电法第二章3课件

第二章垂向电测深法

本章提要(…)

§1对称四极电测深法的基本原理§2电测深野外工作方法和技术§3电测深资料的定性解释§4电测深资料的定量解释

主要掌握：电测深法基本原理电测深曲线类型典型地电断面的等视电阻率断面图电测深资料的解释第二章垂向电测深法本章提要(…)主要掌握：电测深1§1对称四极电测深法的基本原理

电测深全称为“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。

电测深法基本装置有三种：

(a)对称四极（b）三极（c）偶极电测深

AMNBAMNABMNB

∞

电测法基本假设条件：地面水平，地下电性层层面水平，厚度大，各层间电阻率差异明显，各层内电阻率均匀，浅部没有明显的屏蔽层（高阻或低阻），层次不能太多。§1对称四极电测深法的基本原理电测深全称为“电阻率垂向测2将每次所测的值绘制在坐标系中：纵坐标表示ρs值，横坐标表示AB/2，由于电测法是假设地面水平，地下电性层层面水平，厚度大，各层间电阻率差异明显，各层内电阻率均匀，浅部没有明显的屏蔽层（高阻或低阻），层次不能太多。

§1对称四极电测深法的基本原理电测深法基本原理图A3

A2

A1MNB1B2B3电测深法实质：

改变供电电极距控制测量深度由浅入深测量，获得测点处垂向上电阻率变化沿测线定性和定量解释获得各测线地电断面资料；全区测线综合分析获得水平、垂直各向变化综合资料将每次所测的值绘制在坐标系中：纵坐标表示ρs值，横坐标表示A3绘制在双对数坐标系中的电测深曲线绘制在双对数坐标系中的电测深曲线4一、水平层状分布的地电断面和电测深曲线类型A、均匀半空间情况电测深曲线是一条平行于横轴的直线。B、二层情况

D型曲线和G型曲线C、三层情况

H型、K型、A型、Q型D、四层情况

可组合为：HA、HK、KH、KQ、AA、AQ、QQ、QH八种E、多层情况多层命名方法原则：第一个字母是前三层曲线类型，第二个字母是去除第一层的曲线，依次类推不同类型的电测深曲线ρsρ1AB/2ρ1一、水平层状分布的地电断面和电测深曲线类型不同类型的电测深曲5二层电测深曲线示意图AB/2<<h1极距小，测深浅极距中，测深中极距大，测深大AB/2>>h1二层电测深曲线示意图AB/2<<h1极距小，测深浅极距中，测6性质二层曲线上升或下降最陡段(即过拐点切线)的斜率为12

的函数。所有G型曲线过拐点之切线皆通过第一层特征点

O1(h1，1)。2的G型曲线尾段渐近线是与横坐标轴呈45º交角的一条倾斜直线

AB/2>>h112<112>112值大，曲线陡，表明s随极距变化大12愈小，曲线中段愈陡，s随极距变化愈大O1(h1,1)AB/2<<h1性质AB/2>>h112<112>112值大，曲线陡，7当ρ2→∞时，曲线为与横轴成45度夹角的上升直线。因为ρ2→∞，故电流不能进入第二层高阻绝缘介质层，只能全部集中在ρ1层中，当AB足够大时电流线平行地表均匀分布，MN附近可视为均匀场，可以认为全部电流穿过r＝AB/2，高为h1的圆柱表面。根据电场叠加理论：均匀半无限空间内两个异性点电源场电流密度为：当ρ2→∞时，曲线为与横轴成45度夹角的上升直线。因为ρ8当ρs=1时，纵向电导值为AB/2；当ρs=ρ1时，第一层埋深h1值为AB/2。当ρs=1时，纵向电导值为AB/2；9显然，s曲线上，s值等于1的点对应的极距即为h1方法1：直接读取S1，1方法2：直接读取h1的读图法当ρ2→∞时，第一层埋深h1的两种求法及依据显然，s曲线上，s值等于1的点对应的极距即为h1方法110三层电测深曲线H型、K型、Q型、A型h2ρ2ρsAB/2h1ρ1h3ρ3H型（ρ1>ρ2<ρ3）ρ3ρ1ρ2h3ρ3K型（ρ1<ρ2>ρ3）ρsAB/2h1ρ1h2ρ2ρ2ρ1ρ3h3ρ3ρsAB/2h1ρ1h2ρ2Q型（ρ1>ρ2>ρ3）ρ1ρ2ρ3h3ρ3ρsAB/2h1ρ1h2ρ2A型（ρ1<ρ2<ρ3）ρ3ρ2ρ1三层电测深曲线h2ρ2ρsAB/2h1ρ1h3ρ113的三层水平地层对应的H型及A型三层曲线尾段和2的二层曲线尾段具有相同的性质——尾段渐近线是与横坐标轴呈45º交角的倾斜直线尾支渐近线与s=1的横坐标交点为一二层纵向电导和S12

h1，1h2，2

32,3,v2AB/2≥h1≥h1+h2>>h1+h2<<h12=2/13=3/2v2=h2/h1相对厚度相对电阻率三层曲线中低中高上升下降3的三层水平地层对应的H型及A型三层曲线尾段和212三层电测深曲线的等值性理论上实践中电测深曲线根据电场分布的唯一性定理地电断面层参数确定一一对应一组层参数对应唯一一条电测深曲线不同层参数对应不同的电测深曲线参数不同而形状相同的H型(或A型)曲线，其第二层的纵向电导

