物探方法之充电法PPT学习教案

1、会计学1物探方法之充电法物探方法之充电法 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 第1页/共40页 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 第2页/共40页 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 等位导体的电位等位导体的电位(V)(V)曲线为一对称曲线曲线为一对称曲线, ,在导体顶部上方获得宽缓的极大值。在顶部边缘或略向外移之处，电位降落最快；而在远离它的位置，电位下降逐渐平缓，最后趋于零。等位体的电位梯度曲线则为一反对称曲线，在充电导体顶部，电位梯

2、度为零，其正、负极值对应于电位降落最快的充电导体边缘部位在导体顶部上方获得宽缓的极大值。在顶部边缘或略向外移之处，电位降落最快；而在远离它的位置，电位下降逐渐平缓，最后趋于零。等位体的电位梯度曲线则为一反对称曲线，在充电导体顶部，电位梯度为零，其正、负极值对应于电位降落最快的充电导体边缘部位第3页/共40页充电法：充电法：根据充电体与围岩电性差异，向充电矿体充电，使充根据充电体与围岩电性差异，向充电矿体充电，使充 电体变为一等位体或似等位体，研究充电体和其周围电体变为一等位体或似等位体，研究充电体和其周围 电场分布特征，从而解决充电体的形状、大小和产状电场分布特征，从而解决充电体的形状、大小和

3、产状 等地质问题；等地质问题； 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 第4页/共40页 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 实际工作中，一般导体都不是等位体。因此，离开充电点，即使在充电导体内，电位也要下降。导体电阻率越大，电位下降越快。充电曲线与充电点的位置也有关。实际工作中，一般导体都不是等位体。因此，离开充电点，即使在充电导体内，电位也要下降。导体电阻率越大，电位下降越快。充电曲线与充电点的位置也有关。第5页/共40页 充电法最初主要用于充电法最初主要用于良导金属矿的勘探良导金属矿的勘探

4、，查明矿体的产状、分布及其与相邻矿体的连接情况等。此后，充电法在水文、工程地质调查中被用来测定，查明矿体的产状、分布及其与相邻矿体的连接情况等。此后，充电法在水文、工程地质调查中被用来测定地下水流速地下水流速、流向流向，追索岩溶发育区的，追索岩溶发育区的地下暗河地下暗河等。等。 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 第6页/共40页 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件充电法工作原理图充电法工作原理图1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 第7页/共40页 充电法充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天然或人工露头天然或人工

5、露头接上供电电极（A）进行充电（用直流电源，也可用交流电源），另一供电电极(B)置于远离充电体的地方。供电时充电体为一等位体或似等位体一等位体或似等位体，电流由充电体充电体流入围岩，形成稳定电流场稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形态、大小和产状等因素有关。在地面、钻井或坑道中对其电场的空间分布进行观测和研究，以了解矿体或其它良导体的赋存情况，获得所需要的地质资料。 一、充电法原理和工作条件一、充电法原理和工作条件1、充电法的基本理论、充电法的基本理论 第8页/共40页 一、充电法原理和应用条件一、充电法原理和应用条件2、充电法的应用条件、充电法的应用条件 矿体具有良好的电导率，且其电导率

6、比围岩大矿体具有良好的电导率，且其电导率比围岩大100倍以上倍以上 矿体埋藏较浅，沿走向有适当的长度（为矿体顶部埋深矿体埋藏较浅，沿走向有适当的长度（为矿体顶部埋深 的三倍以上）；的三倍以上）； 矿体和围岩电阻率较稳定，无复杂变化；矿体和围岩电阻率较稳定，无复杂变化； 地形起伏和表土不均匀影响较小，无工业用电干扰；地形起伏和表土不均匀影响较小，无工业用电干扰； 接地条件较好，极化稳定。接地条件较好，极化稳定。第9页/共40页 一、充电法原理和应用条件一、充电法原理和应用条件3、充电法主要解决的地质问题、充电法主要解决的地质问题 确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、确定已揭露（或出露）矿体隐

7、伏部分的形状、 产状、规模、平面分布位置及深度；产状、规模、平面分布位置及深度； 确定已知相邻矿体之间的连接关系；确定已知相邻矿体之间的连接关系； 在已知矿体附近找盲矿体；在已知矿体附近找盲矿体； 利用单测井测定地下水的流向和流速；利用单测井测定地下水的流向和流速； 研究滑坡及追踪地下金属管、线等。研究滑坡及追踪地下金属管、线等。 第10页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法 充电法的供电电极可以采用铁或铝合金电极，充电电极充电法的供电电极可以采用铁或铝合金电极，充电电极A A可用单电极或电极组，无穷远地面供电电极可用单电极或电极组，无穷远地面供电电极B B最好采用电极组，以

