磁电阻率法与磁激发极化法
其它电法：激发极化和电磁法
人工场源频率测深的激发方式有两种， 其中一种是利用接地电极，将交变电流送人 地下，当供电偶极，距离不很大时，由此而 产生的电磁场就相当于水平电偶极子的场， 另一种激发方式是采用不接地线框，其中通 以交变电流后在其周围便形成了一个相当于 垂直磁偶极子的电磁场。
三、甚低频电磁法
甚低频 （VLF）电磁法是一种被动源电 探方法，它利用超长波通讯电台所发射的电 磁波为场源，通过在地表、空中或地下探测 场的参数变化，从而来达到找矿或解决有关 水文工程地质问题的目的。
（二）联合剖面装置
联剖装置能得到2条ηs曲线，将2条曲线配合 起来作推断解释，能较准确确定极化体位置（根据 “反交点”）和判断极化体倾向。但联剖ηs曲线较复 杂，对相邻极化体的分辨能力较差，且对近地表小 极化体的干扰反映较灵敏，地形对异常的畸变也较 明显和复杂。
此外，从工作方法和技术看，电极距对联剖异 常的影响较大，恰当地选用电极距对联剖装置很重 要，有时甚至需要几种电极距作测量，这会使生产 效率降低；联剖需要敷设一条“无穷远线”，这不仅 使装置笨重，生产效率低，而且电磁耦合干扰问题 较大。故联剖不用作普查找矿的基本装置，仅在详 查中为解决特定问题（如确定极化体位置和产状 等），才在少数剖面上布置激电联剖测量，而且多 在时间域激电法中采用。
在我国，偶极装置主要用于电磁耦合问题 比较突出的频率域激电法。
四、激发极化法应用实例
（一）激发极化法在水文地质调查中的应用 不同岩、矿石的激发极化特性主要表现在二次
场的大小及其随时间的变化上。在金属矿的普查勘 探中，主要采用了表征二次场大小的参数，如极化 率及频散率等。但在水文地质调查中，我们更重视 表征二次场衰减特性的参数，如衰减度，激发比、 衰减时等。激发极化法在水文地质调查中的应用主 要有两点：一是区分含碳质的岩层与含水岩层所引 起的异常，二是寻找地下水，划分出富水地段。
5电法勘探5激发极化法
①直流激发极化法的仪器装备
直流（时间域）激电仪分为供电和测量两部分。供电部分使用导 线将供电电源、发射机和供电电极相连而成
直流电源
供电控制单元
供电程序 控制电路 发射机
其中直流电源用于提供电流，
A 一般使用小功率发电机；发
射机由供电控制单元和供电
B 程序控制电路组成。供电控
制单元控制电源的接通、切 断以及换向，供电程序控制 电路是供电控制单元的指挥 机构，根据设计的程序，使 供电控制单元按规定的时间 和顺序向地下供电，从而实 现野外供电自动化
增大；供入交流电时，频率的
磁铁矿
高低就反映了导体单向充电
黄铜矿
（半周期）时间的长短。频率 越低，单向充电时间越长，界
石墨
面上产生的双电层电位差越大，
f
观测到的总场电位差幅值△Uf 也就越大
Ⅲ激发极化法测定的参数 1.极化率和频散率 时间域中，采用“极化率”来衡量岩、矿石的激发极化效应
(T ,t) U2 (T ,t) 100%
激发激化法也存在一些问题。例如，不易区分有工业意义的 异常和无工业意义的异常（由黄铁矿化、磁铁矿化、炭质或石墨 化岩层引起）。交流激发激化法还不可避免受到电磁耦合的干扰， 等等
（1）激发极化法的理论基础
向地下供入稳定电流，可观测到测量电极MN间的电位差是 随时间而变化的（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟） 后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极MN间的 电位差在最初一瞬间很快下降，之后便随时间相对缓慢的下降， 并在相当长时间后（通常也约几分钟）衰减接近于零
应用人工直流电场或低频交变电场都可以研究岩矿石的激发 极化效应，因此对应有直流（时间域）激发激化法和交流（频率 域）激发激化法两种
电阻率法和激发极化法水槽模型实验