相同参数不同而形状相同的K型(或Q型)曲线，其第二层的横向电阻

相同中间层的等值性三层电测深曲线的等值性理论上实践中电测深曲线根据电场分布的唯13S等值S等值14T等值T等值152<3纵向电导2>3横向电阻第二层中的电流近似与层面平行，其对地中电流分布所起的作用，主要由该层的纵向电导S2所决定

第二层中的电流近似与层面垂直，其对地中电流分布所起的作用，主要由该层的横向电阻T2所决定

等值现象的物理实质S等值T等值2<3纵向电导2>3横向电阻第二层中的电流近似与层面16等值性范围与v2有关。v2值愈小，第二层愈薄，等值性作用范围愈宽若h2很大，s曲线中段可达到s=2渐近值，此时无等值性等值性范围还和12，23值有关。其值与1相差愈大，等值范围也愈大三层曲线的等值性在电测深曲线的定量解释中有十分重要的意义等值性范围其中：v2=h2/h112=ρ2/ρ1等值性范围与v2有关。v2值愈小，第二层愈薄，等值性作用范围17曲线形状决定于相对电阻率12，23及相对厚度v2；曲线在坐标系中的位置决定于第一层的特征点O1(h1，1)。曲线前支和尾段均有渐近线：前支渐近线为s＝1的水平直线；尾段渐近线与3值有关；3为有限值，尾段以s=3的水平直线为渐近线，3时，尾段渐近线为与横轴呈45º交角的倾斜直线。三层曲线的前半段与层参数为1，h1，2的二层曲线相近；后半段与第一、二层的代替层和基岩所组成的二层曲线相近。H、A型三层曲线具有S等值性；K、Q型三层曲线具有T等值性。三层曲线的性质曲线形状决定于相对电阻率12，23及相对厚度v2；曲线在18理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：

二层曲线量板理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：二层曲线量板19理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：

三层曲线量板理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：三层曲20多层电测深曲线命名示意图通常将三层以上的水平地层断面统称为n层断面相应的电测深曲线成为n层曲线

n层曲线类型命名方法：一般将其逐段分成(n-2)个三层曲线，将各三层曲线的类型符号按顺序组合起来，就是n层曲线类型。n层曲线总共有2n-1种曲线类型。如，四层曲线有8种类型，五层曲线共有16种类型，……。多层电测深曲线命名示意图通常将三层以上的水平地层断面统称为n21四层电测深曲线四层电测深曲线22n层曲线形状决定于各相对电阻率和相对厚度n层曲线在坐标系中的位置决定于第一层特征点O1(h1,1)n层电曲线的首、尾也分别有渐近线。首支渐近线为s=1的水平直线；尾支渐近线与n有关，n为有限值，尾段以s=n的水平直线为渐近线；n，尾段渐近线为45º倾斜直线，其与s=1的横坐标轴交点之横坐标为基岩以上所有(n-1)层地层的纵向电导之和，称为总纵向电导S,有n层曲线性质n层曲线可分段看成三层曲线的组合。各个三层单元曲线所具有的等值性同样会反映到整个n层曲线中来。如HAK型五层电测深曲线具有S2、S3、和T4等值性。n层曲线形状决定于各相对电阻率和相对厚度n层曲线性质n层曲线23A、倾斜界面上的电测深曲线

两种电阻率地层的分界面为倾斜；电测深曲线形状与12及界面倾角有关，还与布极方向有关

B、球体上的电测深曲线

电测深曲线较水平层复杂。曲线形态与有限形体的导电性有关，还与测深点位置和拉线方向有关。

非水平层的电测深曲线A、倾斜界面上的电测深曲线非水平层的电测深曲线24A、倾斜界面上的电测深曲线AB平行倾斜地层走向曲线形状与二层水平断面s曲线相似，难区分；曲线左支与水平层曲线相似，渐近线为1，据此可求得h—测点到倾斜面的垂直距离。曲线右支s值比同参数水平层曲线右支低得多。A、倾斜界面上的电测深曲线AB平行倾斜地层走向252不再有与横轴成45º角的渐近线。而是趋于某一有限的s值。角增大，s值变小，这是由于高阻介质排斥电流作用逐渐减弱的结果。2不再有与横轴成45º角的渐近线。而是趋于某一有限的26AB垂直倾斜地层走向

2尾支曲线超过45º上升；理论计算表明，对于高阻分界面2，水平层理论解释倾斜层实测曲线，界面倾角愈大，解释结果误差也愈大。若倾角小于20º，当作水平层解释误差不会超过20%。AB垂直倾斜地层走向27垂直分界面电测深曲线——倾斜层倾角为90ºAB平行接触面布极

1>21<2AB/2<<D=D>10D垂直分界面电测深曲线——倾斜层倾角为90ºAB平行接触面布极28AB垂直接触面布极AB/2<<D1<21>2=0.5D=D极大值极小值>10DAB/2<D，平行接触面布极的畸变小于垂直界面布极；AB/2极距很大(>10D)，恰相反，平行界面布极的畸变大得多，若2为低阻，畸变更大。布极方向与界面斜交时，曲线形状变化介于上述两者之间AB垂直接触面布极AB/21<21>2=0.5D=D29B、球体上的电测深曲线球体电阻率2＝0，球心埋深h0＝2r0AB布极方向保持与AB与球心对称Y布极方向平行测点与球心在地面投影点的连线2层曲线形状3层曲线形状2层曲线形状尾支渐近线不同简单视电阻率反映的是AB/6电极距的深度s极小与球心重合最好

