电阻率法原理及电阻率剖面法课件

第一章电阻率法1精选课件第一章电阻率法1精选课件第一章电阻率法什么是电阻率法电阻率法是以地壳中岩石和矿石的电阻率差异为物质基础，通过观测与研究人工电场的分布规律达到解决地质找矿的目的。电阻率法是传导类电法勘探方法之一电阻率法的电场是人工电场2精选课件陈同俊第一章电阻率法什么是电阻率法2精选课件陈同俊第一节电阻率法的理论基础岩、矿石的电阻率1.电阻率(resistivity)的基本公式电阻(resistance)是表征某一物体导电能力的物理量；其与物体长度、横截面积有关；r为电阻率，是表征岩石导电性的物理量；某物质的电阻率，在数值上等于该物质组成的栈截面积为一平方米、长度为一米的导体所具有的电阻数值。电阻率的大小代表着岩石导电的难易程度；用电阻描述某种材料的导电能力合适吗？3精选课件陈同俊第一节电阻率法的理论基础岩、矿石的电阻率用电阻描述某种材料岩、矿石的电阻率电阻率的单位电导率(conductivity)

将电阻率的倒数称为电导率，用s表示。4精选课件陈同俊岩、矿石的电阻率电阻率的单位4精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质1岩石和矿石的电阻率

1)岩石电阻率的测定

铜板铜丝5精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质1岩石和矿石的电阻率铜板铜丝5精2)岩石的导电方式

岩石的导电方式大致可分为四种：

(1)电子导电：金属、石墨——电阻率低；

(2)半导体导电：大多数金属硫/氧化物——电阻率低；

(3)晶体离子导电：大多数造岩矿物，石英、云母、方解石等——电阻率高；

(4)离子导电：含水矿物——电阻率低；不同种岩石的电阻率一般不同——电法勘探基础；但不同种矿物电阻率的范围有可能部分重合——电法勘探的局限性；

二、岩石和矿石的电学性质6精选课件陈同俊2)岩石的导电方式二、岩石和矿石的电学性质6精选课件二、岩石和矿石的电学性质3)影响岩石电阻率的因素

7精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质3)影响岩石电阻率的因素7精选课件二、岩石和矿石的电学性质8精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质8精选课件陈同俊(6)岩石电阻率与层理的关系 层理构造是大多数沉积岩和变质岩的典型特征，如砂岩、泥岩、片岩、板岩以及煤层等，它们均由很多薄层相互交替组成。这种岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。岩石电阻率的各向异性用各向异性系数来表示.

3)影响岩石电阻率的因素9精选课件陈同俊(6)岩石电阻率与层理的关系3)影响岩石电阻率的因素9精选3)影响岩石电阻率的因素代表垂直层理方向上的平均电阻率;代表沿层理方向的平均电阻率。图1-1-1层状结构岩石模型以上两种电阻率是如何得来的？10精选课件陈同俊3)影响岩石电阻率的因素代表垂直层理方向上的平均电阻率;图rn的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1,h1和r2,h2S11精选课件陈同俊rn的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1rt的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1,h1和r2,h2lb12精选课件陈同俊rt的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1rn和rt

的关系垂直层理方向的电阻率总是大于沿着层理方向的电阻率！13精选课件陈同俊rn和rt的关系垂直层理方向的电阻率总是大于沿着层理方向的沉积岩石电阻率的相互关系泥岩或粘土<页岩<细砂岩或粉砂岩<中砂岩<粗砂岩<砾岩。3)影响岩石电阻率的因素14精选课件陈同俊沉积岩石电阻率的相互关系3)影响岩石电阻率的因素14精选课第二节地表点电源电场15精选课件第二节地表点电源电场15精选课件第二节地表点电源的正常场电位、电场强度与电流密度间的关系电流密度与电场强度成正比

j为电流密度矢量,E为电场强度矢量,r为该点岩石的电阻率,s为该点的电导率;U为电位值

电场强度:单位正电荷在所研究点所受的电场力。将电位、电场强度和电流密度之间的关系想象成流体势能3个参数间的关系。∆U=rgh16精选课件陈同俊第二节地表点电源的正常场电位、电场强度与电流密度间的关系第二节地表点电源的正常场点电源场的建立为了建立地下电场，将A、B两个电极向地下供电，A、B被称为供电电极；当供电电极大小比供电电极间距小得多时，可以将两个供电电极看成是两个“点”，所以将A、B称为点电源；17精选课件陈同俊第二节地表点电源的正常场点电源场的建立17精选课件陈同俊1.点电源时的电场一个点电源时的电场电流密度设在地面A点向地下供电，电流强度为I，地下半空间的电阻率为r。地下距A点距离为R的M点处的电流密度为?j与电流强度I呈正比，

与距离平方成反比；电场强度电压为标量，在此为正值；电场强度为矢量，有方向性；电场强度的减小速度要比电压的减小速度快。18精选课件陈同俊1.点电源时的电场一个点电源时的电场电压为标量，在此为正值一个点电源时的电场电位：电场中某点的电位在数值上等于将单位正电菏从无穷远处移到该点反抗电场力所作的功。M点的电位是将单位正电荷从无穷远处移到电场中该点所做的功，则：

即：电位值与电流强度I和岩石电阻率r成正比，与A到M点间距离成反比；点电源A(+I)处电位值最大。19精选课件陈同俊一个点电源时的电场电位：电场中某点的电位在数值上等于将单位正1.点电源时的电场地表正、负两个点电源的正常电流场叠加原理：当多个点电源同时存在时，任意一点M的电位是各电源单独在该点产生的电位之和；任意一点的电场强度(或电流密度)是各电源单独在该点产生的电场强度(或电流密度)的向量和。如图所示，在均匀半空间表面布以电极A和B并分别以+Ⅰ和-Ⅰ向介质中供电，根据电场的叠加原理，可写出A、B两个点电流源在M点形成的电位。20精选课件陈同俊1.点电源时的电场地表正、负两个点电源的正常电流场20精选2.地表正、负两个点电源的正常电流场主测线上的电位及电场强度在地表通过A、B两个供电电极的连线称为主测线；在A、B之间，EMA和EMB的方向相同，此时：在A、B之外，EMA和EMB的方向相反，最终可得主测线上电位与电场强度图AM<BMAM>BM21精选课件陈同俊2.地表正、负两个点电源的正常电流场主测线上的电位及电场强度主测线上的电位及电场强度由图可知：在供电电极A、B附近，U、j、E分布极不均匀，变化很快。当距离为零时，从数学定义上讲，它们的数值值趋于正负无穷大，但实际上是趋于某一有限值，V趋于电源电压。在A、B中间部分，E、j、U变化都比较平缓，尤其是中间1/3地段，E、j可近似看作均匀水平场，U的变化近于线性，A、B中点值为零。在A、B外侧，电位变化比内侧缓慢，电场强度则比内侧衰减快。22精选课件陈同俊主测线上的电位及电场强度由图可知：22精选课件陈同俊2.地表正、负两个点电源的正常电流场主断面内电位及电流分布

