地球物理勘探电法复习题15

1、1,简要叙述电法勘探的定义及物性前提。定义：根据地壳中不同岩层之间，岩矿石之间存在的电磁性质差异，通过观测天然存在的或由人工建立的电场，电磁场分布，来研究地质构造，寻找有用矿产资源，解决工程，环境，灾害等地质问题的一类地球物理勘探方法。物性前提：勘探目标岩层或岩矿石之间存在电磁性质差异。2,什么是直流电阻率法，它的物性前提是什么？以介质的导电性差异为物质基础，通过观测和研究地下人工稳定电流场的空间分布规律，达到勘查目的的一组电法勘探方法。物性前提：勘查目标物与围岩存在着电阻率(或电导)差异。3,简要概述岩矿石电阻率变化规律。矿物：金属矿电阻率比造岩类矿物偏低，而每一种矿物变化范围很大。岩石：沉

2、积岩电阻率较低:10 0105 Q M，火成岩与变质岩较高：102105 QM 04,影响岩矿石电阻率的主要因素有哪些？(1)成分和结构：胶结物，矿物颗粒的电阻率，矿物颗粒形状和相对含量和胶结物连通形式。(2)含水量和孔隙度：含水量越高，电阻率越低。(3)温度：一般温度升高，电阻率降低。5,什么是地层的纵向电导和横向电阻？纵向电导：Si=hi/Pi横向电阻：Ti=hi*Pi6,写出各向异性系数及平均电阻率的表达式。各向异性系数：J平均电阻率：m 厂- tPn为垂直于层理方向的电阻率；Pt为沿层理方向的电阻率7,常用的岩矿石电阻率测定方式有哪几种？标本测定：岩性均一，形状规则。露头测定：露头岩石

3、表面视为电性均匀，各向同性的下半无限大空间平面。钻孔测定：孔内待测岩矿石分布范围相对测量极系分布尺度视为无穷大全空间均匀、各向同性的介质8,视电阻率如何定义的，决定视电阻率的主要因素有哪些？在实际地形和地下介质的分布并不能满足条件：下半空间岩、矿石均匀各向同性，地表水平的情况下测得的电阻率。主要因素： 地电空间分布、或地电断面分布； 观测位置； 地形条件：水平，正地形，负地形； 电极装置类型（K）:电极间的排列 形式和极距大小。9,用视电阻率的微分形式分别解释均匀场中地下高阻和低阻球体的电流密度分布规律。视电阻率微分形式：Ps=jmn Pmn j0在左边均匀地段jmn=j0 ,所以Ps=P1.

4、在高阻体顶上，由于它向外排斥电流，使得测量电极M, N间的电流密度jmn>j0 ,故Ps>P1,在高阻体两侧，虽然Pmn=P1但由于jmn<j0 ,故Ps<P1。在低阻体顶上，由于它吸引电流，使其顶部jmn<j0,于是Ps<P1,在其两侧出现大于正常背景的不明显的极大值。10,什么是稳定电流场的有效作用范围，影响有效作用范围的因素有哪 些？指现有的仪器设备和装置类型条件下，地表可观测到地下人工电流场中不均匀电阻率介质所引起的扰动电流场6UMN勺最大探测范围。影响有效作用范围的主要因素有：仪器测量精度，装置类型，地电分布，目标体形状和大小，场源强度。11,勘探

5、深度如何定义的？勘探深度是指在现有的仪器设备和给定装置类型条件下，能可靠的观 测到由于地下不均匀电阻率目标体存在，而引起地表UMNE化的最大深度。12,供电电极A-B一定，电流密度随深度 h的变化规律？图示。AB一定下：h增大jn开始缓慢减小，而后迅速减小。13,深度一定时，h深度处的电流密度jh随AB的变化规律？AB变大，jh先增后减。当AB=jEh时，h深处的电流密度最大。14,影响勘探深度的因素有哪些？地质（地电）条件、仪器设备、装置类型，极距大小和供电强度。15, 一般确定装置类型和极距的原则是什么？1 0要求h越大，需要选择的供电极距 AB则越大，越小MN 1 MN 太小则影响观测精