认识：在有限大小的地质体上进行电测深时，电测深曲线较水平层复杂。曲线形态不仅与有限形体的导电性有关，还与测深点位置和布极方向有关。B、球体上的电测深曲线球体电阻率2＝0，球心埋深h0＝2r30A、起伏地形上的电测深曲线

B、各向异性介质电测深曲线

复杂条件下的电测深曲线A、起伏地形上的电测深曲线复杂条件下的电测深曲线31A、起伏地形上的电测深曲线极大值3aaA、起伏地形上的电测深曲线极大值3aa323aa3aa33认识：山脊地形影响大于山谷地形同一地形，垂直地形走向布极的地形异常较平行走向布极时为大，且前者随极距变化的幅度大，而后者随极距变化较平稳。斜坡中部测点的地形异常较小，山顶或谷底测点异常最大。地形异常主要出现在AB/2小于3a的极距上。

平行走向布极，主要出现在AB/2<a的极距；垂直走向布极，极大值出现在AB/2等于a附近。

AB/2>3a后，无论山脊或山谷，无论平行或垂直地形走向布极，地形异常均很小。认识：34B、各向异性介质电测深曲线电阻率几何平均值非各向同性系数将非各向同性介质水平层电测深曲线按照均匀各向同性水平层状电测深曲线进行解释时，所得电阻率为各层电阻率的几何平均值m1、m2、…，各层厚度为1h1、2h2、…。各层厚度分别除以相应非各向同性系数后，方可得到真厚度。B、各向异性介质电测深曲线电阻率几何平均值非各向同性系数35一、测区和测网密度的选择二、电极距的选择1、供电电极距AB的选择2、测量电极距MN的选择三、几种主要干扰和消除的办法

§2电测深野外工作和技术一、测区和测网密度的选择§2电测深野外工作和技术36一、测区测网的选择野外工作首先确定测区位置、范围和测网密度。测区范围一般应大于被勘探地质体所在构造单元的分布范围，以保证勘测资料中平面和剖面上有完整的反映。测线方向应尽可能垂直于地层或者构造的走向。二、电极距的选择

1、供电电极距AB的选择（1）最小AB/2的选择必须保证首支渐近线（ρs→ρ1）明显。即AB/2min＜h1；（2）最大AB/2的选择必须保证曲线完整反映最大勘探深度的目的层或基底标志层，且尾支渐近线至少有三个极距点控制。最大电极距要大于探测层埋深H，即AB/2max＞H。（3）相邻两个供电电极距之比通常为0.5～1.5。一、测区测网的选择野外工作首先确定测区位置、范围和测网37

2、测量电极距AB的选择测量电极距MN的选择：AB/3≥MN≥AB/30

一般取MN/AB为1/10或1/52、测量电极距AB的选择一般取MN/AB为1/1038三、测区测网的选择

1、接地电阻2、电极极化

3、漏电问题

4、游散电流干扰三、测区测网的选择1、接地电阻39§3电测深资料的定性解释一、定性解释

是定量解释和推断地质成果的基础，其正确性直接关系到定量解释的结果和地质结论的可靠性。包括：对电性资料的研究，由钻孔资料和孔边测深曲线对比。绘制和分析各种定性解释图件，等ρs断面图，ρs曲线类型图等。二、定量解释主要任务是分析和研究勘探区的电测深曲线和地质剖面之间的关系，并结合已知的地质、钻探和测井资料对定性图件综合分析，得到结论。量板法—运用理论曲线对电测深曲线进行对比求解的方法。在已知各层电阻率和厚度的水平层状地电断面上，根据电测深的理论计算公式，计算出许多理论曲线，把它们按层数和断面类型分类组成曲线簇及曲线册叫做“量板”。§3电测深资料的定性解释一、定性解释量板法—运用理论40水文电测深曲线的定性分析一、曲线类型分析1、第四系含水层电测深曲线2、基岩含水构造在电测深曲线上的反映二、电测深曲线特征分析水文电测深曲线的定性分析一、曲线类型分析41第四纪松散沉积层中，一般干砂、砾石层电阻率最高，砂土、粉砂土、亚粘土次之，粘土电阻率最低。水文地质条件发生变化时，规律会发生变化，高矿化度水的砾石层比含淡水砂层电阻率要低很多。第四纪含水层电测深曲线类型第四纪松散沉积层中，一般干砂、砾石层电阻率最高，砂土、粉砂土42第四系含水砂砾石层在电测深曲线上的反映有时为低阻层有时为高阻层，具体则由勘探区的水文地质条件以及含水层与上、下岩层电阻的相对差异所决定。第四系含水砂砾石层在电测深曲线上的反映有时为低43灰岩中的含水岩溶裂隙在电测深曲线尾支渐近线上，可呈现小幅度的波状或台阶状的畸变。灰岩中的含水岩溶裂隙在电测深曲线尾支渐近线上，可呈现小幅度的44电测深曲线特征包括：首尾支渐近线、渐近线分离点的位置、极值点横纵坐标、尾支渐近线与横轴的夹角、曲线异常的幅度及宽度等。

