电法勘探 充电法讲解共23页
电法勘探基础知识以及应用
●如何区分矿与非矿异常，成了激电的拦路虎，为此开展了频谱激电 SIP 研究；
时间域激发极化法
时间域激电法测量参数
视极化率 s
视充电率 M s
视极化率公式
视充电率公式
视充电率是测量断电后某一时间段的积分面积
延迟时间
t2
t1
V2
.dt
Ms t2 t1 (%) V
t1
V2.dt
Ms t1
(ms)
V
时间域激电法极化率测量方式的发展
从点测到面积 从面积到全域
·
｛交流激法极化法
复电阻率法（CR） Complex Resistivity
频谱激电法（SIP） spectral Induced Polarization
什么是SIP和CR？
测量装置：与常规激电法相同，但多用偶极-偶极
供电电流：超低频交流电（f=10-2~n102)
~
观测内容：交变供电电流 I ~ MN极间电位差 V (i )
•感应类的电磁法，如MT、AMT、CSAMT、WEM 、MTEM 等探测深度可达几千米，
•下面介绍感应类电磁法
感应类
利用地中涡旋感应电流的一类方法
TEM法和C
TEM （瞬变电磁法）
概述
● 1920年法国科学家C.施伦姆贝格首次发现了激发极化现象；
●奇怪的是C.施伦姆贝格的这一发现竟然15年无人过问，甚至连他本人也不打算 利用自己的这一成果；
《电法勘探原》课件
三维成像技术
多学科综合解释
结合地质、地球化学等多学科数据进 行综合解释，提高勘探成果的可靠性 。
采用三维成像技术对地下结构进行可 视化展示，提高数据解释的直观性。
05
电法勘探的挑战与 对策
复杂地形与地质条件的挑战
挑战
电法勘探面临复杂地形和地质条件的挑战，如山地、丘陵、沙漠、沼泽等，这些地形和地质条件可能影响电法勘 探的精度和可靠性。
技术创新与进步
新型探测技术
随着科技的不断进步，电法勘探将采用更先进的新型探测技术， 提高勘探精度和深度。
地球物理反演
利用高性能计算机进行地球物理反演，提高数据解释的准确性和可 靠性。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将被应用于电法勘探中，实现自动化数据 处理和异常识别。
智能化与自动化
自动化数据采集
对策
采用高精度探测技术和设备，如高精 度磁力仪、高分辨率地震仪等，以提 高电法勘探的精度。同时，加强技术 研发和创新，推动电法勘探技术的不 断进步和发展。
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对策
采用先进的测量技术和数据处理方法，如全站仪测量、三维激光扫描、多频电磁测深等，以提高测量精度和可靠 性。同时，加强地质调查和资料收集，了解地形和地质特征，为电法勘探提供更准确的基础数据。
数据处理与解释的挑战
挑战
电法勘探数据处理与解释涉及到多个学科领 域，如数学、物理、地质等，数据处理和解 释的难度较大。此外，由于电法勘探数据量 大、种类繁多，如何有效地处理和解释这些 数据也是一大挑战。
01
通过智能化传感器和控制系统，实现自动化数据采集，提高工
作效率。
数据处理智能化
02
利用人工智能技术对数据进行自动处理和解释，减少人工干预
充电法
充电法
二、充电法野外工作方法
电位法 梯度法 直接追索等位线法
充电法
二、充电法野外工作方法
1、电位法 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，然后根据各测点相对于电位零点的电位值绘制剖面电位 曲线和平面等位线图。
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。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。
1、充电法的基本理论
充电法工作原理图
充电法
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
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，电流由充电体流 入围岩，形成稳定电流场，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。
充电法
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：
B(∞)
电法勘探 充电法
t
t
4.测试油田压裂施工中的裂缝
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用范围：
金属矿的详查及勘探阶段：查明矿体的 产状、分布及其与相邻矿体的连接情况 水文、工程地质调查中：用来测定地下 水的流速、流向、追索岩溶发育区的地 下暗河和研究滑坡等问题
一、充电法的基本原理
（一）理想导体：
所谓理想导体是指导体本 身的电阻率为零。其特征 该导体位于一般导电介质 中，向其导体上任何一部 位接通外加电源供电时 （充电），导体均为电压 等位体；电流遍及整个导 体，无电位降，而后垂直 表面流向周围介质之中。
1. 2. 3. 4.
基本概念及应用领域 充电法的基本原理
理想导体充电场的基本特征 充电球体的电流场 充电椭球体的电流场 非理想导体的充点场
1. 2. 3.