6、度。2 0确保一定的供电强度.3 0由于地电分布的复杂性和装置的多样性，对于各种电阻率方法，要在区内已知点，通过试验工作，确定装置类型和h值下的AB值的大小，或参照有关规范确定（经验性）。16,简要介绍什么是电阻率剖面法，电阻率剖面法主要有哪几种装置？这种方法的装置形式为：各种电极沿观测剖面布置，其电极间的相对位置和间距在整个观测过程中不变，观测各点要求测量装置整体移动。基 本上反映了地下某一深度范围内，介质电阻率性质沿剖面方向上的综合变 化特征。装置：二极，三极装置，联合剖面装置，对称四极装置，中间梯度装置，偶极装置17,简要介绍中间梯度装置的观测范围及原因。在AB中间沿布极方向1/3地段内

7、，AB连线两侧1/6范围内，在AB中 间1/3地段内，可视为均匀电流场。18,推导常用的几种电阻率装置 （二极和三极，三极和四极，三极和偶极） 之间的视电阻率关系。"十 一" AMN c AM AN UwcAM - 一 Um二极和三极：p s 2 /AM AN . UmnP s 2冗 AM -MN II19,用图形表示垂直接触面上联合剖面法的视电阻率异常规律。20,什么是联合剖面法的正交点和反交点，如何用它确定地下介质的电性 分布。ABABBAs 和s在球心上方有一个交点，该点左侧s > , s s,右边 > ,交点处的视电阻率值 Ps Pi ,把这种交点称正交

8、点。反交点反之。正交点反映地下为低阻体，而反交点反映地下为高阻体。21,联合剖面法寻找哪类矿体比较有利，为什么？对于勘查直立低阻体较为有效，呈现低阻正交点，且异常幅值比高阻体异常幅值要大得多，sA曲线与sB曲线有明显异常。22,中间梯度法确定球体埋深的方法有哪几种？,一 Ax (1) ho 带，4X为ps曲线与背景pi线的两交点间距(2) h°=1.3q, q为Ps曲线半极值点间的弦长(3) ho=2m m为Ps曲线过拐点的弦切距23,对于中梯装置，如果电阻率差异无限增大，视电阻率异常会如何变化？s异常均不随电阻率差异增大而无限增大，当1, 2差值大到一定值后s异常趋于饱和值。24,

9、对于高阻直立板状体和低阻水平板状体，采用哪种装置效果比较明显，为什么？采用中间梯度装置效果明显。当高阻板状体直立时，均匀外电流场的方向与板的走向方向垂直，因而排斥电流的能力最强，异常最大；低阻板水平时与均匀外电流场的方向一致，吸引电流的能力最强，异常最大。25,用图示的方法表示偶极剖面法等值断面图的绘制方法。26,偶极装置的记录点是如何规定的，什么是该装置的隔离系数，它与探测深度有何关系？常取OO中点为记录点(O, 0分另U为AB, MN中点),当令AB=MN= a BM=n#f, n为隔离系数，n越大，装置探测深度越深。27,低阻球体的偶极装置视电阻率特点是什么，为什么视电阻率在球体两 侧会

10、出现双峰?剖面曲线在电极距（n）较小时，球顶上方poos有极小值，两侧有两个对称但不大的极大值。随着极距 n增大，球顶上的极小值更小（n=2）,而后又变大（n=3）,并在球体两侧出现两个极小值，形成向下的双峰。当极距进一步增大时，球顶上的极小值再次减小，同时双峰向球体两侧位移且距离变大。当极距很大时（n=5）,球顶上不再有极小值，而变为 s> 1的极大值，双峰距离很大。双峰是由于供电偶极（AB）或测量偶极（MN通过球顶时，低阻体吸引电流最强或MN处的电流密度最小，故出现极小值即双峰。28,山谷和山脊纯地形条件下中梯装置的s异常规律是什么？图示。D29,简要叙述地形影响的消除方法：比较法。

11、一1首先在室内按着野外实际地形，物理模型或数值计算出纯地形异 G r s/ 常 ，并对野外实测 s 1异常进行改正。30,什么是无穷远极，无穷远极的选取遵循什么原则。无穷远极是相对概念，产生的电位小到在实际中可以忽略不计，并取那里的电位为零。无穷远点垂直剖面方向。31,介绍电阻率测深的概念，并指出它与电阻率剖面法的区别。电测深法：供电电极 AB在测点O两侧沿相反方向向外移动，而测量电极MN动或与AB保持一定比例地同时移动，主要用来探查地下不同深度范围内的垂向电性变化。而电剖面法是电极间相对位置在测量过程中不变，观测时测量装置整体移动，反映地下某一深度范围内，介质电阻率性质沿剖面方向的变化特32