电测深曲线特征分析由电测深曲线首、尾支渐近线可以确定出第一层和最后一层的电阻率值。在工程地质勘察中，通过首支渐近线的变化可以了解表层岩层的均匀性。在勘察岩溶水的工作中，研究尾支渐近线的变化规律可以推断岩溶裂隙发育程度及含水性。若尾支渐近线呈450正常上升，说明岩溶裂隙不发育；若尾支渐近线在一定范围的相邻测点中有规律出现畸变，或者与横轴夹角发生有规律性的变化，则说明可能有含水岩溶裂隙的存在。电测深曲线特征包括：首尾支渐近线、渐近线分离点45

常用定性图的编制与解释

常用定性图的编制与解释46电测深曲线类型图编制方法曲线类型图是由地电断面的性质决定的。编制方法：一、在工作区测点分布平面图的各测点位置处，绘制该点缩小了的电测深曲线，并在首尾部注明实测视电阻率值；二、在测点旁边标注相应电测深曲线类型符号电测深曲线类型图编制方法曲线类型图是由地电断面的性质决定的。47电法第二章3课件48等视电阻率断面图编制方法等视电阻率断面图反映测线剖面横向和纵向上电性变化趋势，是电测深资料解释中必备的图件之一。等视电阻率断面图绘制方法：以测点为横坐标，AB/2为纵坐标，把每个测点上各电极距观测的视电阻率值标注在相应当AB/2处，然后采用插值法，将视电阻率值相等的点连成互不相交的圆滑曲线即可。测点AB/22015253030352525203010等视电阻率断面图编制方法等视电阻率断面图反映测线49视电阻率断面图——s等值线断面图不等厚低阻层不等厚低阻层视电阻率断面图——s等值线断面图不等厚低阻层不等厚低阻层50高阻透镜体不等厚高阻层高阻透镜体不等厚高阻层51垂直单界面高阻直立薄脉高阻一侧等值线密垂直单界面高阻直立薄脉高阻一侧等值线密52倾斜单界面低阻直立厚脉倾斜单界面低阻直立厚脉53等视电阻率、等S平面图编制方法等视电阻率平面图反映测区地质构造、地层（含水层）分布情况，是电测深资料解释中必备的图件之一。等视电阻率平面图绘制方法：

将测点绘制在测区工作比例尺平面图上，在测点旁标注一定电极距（即AB/2）观测的视电阻率值，然后采用插值法，将视电阻率值相等的点连成互不相交的圆滑曲线即可。电极距AB/2的选择与勘探深度有关，主要应使含水层和含水构造、基岩起伏等勘探目的大构造形态或分布规律在图中能够清晰反映出来。等视电阻率、等S平面图编制方法等视电阻率平面图反54纵向电导S剖面图纵向电导S平面图-等S图测点测线纵向电导S剖面图纵向电导S平面图-等S图测点测线55S值的变化反映高阻基底的起伏情况。S值越小，基底埋深越浅，S值越大，基底埋深越深。S值的变化反映高阻基底的起伏情况。56电测深曲线的定量解释§4电测深资料的定量解释方法：量板法、图解法、数值解法一、理论量板法（1）二层曲线的解释

由量板上的十字点（坐标原点）在实测曲线坐标系中求取；由实测曲线的渐近线读出。当实测曲线和某一理论曲线重合时，由该曲线的模数μ2计算出ρ2，即ρ2＝μ2*ρ1。实测曲线理论量板ρs/ρ1AB/2h1AB/2ρ1ρsh1电测深曲线的定量解释§4电测深资料的定量解释方法：量板法57理论量板ρs/ρ1AB/2h1(1,1)二层曲线的解释理论量板ρs/ρ1AB/2h1AB/2logρ1ρslogh1以s/1~AB/2h1为坐标的量板与以s~AB/2为坐标的实测曲线形态完全相同，只是前者相对后者有一位移，横轴移动了logh1，纵轴移动了log1。由量板原点读出h1,1读取量板曲线模求出2=1也可从右端渐近线读出2实测曲线AB/2logρ1ρslogh1log2理论量板ρs/ρ1AB/2h1(1,1)二层曲线的解释理论量58(2)三层曲线的解释方法1、用二层量板解释三层曲线的首支，即用十字点法求出h1、ρ1，ρ3可由实测曲线尾支求出；2、

计算参数，选择量板

μ2＝ρ2/ρ1，μ3＝ρ3/ρ2

3、求中间层厚度h2

当实测曲线的μ2值与量板上所选量板的μ2*相等，即μ2＝μ2*时，则h2＝υ*.h1当μ2≠μ2*时，则按以下校正公式求取H、A型曲线公式校正：h2＝μ2/μ2*.υ*.h1K、Q型曲线公式校正：h2＝μ2*/μ2.υ*.h1电测深曲线的定量解释其中：μ2—实测曲线计算的参数μ2*—所选量板的参数υ*—实测曲线和理论曲线完全重合时，理论曲线上的参数。(2)三层曲线的解释方法电测深曲线的定量解释其中：59电测深曲线的定量解释二、图解法1、用图解法解释尾部呈45°渐进线的二层曲线。解释方法：由首支渐近线求ρ1，尾支求S1，然后求h1。2、由首尾支渐进线交点的横坐标求h1。为什么渐近线交点和与坐标轴的交点是S1和h1（S和H）？3、平均电阻率法S＝H/ρm（H＝h1+h2+h3+……

hn）H＝S*ρm（H深度由测井资料已知）AB/2ρs45°S电测深曲线的定量解释二、图解法3、平均电阻率法AB/2ρs460当ρ2→∞时，曲线为与横轴成45度夹角的上升直线求h1的方法：纵向电导法和图解法∵∴2、图解法当ρ2→∞时，曲线为与横轴成45度夹角的上升直线61应用实例已知ρ2＝12Ω.m的H型实测曲线，求解地电断面参数（1）将实测H型曲线左支与D型二层曲线量板对比，由量板上的十字点（坐标原点）在实测曲线坐标系中求取h1和ρ1；（2）由尾支45度渐近线得ρ3→