为了弄清电流场在地下的分布情况，AB不变，主断面(A、B连线的中垂面上)电流密度的变化情况。当h=0时，AB中点O处的电流密度用j0表示23精选课件陈同俊2.地表正、负两个点电源的正常电流场主断面内电位及电流分布2主断面内电位及电流分布当h≠0时，l大部分电流都集中在近地表地层内！24精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布当h≠0时，l大部分电流都集中在近地表主断面内电位及电流分布结论：当h<AB/6时，jh/j0=85%，因此，在此范围内，可以近似认为是均匀场；当h=AB时，jh/j0=8.9%，此时，如果有异常体存在时，很难识别异常；当h<AB/2时，jh/j0>35%，如果有异常体存在时，可以识别；因此，勘探深度<AB/2;25精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布结论：25精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布h不变，jh随AB的变化规律:为了探测100m深处的目标体，如何选择电极距AB？什么时候jh最大？26精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布h不变，jh随AB的变化规律:为了探测勘探深度、勘探体积根据以上讨论可以得出以下结论：①.在地表由A、B供电时，大部分电流集中于AB附近。AB一定时，在地表观测电场只能反映一定深度的不均匀体；②.欲增加勘探深度，必须加大供电电极距，使更多的电流流入深处。③.在AB连线之间，以中点的电流分布最深，电场最均匀，勘探深度最大。因此，以中点观测最佳，可以以最小的电极距达到最大的勘探深度。 勘探深度：h=AB/2

勘探体积：长AB、宽AB/2、高AB/227精选课件陈同俊勘探深度、勘探体积根据以上讨论可以得出以下结论：27精选课件3.岩石电阻率的测定及视电阻率岩石电阻率的测定28精选课件陈同俊3.岩石电阻率的测定及视电阻率岩石电阻率的测定28精选课件岩石电阻率的测定29精选课件陈同俊岩石电阻率的测定29精选课件陈同俊岩石电阻率的测定上式中K称为装置系数，单位为米；在均匀、各向同性介质中，岩石的电阻率与K、I无关；当供电电极A、B与测量电极M、N互换位置时，测定的电阻率结果不变，这一结论称作“互换原理”。30精选课件陈同俊岩石电阻率的测定30精选课件陈同俊3.岩石电阻率的测定及视电阻率非均匀介质的地下电流场及视电阻率地电断面——根据地下地质体电阻率的差异而划分界线的断面；非均匀介质的地下电流场高阻体:具有向周围排斥电流的作用;低阻体:具有向其内部吸引电流的作用;r2r131精选课件陈同俊3.岩石电阻率的测定及视电阻率非均匀介质的地下电流场及视电非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率：当在电流场的作用范围内岩石不均匀或地形不平坦时，仍按均匀岩石电阻率的测定方法，并按电阻率测定公式计算出的电阻率值，不再是某一种岩石的电阻率值，而是电流场作用范围内各种岩石电阻率的综合反映，我们称之为“视电阻率”，用符rs表示，单位仍为欧姆·米。计算公式为:电阻率法的实质：rs的变化是与不均匀体的存在密切联系的，通过观测和研究rs的变化，来了解不均匀体存在的情况，这就是电阻率法的实质。视电阻率——在电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合反映。32精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率：当在电流场的作用范非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率的定性分析在地形不平坦或地质体不均匀时，视电阻率可表示为：因此，测定的视电阻率的变化并不一定代表有不均匀地质体的存在。有可能是地表不平坦而引起的。33精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率的定性分析33精选课非均匀介质的地下电流场及视电阻率电极装置——供电电极A、B与测量电极M、N的排列形式和移动方式称为电极装置。视电阻率的影响因素1.不均匀体的电性(地质体与围岩的电性差异)、规模(相对于埋深而言)和产状(走向、倾向、埋深)——目标地质体属性的影响；34精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率电极装置——供电电极A、B与非均匀介质的地下电流场及视电阻率2.电极相对不均匀体的位置(包括装置形式)，布极方向，极距大小等——观测方式的影响；35精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率2.电极相对不均匀体的位置非均匀介质的地下电流场及视电阻率3.地形起伏对视电阻率的影响；36精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率3.地形起伏对视电阻率的影4.地中稳定电流场的边界条件在边界上，稳定电流场还满足如下的边界条件:1)第一类边界条件2)第二类边界条件

n为垂直于地平面的法向方向，此时，在地面上(除电源点外)电流密度法向分量等于零。37精选课件陈同俊4.地中稳定电流场的边界条件在边界上，稳定电流场还满足如下地中稳定电流场的边界条件3)第三类边界条件当界面两侧介质电阻率为有限值时，在该界面上有以下连续条件成立

由以上三类边界条件，就可求解稳定电流场的解。38精选课件陈同俊地中稳定电流场的边界条件3)第三类边界条件38精选课件陈同5.镜像法原理及应用边界面附近某点的电位可以通过镜像法而求得。r1r2A(I)M1rxA1(I1)xr1r1r2A2(I2)M2r2求M1处电位时,将r2介质的影响用虚电源A1(I1)代替。求M2处电位时,将r1介质的影响用虚电源A2(I2)代替。39精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用边界面附近某点的电位可以通过镜像法而求5.镜像法原理及应用对于第一种情况，当用虚电源代替后，相当于地下半空间充满着r1的单一介质，则M1处的电位为：对于第二种情况，介质r1对介质r2的作用也可由虚电源代替，此时，虚电源与实际电源重合。此时，M2处的电位UM2为：40精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用对于第一种情况，当用虚电源代替后，相当5.镜像法原理及应用根据稳定电流场的边界条件，有：当M1和M2点无限靠近时，两点电位相同，即：又据据界面上电流密度法线分量连续，即：j1n=j2n41精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用根据稳定电流场的边界条件，有：41精选5.镜像法原理及应用联立上页的(1),(2)两式，则有比较电阻率法中的反射系数和透射系数与反射波地震勘探中的反射系数与透射系数的异同？42精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用联立上页的(1),(2)两式，则有比较5.镜像法原理及应用I1和I2的物理意义I1相当于电流I射向界面而被反射回来的部分电流；I2相当于电流I透射到介质r2中的电流；I1+