12、,分别绘制二层，三层地电模型Ps。33,什么是电阻率曲线等值现象，它分哪几种？有些不同地电断面所对应的电测深曲线间差别在观测误差范围以内，常将其看成同一条电测深曲线，这种情况叫。分为同层等值现象：S等值现象，T等值现象；混层等值现象。34,当最后一层电阻率趋于无穷时，Ps曲线尾支如何变化？当pn ",时，在双对数坐标系中，ps其尾支渐近线为斜率等于1 (与 水平轴夹角为45°的直线。35,电阻率测深法中 AB, MN电极的选择原则。(1) AB值选择的原则AB min使曲线左支为近水平的线段；AB max满足勘探深度的要求 ，AB max /4 >H ; AB/2使各

13、供电极距在对数坐标上均匀分布，约 1cm左右。(2) MNB选择的原则： AB/3> MN>AB/3036、电阻率测深法成果解释图件有哪些？电测深曲线类型图，p s等值线断面图，相同极距的p s剖面图和平 面图。37、简要介绍HD电法及特点。基于电阻率法的原理，采用一次阵列布极方式，利用程控多路转换器 和微机电位仪组合方式，实现不同装置类型和不同极距的断面或立体视电 阻率测量，兼顾了电阻率剖面和电阻率测深法，达到断面或立体勘查的目方法特点： 获取信息量大，信息分布密度大；一次布极可获多装置和多极距的视电阻率勘探精度高，工作效率高，但最大探测深度和剖面长度受限制（hmax<20

14、0m ,适宜工程勘察；实现自动测量和反演解释38、什么是接地电阻，减少接地电阻的方法有哪些？指电极置于大地条件下，从其极表面到大地无限远处所呈现的电阻值。减少接地电阻的方法：打电极处浇水、电极尽量打在导电性能好的介质上，将电极适当打深，电极并联布置。39一般提高 Umn观测精度的措施有哪些？克服干扰、消除漏电、改善接地条件，尽量加大供电电流强度。40、测网布置的一般原则是什么？一般原则为：测线距离面工作比例尺图上1cm,点距为测线距的（11/4）倍;测点在异常处要加密，平缓区放稀；测线方向与勘测目标物走向大致垂直；测区范围略大于勘探范围。41、什么是充电法，它的应用领域有哪些？以人工供电（或称

15、充电）体相对周围介质呈理想良导体为物质基础，通过观测和研究向目标体供电后的人工电流场在充电体周围的分布规律，达到查明充电目标体的空间分布和解决某些地质现象为目的的一种电法勘探方法应用领域：(1)确定已被部分揭露矿体的地下伸布范围，形状，埋深和产状；(2)确定相邻矿体的连通性及发现已知矿旁的的盲矿体。(3)确定地下水流向、流速(4)测试压裂施工中的裂缝分布(5)追索地下暗河和地下金属管线42、什么是自然电场法？它是以介质发生电极化现象为物质基础，通过研究稳定自然电流场的分布规律，达到勘查某些目标物的目的一种电法勘探方法。43、介绍电子导体的自然极化现象。导体与溶液接触时，由于热运动或化学反应。导

16、体的金属离子或自由电子可能有足够的能量，以致克服晶格间的结合力束缚而越出导体进入溶 液中。从而破坏了导体与溶液的电中性。分别带异性电荷，并在其界面处 形成双电层，产生电极电位。44,维持自然电流场的条件是什么？导体外溶液具有不均匀性，并且外界条件能保持这种不均匀性，使之不因极化放电而减弱45、介绍离子导体的自然极化现象？离子导体与溶液接触后，在其表面吸附作用下形成双电层，靠近导体侧带阴离子，液体一侧带阳离子，在液体流动时，扩散带阳离子将被带走。相对而言，此处出现了极化，在水流上游呈现负电位，而下游正离子相对集中呈正电位。46、自然电场的应用领域有哪些？（1）硫化金属矿调查。（2）石墨矿、石墨化

17、地层填图（3）确定地下水的流向（4）查明地下水与河水的补给关系。（5）水库渗漏检测。（6）油气田勘查。47、电磁感应法如何定义？以介质的电磁性（b , e,医）差异为物质基础，根据电磁感应原理，通过观测和研究人工或天然的交变电磁场随空间分布规律或随时间的变化规律，达到某些勘查目的的一类电法勘探方法，简称电磁法48、电磁系数的概念？引入介质的电磁系数：49、电磁法的依据是什么，什么是电磁感应现象的一次场和二次场？依据：电磁感应现象地中的分散电流及供电导线中的集中电流均在其周围产生交变一次磁场，一次磁场在地中又感应产生二次电场。50、影响介电常数（工）的因素（a）频散性：在低电磁感应法中，电阻率是