∞，计算μ2；（3）选择三层量板中与μ2最接近的量板，将实测曲线与理论曲线对比，求取υ，计算出第二层厚度。S2＝12Ω.m45º应用实例已知ρ2＝12Ω.m的H型实测曲线，求解地电断面参数62物理探测仪器煤矿水害探测

物理探测仪器煤矿水害探测

63BMNA等电位面电力线点电源

I代表电流源场的大小（A），U代表观测点测量电位的大小（V），R代表电流源到观测点之间的距离（m），ρ代表均匀全空间的视电阻率（Ω·m）。均匀全空间情况下，电位与距离成反比，与均匀空间的电阻率成正比。点电源在均匀全空间其电力线呈射线状发散，点电源场的等电位面分布形态呈以电流源为球心的球面。BMNA等电位面电力线点电源I代表电流源场的大小641、三极超前探测原理1、三极超前探测原理65“球壳”理论“球壳”理论66超前探测施工设计布置示意图图超前探测施工设计布置示意图图67三极超前交汇三极超前交汇68超前探测距离=接收电极布置距离-5×电极距（米）

=[（n-1）×a]-5×a

=（n-6）×a（米）超前探测距离=接收电极布置距离-5×电极距（米）69探测掘进头前方含水断层带在鹤壁十矿575主巷南段进行的堵头超前探测，采用了三级空间交汇探测法，测量供电电极a1、a2、a3间距4m，a1距迎头30m，接收电极MN间距为4米，异常在７、２８、３６m.探测掘进头前方含水断层带在鹤壁十矿575主巷南段进行的堵头超70电法第二章3课件71实习三超前探测试验设计设计要求：1、预报深度巷道前方200米距离内水文构造带2、绘制电测深超前探测工程布置图3、电极间距设计为5米4、计算实际探测深度、供电电极数和测量电极数目（至少）5、计算出前三个测点对应供电电极序号和测量电极序号实习三超前探测试验设计设计要求：72第二章垂向电测深法

本章提要(…)

§1对称四极电测深法的基本原理§2电测深野外工作方法和技术§3电测深资料的定性解释§4电测深资料的定量解释

主要掌握：电测深法基本原理电测深曲线类型典型地电断面的等视电阻率断面图电测深资料的解释第二章垂向电测深法本章提要(…)主要掌握：电测深73§1对称四极电测深法的基本原理

电测深全称为“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。

电测深法基本装置有三种：

(a)对称四极（b）三极（c）偶极电测深

AMNBAMNABMNB

∞

电测法基本假设条件：地面水平，地下电性层层面水平，厚度大，各层间电阻率差异明显，各层内电阻率均匀，浅部没有明显的屏蔽层（高阻或低阻），层次不能太多。§1对称四极电测深法的基本原理电测深全称为“电阻率垂向测74将每次所测的值绘制在坐标系中：纵坐标表示ρs值，横坐标表示AB/2，由于电测法是假设地面水平，地下电性层层面水平，厚度大，各层间电阻率差异明显，各层内电阻率均匀，浅部没有明显的屏蔽层（高阻或低阻），层次不能太多。

§1对称四极电测深法的基本原理电测深法基本原理图A3

A2

A1MNB1B2B3电测深法实质：

改变供电电极距控制测量深度由浅入深测量，获得测点处垂向上电阻率变化沿测线定性和定量解释获得各测线地电断面资料；全区测线综合分析获得水平、垂直各向变化综合资料将每次所测的值绘制在坐标系中：纵坐标表示ρs值，横坐标表示A75绘制在双对数坐标系中的电测深曲线绘制在双对数坐标系中的电测深曲线76一、水平层状分布的地电断面和电测深曲线类型A、均匀半空间情况电测深曲线是一条平行于横轴的直线。B、二层情况

D型曲线和G型曲线C、三层情况

H型、K型、A型、Q型D、四层情况

可组合为：HA、HK、KH、KQ、AA、AQ、QQ、QH八种E、多层情况多层命名方法原则：第一个字母是前三层曲线类型，第二个字母是去除第一层的曲线，依次类推不同类型的电测深曲线ρsρ1AB/2ρ1一、水平层状分布的地电断面和电测深曲线类型不同类型的电测深曲77二层电测深曲线示意图AB/2<<h1极距小，测深浅极距中，测深中极距大，测深大AB/2>>h1二层电测深曲线示意图AB/2<<h1极距小，测深浅极距中，测78性质二层曲线上升或下降最陡段(即过拐点切线)的斜率为12