充电法的应用
充电法应用的条件 充电法的野外工作方法 充电法的应用
什么是充电法
是对地面上、坑道内或 者钻孔中已经揭露的良 导体直接充电，通过观 测其充电场的空间分布 来了解矿体规模大小和 赋存状态的电法勘探方 法。 属传导类、主动源直流 电法
（二）充电球体的电流场
① 平面分布规律
由于球体的对称性， 其充电电场的分布与 位于球心的点电流场 极为相似，其电位等 值线的平面分布为一 簇同心圆。
充电球体等位面
② 剖面分布规律
在主剖面上，电位曲线成轴对称正异常，球心投影点处为 极大值，两侧电位对称减小趋于零；电位梯度曲线成左正右负 点对称异常,球心投影点处为零，两侧电位梯度绝对值对称减 小趋于零；
充电导体附近电流线和等电位线的分布
(a)剖面图; (b)平面图; 1—电流线; 2—等电位线
勘探地球物理学基础(第三章电法勘探)-2015-讲稿
第3章 电法勘探
电法勘探（ electrical prospecting） 是以地壳中不同岩（矿）石之间的电性差异为基础，通过观测和研究天然或人工电场的变化与 分布，以查明地质构造和寻找有用矿产的物探方法。
应用领域： 研究区域和深部地质构造，也可以研究局部地质异常体。在石油勘探中主要用于探查与油气生 成、运移和聚集有关的各种地质构造，如沉积盆地的基底起伏，盖层内部的构造形态，盐丘 、侵入体等局部地质现象，也可以直接研究油气藏。
E
400
ZK8 121006
41 Q
1 3
φ
Ⅶ
△V/m
20 00V 130 140
150 160 170 180 74ZK测线
-
73 6
200-
φ
Ⅰ
400 ZK
37
4680
81Q45 Ⅱ
P
Ⅴ
φ
464线自电、地质综合剖面图
Q 第四系覆盖 P 板岩 Φ 超基性岩 Ⅴ 矿体
488线自电、地质综合剖面图
本章的主要内容
铁路
观测 流点向位 方位 等水 位线
自然电场法确定某区域地下水的流向
§3.1.3 自然电场法的应用
自然电位法进行矿产勘探 地点：青海某矿区 矿种：已知铜矿点； 普查：发现12个异常体； 钻探：验证8个为矿致异常。
△V/m
20
001V30 140
150
160
170 测线
-
N35°
200-
ZK30
§3.1 自然电场法 §3.2 电阻率法 §3.3 充电法 §3.4 激发极化法 §3.5 电磁法
§3.2 电阻率法
23.充电法
• 当向揭露的地下含水层中放入一定数量的 食盐（或其它电解质），盐被地下水溶解 并形成一个随地下水移动的良导电盐水体， 对这个水体充电，则根据地面不同时间观 测的等电位线随时间变化，便可以获得地 下水流向和流速的信息，见图7-81所示。
• （4）在投盐前，测量一次正常等位线。如 果水文地质条件简单，介质均匀，测得的 等位线是以井口为中心的圆；
• （5）将足够数量的食盐（或其它电解质） 装入布（麻）袋，投入井中，同时记下投 盐时间t1，并保证在整个观测过程中，袋内 有足够未溶解的食盐；
• （6）投盐后按适当时间间隔，进行不少于 三次的等位线测量，并将各时间观测的等 位线及正常等位线，按一定比例绘制等位 线平面图，如图7-82所示。
二、电位及电位梯度曲线
• 假设有个半径为ro、电阻率 o→0的金属球体，位于电阻率 为 1的介质中，球体充电后向 其周围辐射电流()，因金属球 内没有电位降，所以整个金属 球在外部产生的电场与为于球 心处存在一个点电源的电场相 似，如果充电球体球心距地面 距离为hc，任意点M离球心在 地面上的投影点O的距离为x， 则M点的电位为:
4.3 充电法
应用条件：矿体必须具有良好的露头， 良好的导电性， 围岩电阻率均匀、地形平坦。
一、充电法的基本原理
当围岩电性均匀时等位面的形状与矿体的形状 有密切关系，在矿体附近密集的等位面形状即 反映了矿体的形状。等位面与地面的交线就是 等位线，如果在地面上通过测量追索出等位线 的形状便可确定矿体的位置、形状及大小，这 就是充电法的基本原理。
电位： U= I1 . 2
• 电位梯度：
电法勘探教程