• 逐点（测量3次）和逐个极距观测和记录数据，及时检查可
疑数据。 • 中间梯度法：整理和绘制视电阻率和视极化率剖面图。 • 对称四极测深法：整理和绘制视电阻率和视极化率测深曲 线和测深剖面的视电阻率和视极化率拟断面图。
实验要求
• 规范操作，爱护仪器，注意安全 • 每个实验小组成员轮换完成整条剖面的数据采集、 资料整理及图件绘制
• 各组交流和讨论实验结果
• 定性分析异常分布特征
• 编写实验报告
测量方式快速入门
1 放置异常体
2 固定A B M N 。用橡皮 泥将不极化电极固定好。
测量方式快速入门
3 将A B M N与仪器连将高压电池与仪器连接， 严禁提前连接高压电池。
分组情况
指导老师：林昌洪
谭捍东
候玉成
2011年5月
实验目的
• 了解电阻率法和激发极化法常用仪器的简单原理、 面板结构，并学会仪器的操作使用。
• 学会剖面法和测深法的工作布置及数据采集方法。
• 分析剖面法和测深法在良导体上的异常特征。
实验模型
• 水介质模拟围岩介质 • 水平铜板、石墨板模拟局部异常体 • 模型顶部埋深2—3cm为宜 • 电极入水深度约2—3mm较合适
• 1班，34人，分5组（组号1～5）； • 2班，31人，分5组（组号6～10）；
• 3班，36＋2人，分6组（组号11～16）。
时间安排
• 1～4组，5月4日（周三），3、4节及当天晚上； • 5～8组，5月5日（周四），晚上； • 9～12组，5月11日（周三），3、4节及当天晚上 • 13～16组，5月12日（周四），晚上。
中间梯度法
• • • • • AB=120cm AB中间2/3范围测量(80cm) MN=4cm 点距4cm 记录点为MN中点
高密度电阻率法和激发极化法在青山水厂找水中的应用
高密度电阻率法和激发极化法在青山水厂找水中的应用景强【摘要】高密度电法工作效率高、探测速度快,而大功率激电测深法探测精度高.二者有机结合,既可以提高工作效率、又可以互相印证,是一种很好的地下找水的物探方法.利用高密度电阻率法与激发极化对称四极测深相互配合在地下水勘查中的运用提高了地质解释的准确性和可靠性,值得在类似水文地质条件和地区推广应用.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】3页(P89-91)【关键词】高密度电阻率法;激发极化法;地下水【作者】景强【作者单位】山东省煤田地质局第二勘探队,山东济宁 272000【正文语种】中文【中图分类】P641.72根据2016年嘉祥县农村供水工程要求，为解决农村饮用水问题使广大村民全部喝上更加方便、卫生和安全的饮用水。
使用物探方法发挥了很重要的作用，减少了对工作区区水文地质勘查的时间。
实践表明，在已有水文地质资料的基础上，通过利用高密度电阻率法和激发极化法相互配合，很大程度的提高了找水工作的速度和成功率。
其中本次工作区位于嘉祥县后吕村北，寨山西侧，该地区地层多为寒武系九龙群张夏组灰岩，区内岩溶构造不甚发育。
1 区域地质概况工作区位于中朝准地台鲁西断隆（II级）的西部，分属于嘉祥地垒和汶泗断凹两个Ⅳ级大地构造单元。
工作区地处华东地层区济宁地层小区，出露的地层主要有下古生界寒武系和奥陶系和新生界新近系和第四系，地层由老至新为古生界寒武系长清群朱砂洞组、馒头组、寒武系九龙群张夏组、崮山组、第四系。
根据工作区地下水的赋存条件和水力性质等特征，区内含水类型可分为2类，即为第四系冲洪积层孔隙水、石灰岩裂隙岩溶含水岩组。
工作区内第四系较薄，受地表污染影响较大，所以本次主要目的层是寒武系岩溶裂隙水，含水层主要由灰岩、泥灰岩、白云岩组成。
含水岩组除小范围裸露外，绝大部分隐伏于第四系松散层以下，顶板埋深40～145m，底板埋深150～290m。
高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用