18、不随频率f变化。 （b）含水量：51、在电磁法勘探中忽略磁导率的影响的原因岩石的磁导率随铁磁性矿物含量的增高而变大，除少数磁铁矿物之外，大多数介质的相对介电常数接近于 1,从而，可忽略对电磁场的影响。52、二次场响应与响应参数的关系53、什么是椭圆极化，反映什么问题 ？由于一次场和二次场的方向、振幅及相位均不相同，总场矢量端点在一个周期内不同时刻移动的轨迹是一个椭圆，把这种现象称为椭圆极化。反映总场轨迹，地下良导矿体的存在，并且其相应变化反映矿体电性参数的变化。54、推导时间域波动方程频率域亥姆霍兹方程（旧书 P258）55、衰减常数：波振幅沿Z方向按指数规律衰减，并沿 Z方向前进1/b距离时

19、，振幅衰减为地表值的 1/e倍。b为电磁波的衰减系数。56、趋肤深度：电磁波自地表面沿z方向前进1/b的距离称为趋肤深度，记作占。（旧书P267）57、TEM定义它是一种利用不接地回线或接地电极向地下发送阶跃式一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间（断电），利用线圈或接地电极观测地下感应涡流产生的二次场的空间和时间的分布规律，达到地质勘查目的的电磁感应方法。可分为：瞬变剖面电磁法，瞬变电磁测深法。58、TEM中的烟圈效应这种效应可以用一个简单的电流环原理：等效替换来等效，它为一系列与发送回线同感应涡流场在地表引起的磁场为形状且向下及向外扩散的电流环，整个“环带”各个涡流层总的效应，通常称之为“

20、烟圈”。59、分别介绍TEM中的三种主要装置及特点(1)中心回线和重叠回线：与地质探测对象有最佳耦合；响应曲线形态 简单，时间特性不发生变号现象，便于分析解释。受地形影响比较小，适合于山区工作。最大特点是体积效应小，分层能力强。(2)大定源回线装置：发送源固定，功大率，电流可达20安培以上。发射磁矩大，场均匀及随距离衰减慢，适合于深部找矿。对铺设回线的要求 不是很严格，课采用多台接收机同时工作，工作效率高，成本低。此装置回线边长一般为900mx500mz内，测线可以布置在回线中部，也可从一侧 穿过另一侧；(3)偶极装置：此种装置主要用于浅层地层调查，轻便灵活，可采用不同方向和位置激发矿体及观测

21、多个分量，对矿体具有较好的分辨率。缺点: 属于动源装置，发送磁矩有限，探测深度较浅，时间特性复杂，发生变号 现象，给解释带来一定困难。60、简要分析一下磁偶极装置中的磁场变号现象在早期由于观测点位于电流环的右侧，观测到负的Bz值，电流环随时间向外扩展，当观测点位于电流环以内时，Bz由负变正。Bz=0,正好是电流环边位于观测点一下附近时的情况。61、磁偶元早晚期视电阻率定义及特征(图示)62、介绍TEM中“薄层”的概念薄层是指厚度远小于瞬变场的扩散参数，它是指瞬变场在时间t足够长时 的情况。在瞬变电磁法中，引入等效导电薄层，其目的是为了简化对于多 层断面的解释方法，与直流电法中的“代替层”的概念

22、类似。与实际厚度、 扩散常数有关63、什么是视纵向电导解释法，它的优缺点各是什么?视纵向电导：把确定水平薄层纵向电导 s及深度h的公式用于层状大地时,将所得到的S称为视纵向电导。视纵向电导解释法：引用水平导电薄层理论，将层状大地各地层的影响等效为导电薄层的影响进行计算。优点：直观给出断面中赋存良导地层情况。更好的分辨地层，一方面提高 了精度，一方面加大了探测深度。缺点：对于任意层状水平断面，等效平面的下沉速度不再是常数64、不同产状薄板的 TEM响应特征 （图示）当 90时，由于回线与导体间的耦合较差，异常响应较小，异常形态为对称于导体顶部的双峰；矿顶 出现接近于背景的极小值。当65、直立厚板TEM响应特征（图示）090时，随减小，回线与导体耦合增强，异常响应随之增强，但双峰不对称，在导体倾向一侧峰值大于另一侧；极小值随a的减小而稍有增大，其位置向反倾斜一侧有所移动趋肤深度决定于导体的电导率及场扩散时间。如果板厚大于10%,那么该板不再是薄板，异常特征也随之变化。早期道异常