的函数。所有G型曲线过拐点之切线皆通过第一层特征点

O1(h1，1)。2的G型曲线尾段渐近线是与横坐标轴呈45º交角的一条倾斜直线

AB/2>>h112<112>112值大，曲线陡，表明s随极距变化大12愈小，曲线中段愈陡，s随极距变化愈大O1(h1,1)AB/2<<h1性质AB/2>>h112<112>112值大，曲线陡，79当ρ2→∞时，曲线为与横轴成45度夹角的上升直线。因为ρ2→∞，故电流不能进入第二层高阻绝缘介质层，只能全部集中在ρ1层中，当AB足够大时电流线平行地表均匀分布，MN附近可视为均匀场，可以认为全部电流穿过r＝AB/2，高为h1的圆柱表面。根据电场叠加理论：均匀半无限空间内两个异性点电源场电流密度为：当ρ2→∞时，曲线为与横轴成45度夹角的上升直线。因为ρ80当ρs=1时，纵向电导值为AB/2；当ρs=ρ1时，第一层埋深h1值为AB/2。当ρs=1时，纵向电导值为AB/2；81显然，s曲线上，s值等于1的点对应的极距即为h1方法1：直接读取S1，1方法2：直接读取h1的读图法当ρ2→∞时，第一层埋深h1的两种求法及依据显然，s曲线上，s值等于1的点对应的极距即为h1方法182三层电测深曲线H型、K型、Q型、A型h2ρ2ρsAB/2h1ρ1h3ρ3H型（ρ1>ρ2<ρ3）ρ3ρ1ρ2h3ρ3K型（ρ1<ρ2>ρ3）ρsAB/2h1ρ1h2ρ2ρ2ρ1ρ3h3ρ3ρsAB/2h1ρ1h2ρ2Q型（ρ1>ρ2>ρ3）ρ1ρ2ρ3h3ρ3ρsAB/2h1ρ1h2ρ2A型（ρ1<ρ2<ρ3）ρ3ρ2ρ1三层电测深曲线h2ρ2ρsAB/2h1ρ1h3ρ833的三层水平地层对应的H型及A型三层曲线尾段和2的二层曲线尾段具有相同的性质——尾段渐近线是与横坐标轴呈45º交角的倾斜直线尾支渐近线与s=1的横坐标交点为一二层纵向电导和S12

h1，1h2，2

32,3,v2AB/2≥h1≥h1+h2>>h1+h2<<h12=2/13=3/2v2=h2/h1相对厚度相对电阻率三层曲线中低中高上升下降3的三层水平地层对应的H型及A型三层曲线尾段和284三层电测深曲线的等值性理论上实践中电测深曲线根据电场分布的唯一性定理地电断面层参数确定一一对应一组层参数对应唯一一条电测深曲线不同层参数对应不同的电测深曲线参数不同而形状相同的H型(或A型)曲线，其第二层的纵向电导

相同参数不同而形状相同的K型(或Q型)曲线，其第二层的横向电阻

相同中间层的等值性三层电测深曲线的等值性理论上实践中电测深曲线根据电场分布的唯85S等值S等值86T等值T等值872<3纵向电导2>3横向电阻第二层中的电流近似与层面平行，其对地中电流分布所起的作用，主要由该层的纵向电导S2所决定

第二层中的电流近似与层面垂直，其对地中电流分布所起的作用，主要由该层的横向电阻T2所决定

等值现象的物理实质S等值T等值2<3纵向电导2>3横向电阻第二层中的电流近似与层面88等值性范围与v2有关。v2值愈小，第二层愈薄，等值性作用范围愈宽若h2很大，s曲线中段可达到s=2渐近值，此时无等值性等值性范围还和12，23值有关。其值与1相差愈大，等值范围也愈大三层曲线的等值性在电测深曲线的定量解释中有十分重要的意义等值性范围其中：v2=h2/h112=ρ2/ρ1等值性范围与v2有关。v2值愈小，第二层愈薄，等值性作用范围89曲线形状决定于相对电阻率12，23及相对厚度v2；曲线在坐标系中的位置决定于第一层的特征点O1(h1，1)。曲线前支和尾段均有渐近线：前支渐近线为s＝1的水平直线；尾段渐近线与3值有关；3为有限值，尾段以s=3的水平直线为渐近线，3时，尾段渐近线为与横轴呈45º交角的倾斜直线。三层曲线的前半段与层参数为1，h1，2的二层曲线相近；后半段与第一、二层的代替层和基岩所组成的二层曲线相近。H、A型三层曲线具有S等值性；K、Q型三层曲线具有T等值性。三层曲线的性质曲线形状决定于相对电阻率12，23及相对厚度v2；曲线在90理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：

二层曲线量板理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：二层曲线量板91理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：

三层曲线量板理论曲线量板坐标系：双对数坐标系中函数表达式：三层曲92多层电测深曲线命名示意图通常将三层以上的水平地层断面统称为n层断面相应的电测深曲线成为n层曲线

n层曲线类型命名方法：一般将其逐段分成(n-2)个三层曲线，将各三层曲线的类型符号按顺序组合起来，就是n层曲线类型。n层曲线总共有2n-1种曲线类型。如，四层曲线有8种类型，五层曲线共有16种类型，……。多层电测深曲线命名示意图通常将三层以上的水平地层断面统称为n93四层电测深曲线四层电测深曲线94n层曲线形状决定于各相对电阻率和相对厚度n层曲线在坐标系中的位置决定于第一层特征点O1(h1,1)n层电曲线的首、尾也分别有渐近线。首支渐近线为s=1的水平直线；尾支渐近线与n有关，n为有限值，尾段以s=n的水平直线为渐近线；n，尾段渐近线为45º倾斜直线，其与s=1的横坐标轴交点之横坐标为基岩以上所有(n-1)层地层的纵向电导之和，称为总纵向电导S,有n层曲线性质n层曲线可分段看成三层曲线的组合。各个三层单元曲线所具有的等值性同样会反映到整个n层曲线中来。如HAK型五层电测深曲线具有S2、S3、和T4等值性。n层曲线形状决定于各相对电阻率和相对厚度n层曲线性质n层曲线95A、倾斜界面上的电测深曲线