8、减小接地电阻，保证足够的供电电流。最好采用电极组，以减小接地电阻，保证足够的供电电流。B B极和极和A A极的距离为测区对角线长度的极的距离为测区对角线长度的2 2倍以上，保证倍以上，保证B B极对测区的影响可视为零。如果采用追索等位线法工作时，极对测区的影响可视为零。如果采用追索等位线法工作时，B B极应为充电点致边缘测点距离的极应为充电点致边缘测点距离的1010倍以上，最好垂直于岩层走向铺放。测量电极应使用紫铜电极棒。倍以上，最好垂直于岩层走向铺放。测量电极应使用紫铜电极棒。 第11页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法 电位法电位法 梯度法梯度法 直接追索等位线法直接追

9、索等位线法第12页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法1、电位法、电位法 直接观测直接观测测线上各测点与远离测区的一相对电位零点之间的电位差电位差，然后根据各测点相对于电位零点的电位值绘制剖面电位曲线剖面电位曲线和平面等位线平面等位线图。 无穷远测量电极N应安置在与供电电极B相反的方向上，作为电位零值点电位零值点。另一测量电极M则沿测线逐点移动，观测其相对于N极的电位差，作为M极所在测点的电位值U。同时观测供电（充电）电流强度I，计算归一化电位值。 电位法的优点电位法的优点是较直观的反映电场特征，受围岩和表土电阻率不均匀的影响较小。第13页/共40页二、充电法野外工作方法二、

10、充电法野外工作方法1、电位法、电位法 第14页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法2、梯度法、梯度法 用某一固定MN极距，逐点观测各测线测点上的电位差，即观测沿测线的电位梯度值，故称为梯度法。一般MN极距与点距相等。为了消除由于供电电流变化和MN极距大小的变化对结果的影响，梯度值应采用 表示。 梯度法优点在于分辨能力较强，可以通过梯度曲线详细的研究矿体的形状、产状和埋深。但它受围岩和表土电阻率不均匀的影响较大。 mnU)(MNIU第15页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法2、梯度法、梯度法 第16页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法3、

11、直接追索等位线法、直接追索等位线法 这种方法是通过供电电极A并垂直于矿体可能走向布置一条基线，在基线上测出电位按一定等差值分布的基点，然后将N打在基点上，用M极在N极外一定距离处探寻电位与N极相等的点，再移动M极，寻找与N极处电位相等的下一点，如此追踪下去，直到与原来的基点闭合，得出一条等位线来。从不同基点出发，可得到相应数目的等电位线，测量结果以等位线平面图表示。 第17页/共40页二、充电法野外工作方法二、充电法野外工作方法3、直接追索等位线法、直接追索等位线法 直接追索等位线法示意图直接追索等位线法示意图 第18页/共40页三、充电法资料定性分析方法三、充电法资料定性分析方法 充电法成果

12、的定性推断解释，是根据对充电体周围电场的分布规律的研究，得出有关矿体的位置、形状、产状等资料。充电法成果的定性推断解释，是根据对充电体周围电场的分布规律的研究，得出有关矿体的位置、形状、产状等资料。充电法成果图件主要包括：充电法成果图件主要包括：（1） 电位剖面图；电位剖面图；（2） 电位剖面平面图；电位剖面平面图；（3） 电位等值线平面图；电位等值线平面图；（4） 电位梯度剖面图；电位梯度剖面图；（5） 电位梯度剖面平面图电位梯度剖面平面图第19页/共40页三、充电法资料定性分析方法三、充电法资料定性分析方法 当充电体是良导体时，电流流经充电体各部分将不产生明显当充电体是良导体时，电流流经充

13、电体各部分将不产生明显 的电位降。因此可认为导体各处电位相等，即和充电点的电位降。因此可认为导体各处电位相等，即和充电点A处处 的电位相等。在围岩中，由于它的电阻率较充电体的电阻率的电位相等。在围岩中，由于它的电阻率较充电体的电阻率 高，表现等位线密集，并随着远离导体其等位线形状发生变高，表现等位线密集，并随着远离导体其等位线形状发生变 化，且等位线稀疏。化，且等位线稀疏。第20页/共40页三、充电法资料定性分析方法三、充电法资料定性分析方法 对于垂直走向的横剖面上，电位曲线在充电体的上部出现极大对于垂直走向的横剖面上，电位曲线在充电体的上部出现极大 值。如果充电体顶部地表面起伏不平时，往往在

14、矿体距地表较值。如果充电体顶部地表面起伏不平时，往往在矿体距地表较 近的若干个点上均出现极大值；电位梯度曲线对应充电点在地近的若干个点上均出现极大值；电位梯度曲线对应充电点在地 面投影处出现零值点，左侧出现极大值，右侧出现极小值。面投影处出现零值点，左侧出现极大值，右侧出现极小值。点距0U第21页/共40页三、充电法资料定性分析方法三、充电法资料定性分析方法 根据等位线中心的位移方向或中心剖面梯度曲线的不对称性，根据等位线中心的位移方向或中心剖面梯度曲线的不对称性， 可以确定导体顶部沿走向的倾伏：在顶部沿走向方向有倾伏的可以确定导体顶部沿走向的倾伏：在顶部沿走向方向有倾伏的 导体上，其等位线中