I2=I当r2→∞时，K12=1，1-K12=0，I1=I，I2=0电源的全部电流都被界面反射回介质1中；当r2→0时，K12=-1，1-K12=2，I1=-I，I2=2I，界面不向介质1中反射电流，全部电流都透射到介质2中；43精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用I1和I2的物理意义43精选课件陈同俊电流密度44精选课件陈同俊电流密度44精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法ResistivityProfiling45精选课件第三节电阻率剖面法ResistivityProfili第三节电阻率剖面法当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深度一定，移动电极系时就可以反应一定深度范围内的地下电阻率的变化情况，这种方法称之为电阻率剖面法。电阻率剖面法装置特点：保持供电电极及测量电极之间的距离不变，几个电极同时沿测线移动；在不同测点电流场的作用范围大致不变，因此，在各测点所观测的视电阻率的变化反映地下一定深度和范围内介质电阻率的变化；46精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的应用前提：被勘探对象必须与围岩在水平方向上有明显差异；被勘探对象相对于埋深应具有一定规模；干扰水平相对较低，即被勘探对象引起的异常能从干扰背景中区分出来；沿测线方向地形起伏不大；47精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的应用前提：47精选课件陈同第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的分类：联合剖面法；中间梯度法；对称剖面法；偶极剖面法；电剖面法的应用范围划分不同岩性陡立的接触带、岩脉；追踪构造破碎带、地下暗河等；48精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的分类：48精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电剖面法电极距的选择原则考滤盖层的厚度(H)及其电阻率，AO≥3H；地电断面的产状、规模，相邻地质体的影响；其它干扰情况；49精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电剖面法电极距的选择原则49精选课件陈同电剖面法野外工作技术50精选课件陈同俊电剖面法野外工作技术50精选课件陈同俊1.3.1联合剖面法联合剖面法的特点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；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；由于联合剖面法有无穷远极，野外工作中有装置笨重、受地形影响大等缺点。51精选课件陈同俊1.3.1联合剖面法联合剖面法的特点51精选课件陈同俊联合剖面法装置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rsA和rsB表示，在一条剖面上便可获得两条视电阻率曲线；一般将rsA用实线表示，rsB用虚线表示；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。52精选课件陈同俊联合剖面法装置在每一测点分别用两个三极装置AMN及MNB进行镜像法回顾r1r2P53精选课件陈同俊镜像法回顾r1r2P53精选课件陈同俊三极装置视电阻率公式推导54精选课件陈同俊三极装置视电阻率公式推导54精选课件陈同俊(1)直立接触面上的联合剖面rs曲线没有覆盖层时两种岩石直立接触面上的联合剖面法rs曲线形态，三极排列AMN位于界面不同位置，r1>r2,MN→0AMN在界面左侧远离界面时,此时:三极装置逐渐接近直立接触面时(K12<0,d>x)：55精选课件陈同俊(1)直立接触面上的联合剖面rs曲线没有覆盖层时两种岩石直

因为K12<0，MN向界面移动过程中d减小，rs的值增大；当d=x时，即MN刚好在接触面上时，视电阻率取极大值，即：当A点与MN位于直立接触面两侧时：此时视电阻率曲线为一平直段，长度为AM。56精选课件陈同俊因为K12<0，MN向界面移动过程中d减小，rs的值当AMN刚过直立接触面时，有(K21>0)：当AMN刚过界面时，由于介质1为高阻的排拆作用，jMN>j0，所以rs>r2。当d=0时，取极大值2r1r2/(r1+r2)

；随着d的增大，视电阻率逐渐减小。当AMN在界面右侧，远离界面时界面的排拆作用逐渐减小，rs→r2；曲线出现新的渐近线。57精选课件陈同俊当AMN刚过直立接触面时，有(K21>0)：57精选课件陈同AMN三级装置过垂直接触面时的rsA剖面线r1>r2MN=058精选课件陈同俊AMN三级装置过垂直接触面时的rsA剖面线58精选课件陈同俊MNB三极装置过直立接触面时，r1>r2,MN→0当MNB远离界面时，jMN→j0，rs→r1；曲线出现的渐近线。当B逐渐接近界面时，介质2对电流具有吸引作用，MN的电流密度减小，此时视电阻率的计算公式为：即：随着B接近界面，视电阻率逐渐减小；当B在界面上时，视电阻率取最小值。实电源与虚电源电流线方向相反！59精选课件陈同俊MNB三极装置过直立接触面时，r1>r2,MN→0实电当电极B位于介质2中，而MN还在介质1中时，有：此时，视电阻率为一个常值，视电阻率曲线为平直线。当MNB刚过直立界面时，由于介质1的排拆作用，jMN突然减小，视电阻率突然减小当d=0，即MN在界面上时，视电阻率最小。60精选课件陈同俊当电极B位于介质2中，而MN还在介质1中时，有：60精选课件MNB三级装置过垂直接触面时的rsB剖面线r1>r2MN=061精选课件陈同俊MNB三级装置过垂直接触面时的rsB剖面线61精选课件陈同俊rsA和

rsB剖面线叠合结果图r1>r2MN=062精选课件陈同俊rsA和rsB剖面线叠合结果图62精选课件陈同俊63精选课件陈同俊63精选课件陈同俊电极距AB对曲线异常幅度无影响，只影响曲线异常的宽度！64精选课件陈同俊电极距AB对曲线异常幅度无影64精选课件陈同俊电极距MN只影响曲线异常幅度，对曲线异常的宽度无影响！65精选课件陈同俊电极距MN只影响曲线异常幅度，65精选课件陈同俊表层浮士对曲线的影响，r1>r2MN=0电极位于无穷远时，视电阻率不再趋近于r1或r2；曲线异常幅度降低。浮士越厚,异常幅度越小.66精选课件陈同俊表层浮士对曲线的影响，r1>r2MN=0电极位于无穷远两种岩石直立接触面上的联合剖面法rs曲线形态rs曲线的特点:在距界面很远的地方，

rsA和rsB分别趋近于r1和

r2；在界面上，

rsA和rsB分别出现最大值或最小值，并发生急剧跳跃；在界面两侧跳跃的幅度与r1/

r2的比值成正比；异常极值的大小不受AO大小的影响，AO大小只影响异常范围；MN增大时，rs曲线变得平滑，极值相对界面位移了MN/2；地表有浮士时，

rs曲线变得平缓，极值变小，接触面位于陡曲线上部1/3位置处。67精选课件陈同俊两种岩石直立接触面上的联合剖面法rs曲线形态rs曲线的特点:直立良导体矿脉对电流场的屏蔽作用良导矿体吸引电流线，并把电流沿走向和向深部导走，正是这种“屏蔽作用”造成点电源电流场很大的畸变，因此，可引起了明显的视电阻率异常。68精选课件陈同俊直立良导体矿脉对电流场的屏蔽作用良导矿体吸引电流线，并把电流直立低阻薄矿脉上联合剖面rs曲线曲线关于矿脉中心对对称，矿脉宽度等于最大最小值间上部1/3处的连线。69精选课件陈同俊直立低阻薄矿脉上联合剖面rs曲线曲线关于矿脉中心对69精选课(2)