两种电阻率地层的分界面为倾斜；电测深曲线形状与12及界面倾角有关，还与布极方向有关

B、球体上的电测深曲线

电测深曲线较水平层复杂。曲线形态与有限形体的导电性有关，还与测深点位置和拉线方向有关。

非水平层的电测深曲线A、倾斜界面上的电测深曲线非水平层的电测深曲线96A、倾斜界面上的电测深曲线AB平行倾斜地层走向曲线形状与二层水平断面s曲线相似，难区分；曲线左支与水平层曲线相似，渐近线为1，据此可求得h—测点到倾斜面的垂直距离。曲线右支s值比同参数水平层曲线右支低得多。A、倾斜界面上的电测深曲线AB平行倾斜地层走向972不再有与横轴成45º角的渐近线。而是趋于某一有限的s值。角增大，s值变小，这是由于高阻介质排斥电流作用逐渐减弱的结果。2不再有与横轴成45º角的渐近线。而是趋于某一有限的98AB垂直倾斜地层走向

2尾支曲线超过45º上升；理论计算表明，对于高阻分界面2，水平层理论解释倾斜层实测曲线，界面倾角愈大，解释结果误差也愈大。若倾角小于20º，当作水平层解释误差不会超过20%。AB垂直倾斜地层走向99垂直分界面电测深曲线——倾斜层倾角为90ºAB平行接触面布极

1>21<2AB/2<<D=D>10D垂直分界面电测深曲线——倾斜层倾角为90ºAB平行接触面布极100AB垂直接触面布极AB/2<<D1<21>2=0.5D=D极大值极小值>10DAB/2<D，平行接触面布极的畸变小于垂直界面布极；AB/2极距很大(>10D)，恰相反，平行界面布极的畸变大得多，若2为低阻，畸变更大。布极方向与界面斜交时，曲线形状变化介于上述两者之间AB垂直接触面布极AB/21<21>2=0.5D=D101B、球体上的电测深曲线球体电阻率2＝0，球心埋深h0＝2r0AB布极方向保持与AB与球心对称Y布极方向平行测点与球心在地面投影点的连线2层曲线形状3层曲线形状2层曲线形状尾支渐近线不同简单视电阻率反映的是AB/6电极距的深度s极小与球心重合最好

认识：在有限大小的地质体上进行电测深时，电测深曲线较水平层复杂。曲线形态不仅与有限形体的导电性有关，还与测深点位置和布极方向有关。B、球体上的电测深曲线球体电阻率2＝0，球心埋深h0＝2r102A、起伏地形上的电测深曲线

B、各向异性介质电测深曲线

复杂条件下的电测深曲线A、起伏地形上的电测深曲线复杂条件下的电测深曲线103A、起伏地形上的电测深曲线极大值3aaA、起伏地形上的电测深曲线极大值3aa1043aa3aa105认识：山脊地形影响大于山谷地形同一地形，垂直地形走向布极的地形异常较平行走向布极时为大，且前者随极距变化的幅度大，而后者随极距变化较平稳。斜坡中部测点的地形异常较小，山顶或谷底测点异常最大。地形异常主要出现在AB/2小于3a的极距上。

平行走向布极，主要出现在AB/2<a的极距；垂直走向布极，极大值出现在AB/2等于a附近。

AB/2>3a后，无论山脊或山谷，无论平行或垂直地形走向布极，地形异常均很小。认识：106B、各向异性介质电测深曲线电阻率几何平均值非各向同性系数将非各向同性介质水平层电测深曲线按照均匀各向同性水平层状电测深曲线进行解释时，所得电阻率为各层电阻率的几何平均值m1、m2、…，各层厚度为1h1、2h2、…。各层厚度分别除以相应非各向同性系数后，方可得到真厚度。B、各向异性介质电测深曲线电阻率几何平均值非各向同性系数107一、测区和测网密度的选择二、电极距的选择1、供电电极距AB的选择2、测量电极距MN的选择三、几种主要干扰和消除的办法

§2电测深野外工作和技术一、测区和测网密度的选择§2电测深野外工作和技术108一、测区测网的选择野外工作首先确定测区位置、范围和测网密度。测区范围一般应大于被勘探地质体所在构造单元的分布范围，以保证勘测资料中平面和剖面上有完整的反映。测线方向应尽可能垂直于地层或者构造的走向。二、电极距的选择

1、供电电极距AB的选择（1）最小AB/2的选择必须保证首支渐近线（ρs→ρ1）明显。即AB/2min＜h1；（2）最大AB/2的选择必须保证曲线完整反映最大勘探深度的目的层或基底标志层，且尾支渐近线至少有三个极距点控制。最大电极距要大于探测层埋深H，即AB/2max＞H。（3）相邻两个供电电极距之比通常为0.5～1.5。一、测区测网的选择野外工作首先确定测区位置、范围和测网109