高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用
高密度电阻率法和激发极化法是两种广泛应用于抗旱找水定井位的地球物理勘探方法。
这些方法可以帮助人们识别地下水资源的位置和大小，以便更有效地进行井位的定位和钻探。
高密度电阻率法是一种非侵入性的地球物理测量方法，可以用于确定地下层的电性阻抗。
通过对地球物理场测量数据的分析和处理，可以确定地下不同结构的电阻率分布情况，从而推测出地下水的位置及分布情况。
该方法具有测量精度高、信息量大等特点，可以有效地帮助人们确定地下水资源的分布情况和井位的选择。
激发极化法则是一种基于地下极化现象实现的测量技术。
这种方法先将电流通过电极注入地下，在经过一段时间的作用后，再通过电极接收反馈信号。
通过分析信号的振幅、相位及其与时间的关系，可以获得地下储水层的电性参数，从而推断地下水体存在的位置及分布情况。
与高密度电阻率法相比，它更具有定量化、灵敏度高等优点。
总体而言，高密度电阻率法和激发极化法都是非侵入性的测量方法，可以在不破坏地下环境的情况下迅速确定地下水资源的存在及其分布情况。
在抗旱找水定井位中，这些技术能够快速提供有关地下水体的准确信息，帮助人们选定最优的井位位置和钻探深度，以提高抗旱寻水工作的效果和效率。
因此，高密度电阻率法和激发极化法成为了当前抗旱工程中越来越受到重视的技术手段。
4激发极化法解析
第一节激发极化法基础
一、岩石和矿石的激发极化机理
（一）电子导体的激发极化机理 电子导体（包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石）的激发极化机理一般认 为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。 在一定的外电流作用下，“电极”和溶液界面上的双电层电位差相对平衡电 极电位之变化，在电化学中称为“过电位”或“超电压” 。
式中deltU2(T,t)是供电时间为T和断电后t时刻测得的二次电位差。 极化率是用百分数表示的无量纲参数。由于deltU2(T,t)和deltU （T）均与供电电流I成正比（线性关系），极化率是与电流无关 的常数。但极化率与供电时间T和测量延迟时间t有关，因此，当 提到极化率时，必须指出其对应的供电和测量时间T和t。为简单 起见，如不特加说明，一般便将极化率yita定义为长供电和无延 时的极限极化率。 U ( ) U (0) (T , t ) |T ,t 0 U ( )
s (T , t y )
U 2 (t y ) U (T ) 100% ms (T , t y t j / 2)
t y t j ty
U 2 (t ) dt U (T )
时间域激电法的观测仪器较易制造，而且由于通常是观测供电脉冲断 开几百毫秒之后的二次电位差，受电磁耦合的干扰较小，故工作方法和解 释理论都比较简单。但这种时间感观测仪器乃是宽通带的接收机，对大地 噪声、工业游散电流和极化不稳等的抗干扰能力差，加之待测的二次电位 差通常远比一次电位差小，为提高信噪比往往要求大功率供电，从而使这 种方法的装备十分笨重，生产效率较低、成本高。
时间域谱激电法：是既保持频谱激电法能获得丰富信息的优 点，又能提高生产效率的一种新方法。这种方法观测直流脉冲激 发下总场电位差的充电过程 ΔU(T)（次要的）和断电后二次电位 差的放电过程ΔU2(t)（主要的）。 根据时间特性和频率特性的等效性可知，时间域谱激电法能 获得频谱激电法同样的信息；而前者原则上讲只要作一次测量便 可获得所需的时间谱数据。由于微电子技术的发展，当代时间域 激电测量系统已能通过自动跟踪和补偿极化电位差、信号增强技 术和数字滤波等来有效地压制干扰，克服早期时间域测量的缺点， 使时间域谱激电测量成为可能。不过，目前时间域谱激电法还有 一些理论和技术问题有待研究和完善，可能还要经过几年才能成 熟。