15、心相对异常体中心有位移；导体上，其等位线中心相对异常体中心有位移； 在纵剖面梯度曲线上，导体接近地表一端，梯度曲线值较大，在纵剖面梯度曲线上，导体接近地表一端，梯度曲线值较大， 且变化较陡，在下倾斜一端，梯度曲线极值小，且变化缓慢；且变化较陡，在下倾斜一端，梯度曲线极值小，且变化缓慢； 在导体接近地表一端，横向剖面上梯度曲线极值点间的距离在导体接近地表一端，横向剖面上梯度曲线极值点间的距离 较小，且在埋藏较深的一端，横向剖面上梯度曲线极值间的距较小，且在埋藏较深的一端，横向剖面上梯度曲线极值间的距 离加大。离加大。第22页/共40页 在充电法资料解释过程中，要善于判断矿体是否为等位体，否在充电

16、法资料解释过程中，要善于判断矿体是否为等位体，否 则会导致地质解释结论错误。为此，对同一矿体不同点上进行则会导致地质解释结论错误。为此，对同一矿体不同点上进行 观测，若所得结果一样（电位极大值基本重合），则矿体为等观测，若所得结果一样（电位极大值基本重合），则矿体为等 位体，反之，为不等位体。位体，反之，为不等位体。三、充电法资料定性分析方法三、充电法资料定性分析方法 由于地表浮土厚度的加大，使等位线向浮土变厚的方向伸长；由于地表浮土厚度的加大，使等位线向浮土变厚的方向伸长； 地形坡度大于地形坡度大于300时，明显影响充电法观测结果，一般表现是时，明显影响充电法观测结果，一般表现是 等位线沿山

17、脊方向伸长，而在陡壁边缘则密集。等位线沿山脊方向伸长，而在陡壁边缘则密集。第23页/共40页四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定1、确定导体长度的方法、确定导体长度的方法 确定导体长度的方法即为确定导体端点的位置。由中心纵向剖面电位梯度曲线极值点来确定导体的长度。对于上端水平，沿走向长度有限，且埋深浅的导体可把中心纵向剖面上的梯度曲线极值点位置作为导体端点的位置，两极值点之间的确定导体长度的方法即为确定导体端点的位置。由中心纵向剖面电位梯度曲线极值点来确定导体的长度。对于上端水平，沿走向长度有限，且埋深浅的导体可把中心纵向剖面上的梯度曲线极值点位置作为导体端点的位置，两极值点之间的 距离可

18、为导体的长度。如果导体埋藏较深时，则梯度曲线极值点向导体端点外侧移动，称动距离随深度增大而增大，且与导体向下延伸长度有关。对于直立矩形薄板导体，梯度曲线极值点与导体端点的距离距离可为导体的长度。如果导体埋藏较深时，则梯度曲线极值点向导体端点外侧移动，称动距离随深度增大而增大，且与导体向下延伸长度有关。对于直立矩形薄板导体，梯度曲线极值点与导体端点的距离 可按下式计算：可按下式计算：第24页/共40页四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定1、确定导体长度的方法、确定导体长度的方法 h0.6)35. 0(（h为导体顶端埋深 ）hlhllL)2 . 17 . 0(22第25页/共40页四、充电体参

19、数的确定四、充电体参数的确定2、确定导体的埋藏深度、确定导体的埋藏深度 梯度曲线极值点确定埋深图第26页/共40页四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定2、确定导体的埋藏深度、确定导体的埋藏深度 1） 由中心横剖面梯度曲线极值点位置确定，导体中 心埋深 或顶端埋深 可由下式确定： hH2/11lKxKHe2/22lKxKhe第27页/共40页四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定2、确定导体的埋藏深度、确定导体的埋藏深度 （1）（2）（3）（4）（5）第28页/共40页四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定2、确定导体的埋藏深度、确定导体的埋藏深度 2） 由横剖面电位梯度曲线确定。 首先

20、通过梯度曲线极值点作平行横轴的直线，然后按通过零点作曲线下降段的切线，此切线与通过极值点的直线相交，从交点横轴作垂线，则垂线与横轴交点至零点的距离，即 的大小。对于球型导体中心深度， 对于水平线状导体，mmH6 . 2mH)6 . 22(第29页/共40页四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定2、确定导体的埋藏深度、确定导体的埋藏深度 第30页/共40页qm四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定3、中心剖面电位曲线、中心剖面电位曲线 和和 值计算值计算第31页/共40页qm四、充电体参数的确定四、充电体参数的确定3、中心剖面电位曲线、中心剖面电位曲线 和和 值计算值计算第32页/共40页五、充电法应用实例五、充电法应用实例1、充电法测定地下水流向流速、充电法测定地下水流向流速 具体作法： 1） 把食盐作为指示剂投入井中，盐被地下水溶解后使形成一 良导体并随地下水移动的盐水体； 2） 在井中放入由导线联接