2、测量电极距AB的选择测量电极距MN的选择：AB/3≥MN≥AB/30

一般取MN/AB为1/10或1/52、测量电极距AB的选择一般取MN/AB为1/10110三、测区测网的选择

1、接地电阻2、电极极化

3、漏电问题

4、游散电流干扰三、测区测网的选择1、接地电阻111§3电测深资料的定性解释一、定性解释

是定量解释和推断地质成果的基础，其正确性直接关系到定量解释的结果和地质结论的可靠性。包括：对电性资料的研究，由钻孔资料和孔边测深曲线对比。绘制和分析各种定性解释图件，等ρs断面图，ρs曲线类型图等。二、定量解释主要任务是分析和研究勘探区的电测深曲线和地质剖面之间的关系，并结合已知的地质、钻探和测井资料对定性图件综合分析，得到结论。量板法—运用理论曲线对电测深曲线进行对比求解的方法。在已知各层电阻率和厚度的水平层状地电断面上，根据电测深的理论计算公式，计算出许多理论曲线，把它们按层数和断面类型分类组成曲线簇及曲线册叫做“量板”。§3电测深资料的定性解释一、定性解释量板法—运用理论112水文电测深曲线的定性分析一、曲线类型分析1、第四系含水层电测深曲线2、基岩含水构造在电测深曲线上的反映二、电测深曲线特征分析水文电测深曲线的定性分析一、曲线类型分析113第四纪松散沉积层中，一般干砂、砾石层电阻率最高，砂土、粉砂土、亚粘土次之，粘土电阻率最低。水文地质条件发生变化时，规律会发生变化，高矿化度水的砾石层比含淡水砂层电阻率要低很多。第四纪含水层电测深曲线类型第四纪松散沉积层中，一般干砂、砾石层电阻率最高，砂土、粉砂土114第四系含水砂砾石层在电测深曲线上的反映有时为低阻层有时为高阻层，具体则由勘探区的水文地质条件以及含水层与上、下岩层电阻的相对差异所决定。第四系含水砂砾石层在电测深曲线上的反映有时为低115灰岩中的含水岩溶裂隙在电测深曲线尾支渐近线上，可呈现小幅度的波状或台阶状的畸变。灰岩中的含水岩溶裂隙在电测深曲线尾支渐近线上，可呈现小幅度的116电测深曲线特征包括：首尾支渐近线、渐近线分离点的位置、极值点横纵坐标、尾支渐近线与横轴的夹角、曲线异常的幅度及宽度等。

电测深曲线特征分析由电测深曲线首、尾支渐近线可以确定出第一层和最后一层的电阻率值。在工程地质勘察中，通过首支渐近线的变化可以了解表层岩层的均匀性。在勘察岩溶水的工作中，研究尾支渐近线的变化规律可以推断岩溶裂隙发育程度及含水性。若尾支渐近线呈450正常上升，说明岩溶裂隙不发育；若尾支渐近线在一定范围的相邻测点中有规律出现畸变，或者与横轴夹角发生有规律性的变化，则说明可能有含水岩溶裂隙的存在。电测深曲线特征包括：首尾支渐近线、渐近线分离点117

常用定性图的编制与解释

常用定性图的编制与解释118电测深曲线类型图编制方法曲线类型图是由地电断面的性质决定的。编制方法：一、在工作区测点分布平面图的各测点位置处，绘制该点缩小了的电测深曲线，并在首尾部注明实测视电阻率值；二、在测点旁边标注相应电测深曲线类型符号电测深曲线类型图编制方法曲线类型图是由地电断面的性质决定的。119电法第二章3课件120等视电阻率断面图编制方法等视电阻率断面图反映测线剖面横向和纵向上电性变化趋势，是电测深资料解释中必备的图件之一。等视电阻率断面图绘制方法：以测点为横坐标，AB/2为纵坐标，把每个测点上各电极距观测的视电阻率值标注在相应当AB/2处，然后采用插值法，将视电阻率值相等的点连成互不相交的圆滑曲线即可。测点AB/22015253030352525203010等视电阻率断面图编制方法等视电阻率断面图反映测线121视电阻率断面图——s等值线断面图不等厚低阻层不等厚低阻层视电阻率断面图——s等值线断面图不等厚低阻层不等厚低阻层122高阻透镜体不等厚高阻层高阻透镜体不等厚高阻层123垂直单界面高阻直立薄脉高阻一侧等值线密垂直单界面高阻直立薄脉高阻一侧等值线密124倾斜单界面低阻直立厚脉倾斜单界面低阻直立厚脉125等视电阻率、等S平面图编制方法等视电阻率平面图反映测区地质构造、地层（含水层）分布情况，是电测深资料解释中必备的图件之一。等视电阻率平面图绘制方法：

将测点绘制在测区工作比例尺平面图上，在测点旁标注一定电极距（即AB/2）观测的视电阻率值，然后采用插值法，将视电阻率值相等的点连成互不相交的圆滑曲线即可。电极距AB/2的选择与勘探深度有关，主要应使含水层和含水构造、基岩起伏等勘探目的大构造形态或分布规律在图中能够清晰反映出来。等视电阻率、等S平面图编制方法等视电阻率平面图反126纵向电导S剖面图纵向电导S平面图-等S图测点测线纵向电导S剖面图纵向电导S平面图-等S图测点测线127S值的变化反映高阻基底的起伏情况。S值越小，基底埋深越浅，S值越大，基底埋深越深。S值的变化反映高阻基底的起伏情况。128电测深曲线的定量解释§4电测深资料的定量解释方法：量板法、图解法、数值解法一、理论量板法（1）二层曲线的解释

由量板上的十字点（坐标原点）在实测曲线坐标系中求取；由实测曲线的渐近线读出。当实测曲线和某一理论曲线重合时，由该曲线的模数