直立良导体上的rs曲线影响良导矿脉上联合剖面rs曲线的因素电阻率差异对rs曲线的影响：矿体电阻率与围岩电阻率差别倍数越大，异常越明显。矿体顶部埋深H对rs曲线的影响：当AO较小时，H↑，rsA和rsB两条曲线分离带和异常幅度均减小。矿脉走向长度L和延深长度d对rs曲线的影响；极距AO对rs曲线的影响：当AO很小时，AO↑异常幅度↑；当AO增大到一定程度时，异常幅度不再增大，反而减小。倾斜程度对rs曲线的影响：MN大小对rs曲线的影响：MN↓，rs曲线幅度↑70精选课件陈同俊(2)直立良导体上的rs曲线影响良导矿脉上联合剖面rs曲线可以通过不同极距AB的联合剖面视电阻率曲线追踪倾斜界面。71精选课件陈同俊可以通过不同极距AB的71精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线(1)此时rsA和rsB曲线关于高阻矿脉对称；(2)曲线相交方式与低阻矿脉时刚好相反——称为反交点；AB72精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线(1)此时rsA和rsB曲线73精选课件陈同俊73精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线特点曲线关于高阻直矿脉左右对称。在矿脉上方出现高阻反交点,即;

远离交点的供电电极供电时的视电阻率较小，靠近交点电极供电时的视电阻率较大。在本例中，交点左侧rsB>rsA，右侧rsB<rsA。交点处的视电阻率rs>围岩视电阻率r1。当高阻矿脉斜时，交点向下斜方向偏移；倾角越小，不对称性越强。随着极距增大，曲线变得复杂——联合剖面法不适合寻找高阻直立矿脉。74精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线特点曲线关于高阻直矿脉左右对大极距时高阻直立矿脉的rs曲线75精选课件陈同俊大极距时高阻直立矿脉的rs曲线75精选课件陈同俊大极距时高阻直立矿脉的rs曲线特点在反交点左侧，rsA和rsB同步上升，在反交点右侧rsA和rsB

同步下降。在矿脉左侧，rsA有一不明显极小值，rsB有一较明显的极小值和次级极大值；在矿脉右侧有类似情况，只不过rsA

和rsB

情况互换。76精选课件陈同俊大极距时高阻直立矿脉的rs曲线特点在反交点左侧，rsA和rs不同极距时球体异常上的视电阻率曲线77精选课件陈同俊不同极距时球体异常上的视电阻率曲线77精选课件陈同俊(4)联合剖面法资料解释及应用实例确定直立岩石接触面（断层等）的位置 利用rsA陡度最大处或极小值到极大值幅度的2/3处来确定。AB78精选课件陈同俊(4)联合剖面法资料解释及应用实例确定直立岩石接触面（断层(4)联合剖面法资料解释及应用实例追索破碎带走向,确定倾向在剖面平面图上，低阻正交点的联线即为破碎带走向；rsA和rsB不对称，说明破碎带倾斜，倾向的确定可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。79精选课件陈同俊(4)联合剖面法资料解释及应用实例追索破碎带走向,确定倾向剖面平面图所谓剖面平面图：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rs剖面曲线。包含异常的剖面分布特点;包含异常的平面分布特点;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。80精选课件陈同俊剖面平面图所谓剖面平面图：将测线按一定的水平比例尺绘在平面图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81精选课件陈同俊1—测线；2—基线；3—测点岩；4—曲线；5—正、反交点；1.3.2对称四极剖面法对称四极装置如图所示因此，可以将对称四极装置看作是两个三级装置的组合，因此，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：对称四极剖面曲线等于相同极距联合剖面曲线的平均值。82精选课件陈同俊1.3.2对称四极剖面法对称四极装置如图所示82精选课件陈83精选课件陈同俊83精选课件陈同俊对称四极剖面与联合剖面曲线的关系低阻直立矿脉(1)关于直立矿脉左右对称;(2)最小视电阻率>r0,<r1;84精选课件陈同俊对称四极剖面与联合剖面曲线的关系低阻直立矿脉(1)关于直立矿对称四极剖面法曲线直立接触面——理论曲线地表有浮士时实际曲线85精选课件陈同俊对称四极剖面法曲线直立接触面——理论曲线地表有浮士时实际曲线对称四极剖面法rs曲线定性分析图高阻突起86精选课件陈同俊对称四极剖面法rs曲线定性分析图高阻突起86精选课件陈同俊复合对称四极剖面法对称四极剖面法存在的问题——多解性

如左图的中间上升段，可解释为：高阻基岩的隆起，也可以解释为低阻基岩的凹陷——多解性。对称四极剖面法的缺陷！87精选课件陈同俊复合对称四极剖面法对称四极剖面法存在的问题——多解性如左图的复合对称四极剖面法解决方法设计两个不同极距AB的对称四极装置，并保持测量电极MN极距不变，同时使用这两种对称四极装置进行测量的方法称为复合对称四极剖面法。比较两个不同极距AB的测量结果即可解决对称四极剖面法的多解性问题。设：大极距AB，视电阻率曲线rs；小极距A’B’，视电阻率曲线rs’。极距↓,视电阻率↓,上部地层电阻率<下部地层，即为高阻隆起！极距↓,视电阻率↑,上部地层电阻率>下部地层，即为低阻凹陷！88精选课件陈同俊复合对称四极剖面法解决方法极距↓,视电阻率↓,上部地层极距↓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高阻异常？低阻异常？89精选课件陈同俊复合对称四极剖面法应用解决地质构造形态（背斜、向斜、断层位置横穿古河道的对称四极剖面rs曲线1—砂砾岩；2—坚硬砂岩90精选课件陈同俊横穿古河道的对称四极剖面rs曲线90精选课件陈同俊1.3.3

中间梯度法装置特点

AB=(70～80)HH浮土厚度

MN=(1/30～1/50)AB工作过程供电电极AB不动，测量电极MN间距离不变，在AB中部1/3范围内沿测线逐点移动，观测MN间的电位差，并计算各测点(MN中点)的视电阻率rs=K△U/I。每次测量时装置系数K相同吗？91精选课件陈同俊1.3.3中间梯度法装置特点每次测量时装置系数K相同吗？91.3.3

中间梯度法由于中间梯度法的装置系数K在每一个测点都不同，因此，在施工之前应将各测点的K值计算出来。中间梯度法rs曲线对高/低阻矿脉的响应特征测线垂直直立高阻矿脉：高异常；测线平行直立高阻矿脉：无异常；测线过水平高阻矿脉：无异常；测线垂直于低阻薄矿脉：无异常；92精选课件陈同俊1.3.3中间梯度法由于中间梯度法的装置系数K在每一个测点rs曲线对高/低阻矿脉的响应特征测线平行于低阻直立矿脉：低异常；测线过水平低阻矿脉：低异常；93精选课件陈同俊rs曲线对高/低阻矿脉的响应特征测线平行于低阻直立矿脉：低异中间梯度电阻率剖面法的特点优点：

