第二讲：电剖面法.ppt

1、1.2 电阻率剖面法,电阻率剖面法：是在供电电极距和测量电极距保持不变的条件下（探测深度不变），沿一定测线逐点推移进行视电阻率的测量，所得视电阻率曲线反映电性沿水平方向的变化情况。,一、电阻率剖面法概述,电阻率剖面法简称电剖面法。 特点： 测量电极均沿测线方向逐点进行测量，以探测地下一定深度内地电断面沿水平方向的变化。 主要任务：研究倾角较大的或水平方向电性变化较大的地电断面,（一）电剖面法的一般工作流程,确定工作区域 测线（测网）布置 野外试验及电性资料的收集 选定装置类型及极距大小 野外测量工作 数据处理成图 资料的解释,工作比例尺与点线距的一般关系,（一）电剖面法的一般工作流程,确定工作

2、区域 测线（测网）布置 野外试验及电性资料的收集 选定装置类型及极距大小 野外测量工作 数据处理成图 资料的解释,（二）电阻率剖面法的装置类型,(1)二极装置(AM)(Pole-pole ),因此，二极装置实际上是一种测量电位的装置。 其表示式为： 式中装置系数 二极装置通常取AM中点作为记录点。,(2)三极装置(AMN)(pole-dipole ) 当只将供电电极B置于“无穷远”，而将AMN沿测线排列并进行逐 点观测时，便称为三极装置。 其表示式为： 式中 三极装置取MN中点为记录点。,(3) 联合剖面装置(AMNMNB) 其 表示式与三极装置的相同，分别为： 式中 联合剖面装置仍取 MN

3、中点作为记录点。,(4) 对称四极装置(AMNB) 这种装置的特点是 AM=NB ，记录点取在 MN 的中点，其表达式为： 式中 当取AM=MN=NB=a时，这种对称等距排列称为温纳(Wenner)装置。其装置系数为：,(5) 偶极装置( ABMN )(dipole-dipole arrays ) 这种装置的特点是供电电极AB和测量电极MN均采用偶极，并分开有一定距离。 由于四个电极都在一条直线上，故又称轴向偶极。 其表达式为 ：,如果取AB=MN，则 当取 AB=MN=a及BM=na(n 为正整数)时，则,式中a称为偶极长度，n称为电极的间隔系数。 偶极装置常取OO中点为记录点(O为AB中

4、点，O为MN中点)， OO（）a。 极距OO=(35)H=(410)AB,(6)中间梯度装置 中间梯度法的装置是将供电电极A和B固定在相距很远的地方 ，测量电极MN在AB中段1/3的范围内逐点观测。 在半无限介质的条件下，AB中部三 分之一范围内电场可近似地认为是均匀的。由于在测量中 AB 固定不变，MN 沿剖面移动，所以其视电阻率曲线反映了地电断面沿水平方向的分布情况。 其 表达式为：,其中主测线上装置系数为： 此外，中间梯度装置的MN极还可以在离开AB连线一定距离(AB/6范围内）且与之平行的旁侧测线上进行观测，,其装置系数可近似的表示式为 ： 式中x为MN中点的横坐标，y为纵坐标，坐标原

5、点取在AB中点处。 极距AB/2=(3540)H MN(1/151/25)AB/2,（三）几种装置间的关系,1、三极与对称四极的关系,那么 则 其中 对于对称四级而言则：,2 偶极与三级装置的关系 3 三级与二级装置的关系,二、三极剖面法、联合剖面法和对称四极剖面法,（一）垂直接触面上视电阻率异常,1.视电阻率公式 采用“镜像法”，对于AMN三极装置而言，在MN 0的情况，可写出以下三种不同的视电阻率为：,同理，对于MNB三极装置而言，当MN0时， 的计算公式也有以下三种情况：,2.视电阻率剖面曲线,把 A 和 曲线画在一张图上，即可得到垂直接触面上联合剖面法的剖面曲线。 有了上述联合剖面法的

6、A 和剖面曲线以后，根据 的关系式，取各点A和的平均值即可对称四极剖面法的剖面曲线。,可得：在1 情况下，联剖装置通过接触面时， A 比的跃变要明显得多。 因此根据前者确定分界面位置比 后者容易。,（二）脉状体上联合剖面法视电阻率异常,应用视电阻率的微分形式对曲线进行定性分析 AMN在良导体左侧较远处(点1) AMN逐渐靠近良导体（点2） MN接近脉体（点3） A和MN分别在脉体两侧（点4） AMN均在脉体右侧，且距脉体越来越远（点5-6）,正交点,不同产状的低阻（或高阻）脉状体上联合剖面装置和对称四级装置的视电阻率曲线,正交点，并向倾向一侧移动,反交点,1.视电阻率表达式,（三）球体上的视电

7、阻率异常,根据点源场中存在导电球体的场论问题可写出M的电位表达式 同理得N点电位表达式；即可得到：,2. 视电阻率剖面曲线,联剖：正交点 四极：极小值,联剖：反交点 四极：极大值,（四）联合剖面法的干扰分析及校正,1.比值参数的概念及应用 比值（F）参数 可减弱或消除地表不均匀体对联剖曲线的影响,比值（）参数 （计算结果示于第i点与第i+1点之间） 比值（）参数具有分解复合异常的能力,2.起伏地形引起的视电阻率异常,地形改正方法比较法,（五）联合剖面法的应用,1.联合剖面法异常的确定 沿一定走向延伸的低阻带或低阻正交点异常轴一般与断层破碎带有关（排除地下低阻矿脉、岩脉、金属管道的影响） 沿一定

8、走向延伸的阶梯状异常带往往同高低阻岩层接触面有关,沿一定走向延伸的高阻异常带多与高阻岩脉、岩墙分布有关（地道、隧道、连通的溶洞、采空的煤窑坑道也会呈高阻反映） 没有一定走向的局部高阻或低阻异常和地下局部不均匀体有关，地下充水溶洞呈低阻反映；干溶洞呈高阻 注意消除地形及地表不均匀体的影响,2.联合剖面法异常的解释,追索构造破碎带的走向，并确定其倾向及估计破碎带宽度。 低阻正交点异常轴走向及平面位置推断一定深度下构造破碎带的走向及平面位置 从视电阻率剖面曲线的对称性判断构造破碎带的倾向 在同一剖面做不同极距的的视电阻率对比曲线，极距小反映浅部，极距大反映深部。,用切线法求良导脉顶端埋深（适用于脉的

9、厚度比深度小很多） 确定陡立岩性接触界线的方法 选取供电电极位于高阻一侧的那支曲线，在其陡度最大处 根据视电阻率曲线确定其它地电体在地面的投影位置,（六）对称四极剖面法的应用,1.对称四级异常解释 了解基底的起伏情况 探查古河道、岩溶发育 追索岩层陡倾接触线及寻找断层破碎带,2.复合对称四级,应使A2A1MNB1 B2 之极距与覆盖层的平均厚度( H) 满足关系 A1 B1 = ( 2 4 ) H A2 B2 = ( 6 10) H 测量电极距MN,则应满足关系 MN1/3AB,三、中间梯度法,中间梯度装置的电场分布特点是在 AB中间地段的电场可近似视为均匀场。 当地下赋存有导电性不均匀体时，将会引起均匀电场的畸变，并在地面产生相应的视电阻率异常。,（一）球形地质体上的中梯异常,解电位满足的拉普拉斯方程： 求得视电阻率：,视电阻率曲线,视电阻率曲线特征,当球体为低阻时球心上方S有极小值；球体为高阻时球心上方S有极大值。 S