电法勘探4-激发极化法
虽然每个小颗粒与围岩(胶结物)的接触 面很小，但它们的接触面积的总和却是 很可观的。 所以，尽管浸染状矿体与围岩的电阻率 差异很小，仍然可以产生明显的激发极 化效应，这就是激发极化法能够成功地 寻找浸染状矿体的基本原因。
3.岩石和矿石的激发极化特性
1、时间特性 (1)矿化岩石的激发极化特性 细粒浸染状矿石或矿化岩石的激发极化( 体极化)是其中许多细小颗粒极化效应的 总和，通常实验室中应用固定的装置观 测体极化岩、矿石的激电效应。
观测步骤
将待测的体 极化岩、矿石标本置于盛有水溶液 的长方形容器中，使其露出水面。标本与容器 壁之间的空隙用石蜡或橡皮泥等绝缘材料封严， 使标本两侧的水溶液不相连通。 在容器两端各放一块长 方形铜片A和B，作供电 电极，借以向容器内供入稳定电流。 在标本两侧水溶液中紧靠标本处 ，安置测量电 极M和N，用毫伏计测量其间的电位差ΔＵｍｎ。
U (T ) U1 U 2 (T )
由于刚供电时(T=0)二次场电位差为零，即Δ Ｕ２（０）＝０，故由上式得：
U (0) U1
于是：
ΔＵ２(Ｔ)＝ΔＵ(Ｔ)－ΔＵ(０)
(2)描述稳定电流场激发极化效应的参数
上已述及，在二次场与电流成线性关系的条件 下，引入表征体极化岩、矿石的激电性质参数 － 极化率(η)，其值按下式计算：
为了认识交变电流激发下的激电效应，我们考察 下述实验：在图1.3-11，a所示的装置中，将直 流电源改为超低频信号发生器，向水中供以超低 频交变电流I； 在供电时，用交流毫伏计测量M、N间的交流电位 差ΔＵ。 当保持交变电流的幅值Iｆ不变，而逐渐改变频 率f时，人们发现电位差ΔＵ将随之而变。
电法勘探部分习题答案
第一章电阻率法1、哪些因素对岩石电阻率有影响，其中哪些因素影响比较重要？⑴矿物成分、含量及结构金属矿物含量↑，电阻率↓结构：侵染状＞细脉状⑵岩矿石的孔隙度、湿度孔隙度↑，含水量↑ ，电阻率↓风化带、破碎带，含水量↑，电阻率↓⑶水溶液矿化度矿化度↑ ，电阻率↓⑷温度温度T↑，溶解度↑，离子活性↑，电阻率↓结冰时，电阻率↑⑸压力压力↑ ，孔隙度↓ ，电阻率↑超过压力极限，岩石破碎，电阻率↓⑹构造层的问题这种层状构造岩石的电阻率，则具有非各向同性，即岩层理方向的电阻率小于垂直岩层理方向的电阻率主要影响因素为岩石的孔隙度，含水性及水的矿化度。
当岩石含金属矿物、碳质和粘土等良导性矿物时，矿物成分对电阻率的影响明显。
2、岩石结构和构造如何影响岩石的电阻率？岩、矿石中某种组成部分对整体岩、矿石电阻率影响的大小，主要决定于它们的连通情况：连通者起的作用大，孤立者起的作用小。
例如，浸染状金属矿石，胶结物多为彼此连通的造岩矿物，故整个矿石表现为高阻电性；又如含水砂岩，其胶结物为彼此相连、导电性好的孔隙水，故含水砂岩的电阻率通常低于一般岩石的电阻率。
3、岩石电阻率的分布规律？1、质地致密、孔隙度低的火成岩、变质岩和沉积岩中的灰岩、白云岩、砾岩电阻率最高，其变化范围大约在；大多数沉积岩因为具有中等孔隙度，因而也具有中等电阻率，大约在数百左右；孔隙度比较高、又富含粘土矿物的第四系粘土、页岩、泥岩的电阻率比较低，一般在；致密硫化矿体、海水、石墨的电阻率最低，仅有。
2、同类岩石的电阻率并不完全相同，而是有一两个数量级的相当大的变化范围。
3、不同类型岩石的电阻率变化范围往往相互重叠。
103~10510~10210-2~10、列举求解稳定电流场电位时的边界条件。
、何谓电阻率，何谓视电阻率，说明它们的异同。
当地表不水平或者地下电阻率分布不均匀时（存在两种或者两种以上介质），仍然采用均匀介质中的供10.根据地下电流场变化规律，定性分析三级装置B‐MN在过直立接触面时的视电阻率曲线。