①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。②rs的变化反映了MN电极附近地下电性的变化。③工作效率高。缺点：

①AB移动时，曲线不连续；②每点的勘探深度略有变化。94精选课件陈同俊中间梯度电阻率剖面法的特点优点：94精选课件陈同俊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。上图是我国东北某矿区采用中间梯度法所得的rs剖面平面图。图中两条连续的rs高峰值带就是由石英脉引起的。95精选课件陈同俊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。上1.3.4偶极剖面法装置特点

单边轴向偶极剖面

oo’为电极距96精选课件陈同俊1.3.4偶极剖面法装置特点96精选课件陈同俊偶极剖面与联合剖面的关系注意与对称四极装置叠加的差异！97精选课件陈同俊偶极剖面与联合剖面的关系注意与对称四极装置叠加的差异！97精98精选课件陈同俊98精选课件陈同俊偶极剖面视电阻率曲线特点定性分析公式设MN=099精选课件陈同俊偶极剖面视电阻率曲线特点定性分析公式设MN=099精选课件陈偶极剖面法工作方法根据不同的极距n，可同时得到等值断面图100精选课件陈同俊偶极剖面法工作方法根据不同的极距n，可同时得到等值断面图10低阻球体上的偶极装置rs曲线及等值断面图101精选课件陈同俊低阻球体上的偶极装置rs曲线及等值断面图101精选课件陈同俊低阻铜板上的偶极装置rs曲线及等值断面图102精选课件陈同俊低阻铜板上的偶极装置rs曲线及等值断面图102精选课件陈同俊103精选课件陈同俊103精选课件陈同俊偶极装置的特点优点装置轻便，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104精选课件陈同俊偶极装置的特点优点104精选课件陈同俊1.3.5

各种电剖面法应用范围和比较探测的地电断面优点缺点

联合剖面法陡立良导体高阻岩脉（详查）接触面异常幅度大，分辨力强异常曲线清晰（比偶极好）效率低地形影响大对称四极剖面法构造、基岩起伏、厚岩层、接触面（普查）异常幅度大，易读数轻便、效率高不均匀体、地形干扰小不易发现陡立良导薄脉异常幅度小中间梯度法陡立高阻矿脉测接触面（详查）不均匀体、地形干扰小效率高勘探深度小不易发现陡立良导薄脉偶极剖面法良导体、陡立高阻脉接触面(详测)异常幅度大，灵敏轻便、效率高假异常大，不易分辨不均匀、地形影响大费电105精选课件陈同俊1.3.5各种电剖面法应用范围和比较探测的地电断面优点缺点1.3.6地形影响及校正地形影响

地形起伏相当于在原来均匀半空间中的地表附近叠加一个不均匀地电体。 山谷（凹地）———叠加高阻体 山脊————叠加低阻体106精选课件陈同俊1.3.6地形影响及校正地形影响106精选课件陈同俊107精选课件陈同俊107精选课件陈同俊地形校正108精选课件陈同俊地形校正108精选课件陈同俊地形校正实例a—地形校正后曲线b—模拟地形影响曲线c—野外实测曲线1—白云岩；2—含矿断层破碎带109精选课件陈同俊地形校正实例109精选课件陈同俊感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，第一章电阻率法111精选课件第一章电阻率法1精选课件第一章电阻率法什么是电阻率法电阻率法是以地壳中岩石和矿石的电阻率差异为物质基础，通过观测与研究人工电场的分布规律达到解决地质找矿的目的。电阻率法是传导类电法勘探方法之一电阻率法的电场是人工电场112精选课件陈同俊第一章电阻率法什么是电阻率法2精选课件陈同俊第一节电阻率法的理论基础岩、矿石的电阻率1.电阻率(resistivity)的基本公式电阻(resistance)是表征某一物体导电能力的物理量；其与物体长度、横截面积有关；r为电阻率，是表征岩石导电性的物理量；某物质的电阻率，在数值上等于该物质组成的栈截面积为一平方米、长度为一米的导体所具有的电阻数值。电阻率的大小代表着岩石导电的难易程度；用电阻描述某种材料的导电能力合适吗？113精选课件陈同俊第一节电阻率法的理论基础岩、矿石的电阻率用电阻描述某种材料岩、矿石的电阻率电阻率的单位电导率(conductivity)

将电阻率的倒数称为电导率，用s表示。114精选课件陈同俊岩、矿石的电阻率电阻率的单位4精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质1岩石和矿石的电阻率

1)岩石电阻率的测定

铜板铜丝115精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质1岩石和矿石的电阻率铜板铜丝5精2)岩石的导电方式

岩石的导电方式大致可分为四种：

(1)电子导电：金属、石墨——电阻率低；

(2)半导体导电：大多数金属硫/氧化物——电阻率低；

(3)晶体离子导电：大多数造岩矿物，石英、云母、方解石等——电阻率高；

(4)离子导电：含水矿物——电阻率低；不同种岩石的电阻率一般不同——电法勘探基础；但不同种矿物电阻率的范围有可能部分重合——电法勘探的局限性；

二、岩石和矿石的电学性质116精选课件陈同俊2)岩石的导电方式二、岩石和矿石的电学性质6精选课件二、岩石和矿石的电学性质3)影响岩石电阻率的因素

117精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质3)影响岩石电阻率的因素7精选课件二、岩石和矿石的电学性质118精选课件陈同俊二、岩石和矿石的电学性质8精选课件陈同俊(6)岩石电阻率与层理的关系 层理构造是大多数沉积岩和变质岩的典型特征，如砂岩、泥岩、片岩、板岩以及煤层等，它们均由很多薄层相互交替组成。这种岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。岩石电阻率的各向异性用各向异性系数来表示.