<<电法勘探教程>> 程志平绪言1电阻率法1.1电阻率法基础1.1.1岩石的电阻率及其影响因素1.1.2稳定电流场的基本规律1.1.3均匀大地电阻率的测定及视电阻率的基本概念1.1.4常用电阻率法测量装置1.1.5电阻率法野外工作的几个问题1.2电阻率剖面法1.2.1概述1.2.2联合剖面法和对称四极剖面法1.2.3中间梯度法1.2.4电剖面法的地形影响和校正.1.3电阻率测深法1.3.1概述1.3.2电阻率测深法原理1.3.3水平层状大地对称四极电阻率测深曲线1.3.4水平层状大地对称四极电阻率测深曲线的解释1.3.5非水平层地电断面电阻率测深思考题2自然电场法.充电法2.1自然电场法2.1.1自然电场的成因2.1.2自然电场法的野外工作方法2.1.3自然电场法的应用2.2充电法2.2.1充电法的基本理论2.2.2充电法的野外工作方法2.2.3充电法的应用思考题3激发极化法3.1激发极化法基本理论3.1.1激发极化效应及其机理3.1.2激发极化场的正演计算方法3.1.3常用装置的激电异常3.2激发极化法的野外工作方法及其应用3.2.1激发极化法的野外工作方法3.2.2激发极化法的资料整理与解释3.2.3激发极化法的应用思考题4电磁法4.1电磁法理论基础4.1.1电磁场定解问题4.1.2岩土在交变电磁场中的电磁学性质4.1.3模拟准则,4.1.4均匀介质中平面电磁波的传播4.1.5交变电磁场中局部导体的异常场4.1.6两种常用场源的电磁场4.2地面电磁法4.2.1大地电磁测深法4.2.2频率测深法4.2.3瞬变电磁法4.2.4电磁偶极剖面法思考题附录附录1水平层状大地表面垂直磁偶极子的电磁场附录2水平层状大地表面水平谐变电偶极子的电磁场练习与思考电法勘探1.什么是电法勘探方法？电法勘探方法有哪些分类？2. 电法勘探方法与重力、磁法勘探方法有何异同点？3. 什么是岩矿石的电阻率？简述岩矿石电阻率的特点及影响因素。
谈电法测井_充电法
谈电法测井—充电法何公民(黑龙江省煤田地质一○八勘探队,黑龙江鸡西158100)摘 要:介绍了充电法的原理,应用条件及勘探中的应用。
关键词:电法;电阻率;电极中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2003)10-0100-020 前言充电法是在被探测的矿体或其它地质的天然或人工上进行充电(它可以是直流电,也可以是交流电),然后对充电体或地质体形成的电场在地表的分布进行观测和研究,了解矿体或地质体在地下的赋存状态的一种电法勘探方法。
它常用于金属矿体探测,五十年代用于探测煤层走向分布,固定老窑采煤区。
水文地质方面的应用主要是固定岩溶发育地带,研究地下水的流速和流向。
1 充电法的原理及应用条件1.1 充电法的原理被探测的矿体(或地质体)比围岩的导电率大得多,(最好在100倍以上),在矿体的天然或人工露头上进行充电,则整个矿体带电,由于矿体导电率很高,整个矿体形成一等位体,在期间的介质中形成电场,我们在地面坑道及临钻孔中观测这种电场的分布状态,则可以了解该矿体的形态,分布范围等赋存情况,在曲线上的反映为矿体,离地面最近的地方电位最高,距离越远,电位逐渐降低,直至远到不受矿体形成的电场影响的地方电位为零,此时得到的是正常的大地电流场。
1.2 应用条件(1)矿体为良好体,电导率很高。
(2)埋藏较浅,且走向一定,长度大于埋藏深度的三倍。
(3)矿体及围岩的电阻率稳定。
(4)地形起伏及表土的不均匀的影响较小,且无工业用电干扰。
(5)接地条件良好,极化稳定。
2 充电法的野外工作方法2.1 电极情况供电电极A、B,A、B为铁,A为单电极,B为电极组,较小接地,保证足够大电流,测量电极M、N,M、N为紫铜电极,供电电极小于0.5A,采用乙电池,电流大于0・5A而小于2A,采用甲电池,电流大于2A用发电极或蓄电池。
2.2 充电法的几种方法(1)电位法观测测线上各个测点,把对于某一相对电位空点的电位,绘制成自然电位剖面图,最终再绘制自然电位等值线平面图。