和比较,电法勘探,2.2.7 地形影响及校正,1）地形影响 地形起伏相当于在原来均