3)影响岩石电阻率的因素119精选课件陈同俊(6)岩石电阻率与层理的关系3)影响岩石电阻率的因素9精选3)影响岩石电阻率的因素代表垂直层理方向上的平均电阻率;代表沿层理方向的平均电阻率。图1-1-1层状结构岩石模型以上两种电阻率是如何得来的？120精选课件陈同俊3)影响岩石电阻率的因素代表垂直层理方向上的平均电阻率;图rn的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1,h1和r2,h2S121精选课件陈同俊rn的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1rt的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1,h1和r2,h2lb122精选课件陈同俊rt的获得设岩石由两种岩性地层组成，厚度和电阻率分别为：r1rn和rt

的关系垂直层理方向的电阻率总是大于沿着层理方向的电阻率！123精选课件陈同俊rn和rt的关系垂直层理方向的电阻率总是大于沿着层理方向的沉积岩石电阻率的相互关系泥岩或粘土<页岩<细砂岩或粉砂岩<中砂岩<粗砂岩<砾岩。3)影响岩石电阻率的因素124精选课件陈同俊沉积岩石电阻率的相互关系3)影响岩石电阻率的因素14精选课第二节地表点电源电场125精选课件第二节地表点电源电场15精选课件第二节地表点电源的正常场电位、电场强度与电流密度间的关系电流密度与电场强度成正比

j为电流密度矢量,E为电场强度矢量,r为该点岩石的电阻率,s为该点的电导率;U为电位值

电场强度:单位正电荷在所研究点所受的电场力。将电位、电场强度和电流密度之间的关系想象成流体势能3个参数间的关系。∆U=rgh126精选课件陈同俊第二节地表点电源的正常场电位、电场强度与电流密度间的关系第二节地表点电源的正常场点电源场的建立为了建立地下电场，将A、B两个电极向地下供电，A、B被称为供电电极；当供电电极大小比供电电极间距小得多时，可以将两个供电电极看成是两个“点”，所以将A、B称为点电源；127精选课件陈同俊第二节地表点电源的正常场点电源场的建立17精选课件陈同俊1.点电源时的电场一个点电源时的电场电流密度设在地面A点向地下供电，电流强度为I，地下半空间的电阻率为r。地下距A点距离为R的M点处的电流密度为?j与电流强度I呈正比，

与距离平方成反比；电场强度电压为标量，在此为正值；电场强度为矢量，有方向性；电场强度的减小速度要比电压的减小速度快。128精选课件陈同俊1.点电源时的电场一个点电源时的电场电压为标量，在此为正值一个点电源时的电场电位：电场中某点的电位在数值上等于将单位正电菏从无穷远处移到该点反抗电场力所作的功。M点的电位是将单位正电荷从无穷远处移到电场中该点所做的功，则：

即：电位值与电流强度I和岩石电阻率r成正比，与A到M点间距离成反比；点电源A(+I)处电位值最大。129精选课件陈同俊一个点电源时的电场电位：电场中某点的电位在数值上等于将单位正1.点电源时的电场地表正、负两个点电源的正常电流场叠加原理：当多个点电源同时存在时，任意一点M的电位是各电源单独在该点产生的电位之和；任意一点的电场强度(或电流密度)是各电源单独在该点产生的电场强度(或电流密度)的向量和。如图所示，在均匀半空间表面布以电极A和B并分别以+Ⅰ和-Ⅰ向介质中供电，根据电场的叠加原理，可写出A、B两个点电流源在M点形成的电位。130精选课件陈同俊1.点电源时的电场地表正、负两个点电源的正常电流场20精选2.地表正、负两个点电源的正常电流场主测线上的电位及电场强度在地表通过A、B两个供电电极的连线称为主测线；在A、B之间，EMA和EMB的方向相同，此时：在A、B之外，EMA和EMB的方向相反，最终可得主测线上电位与电场强度图AM<BMAM>BM131精选课件陈同俊2.地表正、负两个点电源的正常电流场主测线上的电位及电场强度主测线上的电位及电场强度由图可知：在供电电极A、B附近，U、j、E分布极不均匀，变化很快。当距离为零时，从数学定义上讲，它们的数值值趋于正负无穷大，但实际上是趋于某一有限值，V趋于电源电压。在A、B中间部分，E、j、U变化都比较平缓，尤其是中间1/3地段，E、j可近似看作均匀水平场，U的变化近于线性，A、B中点值为零。在A、B外侧，电位变化比内侧缓慢，电场强度则比内侧衰减快。132精选课件陈同俊主测线上的电位及电场强度由图可知：22精选课件陈同俊2.地表正、负两个点电源的正常电流场主断面内电位及电流分布

为了弄清电流场在地下的分布情况，AB不变，主断面(A、B连线的中垂面上)电流密度的变化情况。当h=0时，AB中点O处的电流密度用j0表示133精选课件陈同俊2.地表正、负两个点电源的正常电流场主断面内电位及电流分布2主断面内电位及电流分布当h≠0时，l大部分电流都集中在近地表地层内！134精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布当h≠0时，l大部分电流都集中在近地表主断面内电位及电流分布结论：当h<AB/6时，jh/j0=85%，因此，在此范围内，可以近似认为是均匀场；当h=AB时，jh/j0=8.9%，此时，如果有异常体存在时，很难识别异常；当h<AB/2时，jh/j0>35%，如果有异常体存在时，可以识别；因此，勘探深度<AB/2;135精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布结论：25精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布h不变，jh随AB的变化规律:为了探测100m深处的目标体，如何选择电极距AB？什么时候jh最大？136精选课件陈同俊主断面内电位及电流分布h不变，jh随AB的变化规律:为了探测勘探深度、勘探体积根据以上讨论可以得出以下结论：①.在地表由A、B供电时，大部分电流集中于AB附近。AB一定时，在地表观测电场只能反映一定深度的不均匀体；②.欲增加勘探深度，必须加大供电电极距，使更多的电流流入深处。③.在AB连线之间，以中点的电流分布最深，电场最均匀，勘探深度最大。因此，以中点观测最佳，可以以最小的电极距达到最大的勘探深度。 勘探深度：h=AB/2

勘探体积：长AB、宽AB/2、高AB/2137精选课件陈同俊勘探深度、勘探体积根据以上讨论可以得出以下结论：27精选课件3.岩石电阻率的测定及视电阻率岩石电阻率的测定138精选课件陈同俊3.岩石电阻率的测定及视电阻率岩石电阻率的测定28精选课件岩石电阻率的测定139精选课件陈同俊岩石电阻率的测定29精选课件陈同俊岩石电阻率的测定上式中K称为装置系数，单位为米；在均匀、各向同性介质中，岩石的电阻率与K、I无关；当供电电极A、B与测量电极M、N互换位置时，测定的电阻率结果不变，这一结论称作“互换原理”。140精选课件陈同俊岩石电阻率的测定30精选课件陈同俊3.岩石电阻率的测定及视电阻率非均匀介质的地下电流场及视电阻率地电断面——根据地下地质体电阻率的差异而划分界线的断面；非均匀介质的地下电流场高阻体:具有向周围排斥电流的作用;低阻体:具有向其内部吸引电流的作用;r2r1141精选课件陈同俊3.岩石电阻率的测定及视电阻率非均匀介质的地下电流场及视电非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率：当在电流场的作用范围内岩石不均匀或地形不平坦时，仍按均匀岩石电阻率的测定方法，并按电阻率测定公式计算出的电阻率值，不再是某一种岩石的电阻率值，而是电流场作用范围内各种岩石电阻率的综合反映，我们称之为“视电阻率”，用符rs表示，单位仍为欧姆·米。计算公式为:电阻率法的实质：rs的变化是与不均匀体的存在密切联系的，通过观测和研究rs的变化，来了解不均匀体存在的情况，这就是电阻率法的实质。视电阻率——在电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合反映。142精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率：当在电流场的作用范非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率的定性分析在地形不平坦或地质体不均匀时，视电阻率可表示为：因此，测定的视电阻率的变化并不一定代表有不均匀地质体的存在。有可能是地表不平坦而引起的。143精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率视电阻率的定性分析33精选课非均匀介质的地下电流场及视电阻率电极装置——供电电极A、B与测量电极M、N的排列形式和移动方式称为电极装置。视电阻率的影响因素1.不均匀体的电性(地质体与围岩的电性差异)、规模(相对于埋深而言)和产状(走向、倾向、埋深)——目标地质体属性的影响；144精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率电极装置——供电电极A、B与非均匀介质的地下电流场及视电阻率2.电极相对不均匀体的位置(包括装置形式)，布极方向，极距大小等——观测方式的影响；145精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率2.电极相对不均匀体的位置非均匀介质的地下电流场及视电阻率3.地形起伏对视电阻率的影响；146精选课件陈同俊非均匀介质的地下电流场及视电阻率3.地形起伏对视电阻率的影4.地中稳定电流场的边界条件在边界上，稳定电流场还满足如下的边界条件:1)第一类边界条件2)第二类边界条件

n为垂直于地平面的法向方向，此时，在地面上(除电源点外)电流密度法向分量等于零。147精选课件陈同俊4.地中稳定电流场的边界条件在边界上，稳定电流场还满足如下地中稳定电流场的边界条件3)第三类边界条件当界面两侧介质电阻率为有限值时，在该界面上有以下连续条件成立

由以上三类边界条件，就可求解稳定电流场的解。148精选课件陈同俊地中稳定电流场的边界条件3)第三类边界条件38精选课件陈同5.镜像法原理及应用边界面附近某点的电位可以通过镜像法而求得。r1r2A(I)M1rxA1(I1)xr1r1r2A2(I2)M2r2求M1处电位时,将r2介质的影响用虚电源A1(I1)代替。求M2处电位时,将r1介质的影响用虚电源A2(I2)代替。149精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用边界面附近某点的电位可以通过镜像法而求5.镜像法原理及应用对于第一种情况，当用虚电源代替后，相当于地下半空间充满着r1的单一介质，则M1处的电位为：对于第二种情况，介质r1对介质r2的作用也可由虚电源代替，此时，虚电源与实际电源重合。此时，M2处的电位UM2为：150精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用对于第一种情况，当用虚电源代替后，相当5.镜像法原理及应用根据稳定电流场的边界条件，有：当M1和M2点无限靠近时，两点电位相同，即：又据据界面上电流密度法线分量连续，即：j1n=j2n151精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用根据稳定电流场的边界条件，有：41精选5.镜像法原理及应用联立上页的(1),(2)两式，则有比较电阻率法中的反射系数和透射系数与反射波地震勘探中的反射系数与透射系数的异同？152精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用联立上页的(1),(2)两式，则有比较5.镜像法原理及应用I1和I2的物理意义I1相当于电流I射向界面而被反射回来的部分电流；I2相当于电流I透射到介质r2中的电流；I1+

I2=I当r2→∞时，K12=1，1-K12=0，I1=I，I2=0电源的全部电流都被界面反射回介质1中；当r2→0时，K12=-1，1-K12=2，I1=-I，I2=2I，界面不向介质1中反射电流，全部电流都透射到介质2中；153精选课件陈同俊5.镜像法原理及应用I1和I2的物理意义43精选课件陈同俊电流密度154精选课件陈同俊电流密度44精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法ResistivityProfiling155精选课件第三节电阻率剖面法ResistivityProfili第三节电阻率剖面法当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深度一定，移动电极系时就可以反应一定深度范围内的地下电阻率的变化情况，这种方法称之为电阻率剖面法。电阻率剖面法装置特点：保持供电电极及测量电极之间的距离不变，几个电极同时沿测线移动；在不同测点电流场的作用范围大致不变，因此，在各测点所观测的视电阻率的变化反映地下一定深度和范围内介质电阻率的变化；156精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法当保持供电电极距AB不动时，电极系探测深第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的应用前提：被勘探对象必须与围岩在水平方向上有明显差异；被勘探对象相对于埋深应具有一定规模；干扰水平相对较低，即被勘探对象引起的异常能从干扰背景中区分出来；沿测线方向地形起伏不大；157精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的应用前提：47精选课件陈同第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的分类：联合剖面法；中间梯度法；对称剖面法；偶极剖面法；电剖面法的应用范围划分不同岩性陡立的接触带、岩脉；追踪构造破碎带、地下暗河等；158精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电阻率剖面法的分类：48精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电剖面法电极距的选择原则考滤盖层的厚度(H)及其电阻率，AO≥3H；地电断面的产状、规模，相邻地质体的影响；其它干扰情况；159精选课件陈同俊第三节电阻率剖面法电剖面法电极距的选择原则49精选课件陈同电剖面法野外工作技术160精选课件陈同俊电剖面法野外工作技术50精选课件陈同俊1.3.1联合剖面法联合剖面法的特点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；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；由于联合剖面法有无穷远极，野外工作中有装置笨重、受地形影响大等缺点。161精选课件陈同俊1.3.1联合剖面法联合剖面法的特点51精选课件陈同俊联合剖面法装置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rsA和rsB表示，在一条剖面上便可获得两条视电阻率曲线；一般将rsA用实线表示，rsB用虚线表示；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。162精选课件陈同俊联合剖面法装置在每一测点分别用两个三极装置AMN及MNB进行镜像法回顾r1r2P163精选课件陈同俊镜像法回顾r1r2P53精选课件陈同俊三极装置视电阻率公式推导164精选课件陈同俊三极装置视电阻率公式推导54精选课件陈同俊(1)直立接触面上的联合剖面rs曲线没有覆盖层时两种岩石直立接触面上的联合剖面法rs曲线形态，三极排列AMN位于界面不同位置，r1>r2,MN→0AMN在界面左侧远离界面时,此时:三极装置逐渐接近直立接触面时(K12<0,d>x)：165精选课件陈同俊(1)直立接触面上的联合剖面rs曲线没有覆盖层时两种岩石直

因为K12<0，MN向界面移动过程中d减小，rs的值增大；当d=x时，即MN刚好在接触面上时，视电阻率取极大值，即：当A点与MN位于直立接触面两侧时：此时视电阻率曲线为一平直段，长度为AM。166精选课件陈同俊因为K12<0，MN向界面移动过程中d减小，rs的值当AMN刚过直立接触面时，有(K21>0)：当AMN刚过界面时，由于介质1为高阻的排拆作用，jMN>j0，所以rs>r2。当d=0时，取极大值2r1r2/(r1+r2)

；随着d的增大，视电阻率逐渐减小。当AMN在界面右侧，远离界面时界面的排拆作用逐渐减小，rs→r2；曲线出现新的渐近线。167精选课件陈同俊当AMN刚过直立接触面时，有(K21>0)：57精选课件陈同AMN三级装置过垂直接触面时的rsA剖面线r1>r2MN=0168精选课件陈同俊AMN三级装置过垂直接触面时的rsA剖面线58精选课件陈同俊MNB三极装置过直立接触面时，r1>r2,MN→0当MNB远离界面时，jMN→j0，rs→r1；曲线出现的渐近线。当B逐渐接近界面时，介质2对电流具有吸引作用，MN的电流密度减小，此时视电阻率的计算公式为：即：随着B接近界面，视电阻率逐渐减小；当B在界面上时，视电阻率取最小值。实电源与虚电源电流线方向相反！169精选课件陈同俊MNB三极装置过直立接触面时，r1>r2,MN→0实电当电极B位于介质2中，而MN还在介质1中时，有：此时，视电阻率为一个常值，视电阻率曲线为平直线。当MNB刚过直立界面时，由于介质1的排拆作用，jMN突然减小，视电阻率突然减小当d=0，即MN在界面上时，视电阻率最小。170精选课件陈同俊当电极B位于介质2中，而MN还在介质1中时，有：60精选课件MNB三级装置过垂直接触面时的rsB剖面线r1>r2MN=0171精选课件陈同俊MNB三级装置过垂直接触面时的rsB剖面线61精选课件陈同俊rsA和

rsB剖面线叠合结果图r1>r2MN=0172精选课件陈同俊rsA和rsB剖面线叠合结果图62精选课件陈同俊173精选课件陈同俊63精选课件陈同俊电极距AB对曲线异常幅度无影响，只影响曲线异常的宽度！174精选课件陈同俊电极距AB对曲线异常幅度无影64精选课件陈同俊电极距MN只影响曲线异常幅度，对曲线异常的宽度无影响！175精选课件陈同俊电极距MN只影响曲线异常幅度，65精选课件陈同俊表层浮士对曲线的影响，r1>r2MN=0电极位于无穷远时，视电阻率不再趋近于r1或r2；曲线异常幅度降低。浮士越厚,异常幅度越小.176精选课件陈同俊表层浮士对曲线的影响，r1>r2MN=0电极位于无穷远两种岩石直立接触面上的联合剖面法rs曲线形态rs曲线的特点:在距界面很远的地方，

rsA和rsB分别趋近于r1和

r2；在界面上，

rsA和rsB分别出现最大值或最小值，并发生急剧跳跃；在界面两侧跳跃的幅度与r1/

r2的比值成正比；异常极值的大小不受AO大小的影响，AO大小只影响异常范围；MN增大时，rs曲线变得平滑，极值相对界面位移了MN/2；地表有浮士时，

rs曲线变得平缓，极值变小，接触面位于陡曲线上部1/3位置处。177精选课件陈同俊两种岩石直立接触面上的联合剖面法rs曲线形态rs曲线的特点:直立良导体矿脉对电流场的屏蔽作用良导矿体吸引电流线，并把电流沿走向和向深部导走，正是这种“屏蔽作用”造成点电源电流场很大的畸变，因此，可引起了明显的视电阻率异常。178精选课件陈同俊直立良导体矿脉对电流场的屏蔽作用良导矿体吸引电流线，并把电流直立低阻薄矿脉上联合剖面rs曲线曲线关于矿脉中心对对称，矿脉宽度等于最大最小值间上部1/3处的连线。179精选课件陈同俊直立低阻薄矿脉上联合剖面rs曲线曲线关于矿脉中心对69精选课(2)

直立良导体上的rs曲线影响良导矿脉上联合剖面rs曲线的因素电阻率差异对rs曲线的影响：矿体电阻率与围岩电阻率差别倍数越大，异常越明显。矿体顶部埋深H对rs曲线的影响：当AO较小时，H↑，rsA和rsB两条曲线分离带和异常幅度均减小。矿脉走向长度L和延深长度d对rs曲线的影响；极距AO对rs曲线的影响：当AO很小时，AO↑异常幅度↑；当AO增大到一定程度时，异常幅度不再增大，反而减小。倾斜程度对rs曲线的影响：MN大小对rs曲线的影响：MN↓，rs曲线幅度↑180精选课件陈同俊(2)直立良导体上的rs曲线影响良导矿脉上联合剖面rs曲线可以通过不同极距AB的联合剖面视电阻率曲线追踪倾斜界面。181精选课件陈同俊可以通过不同极距AB的71精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线(1)此时rsA和rsB曲线关于高阻矿脉对称；(2)曲线相交方式与低阻矿脉时刚好相反——称为反交点；AB182精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线(1)此时rsA和rsB曲线183精选课件陈同俊73精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线特点曲线关于高阻直矿脉左右对称。在矿脉上方出现高阻反交点,即;

远离交点的供电电极供电时的视电阻率较小，靠近交点电极供电时的视电阻率较大。在本例中，交点左侧rsB>rsA，右侧rsB<rsA。交点处的视电阻率rs>围岩视电阻率r1。当高阻矿脉斜时，交点向下斜方向偏移；倾角越小，不对称性越强。随着极距增大，曲线变得复杂——联合剖面法不适合寻找高阻直立矿脉。184精选课件陈同俊(3)高阻直立矿脉上的rs曲线特点曲线关于高阻直矿脉左右对大极距时高阻直立矿脉的rs曲线185精选课件陈同俊大极距时高阻直立矿脉的rs曲线75精选课件陈同俊大极距时高阻直立矿脉的rs曲线特点在反交点左侧，rsA和rsB同步上升，在反交点右侧rsA和rsB

同步下降。在矿脉左侧，rsA有一不明显极小值，rsB有一较明显的极小值和次级极大值；在矿脉右侧有类似情况，只不过rsA

和rsB

情况互换。186精选课件陈同俊大极距时高阻直立矿脉的rs曲线特点在反交点左侧，rsA和rs不同极距时球体异常上的视电阻率曲线187精选课件陈同俊不同极距时球体异常上的视电阻率曲线77精选课件陈同俊(4)联合剖面法资料解释及应用实例确定直立岩石接触面（断层等）的位置 利用rsA陡度最大处或极小值到极大值幅度的2/3处来确定。AB188精选课件陈同俊(4)联合剖面法资料解释及应用实例确定直立岩石接触面（断层(4)联合剖面法资料解释及应用实例追索破碎带走向,确定倾向在剖面