联合剖面法模型实验

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激电测深和联合剖面测量

激电测深和联合剖面测量

激电测深和联合剖面测量作者:牛稳来源:《科技资讯》2014年第35期摘要:激发极化法是以岩(矿)石、水的激发极化效应的差异为物性前提,用人工地下直流电流激发,以某种极距的接收装置,测量地层的不同激发效应,研究地层横、纵向激发极化效应的特点,以查明矿产资源和有关地质问题的方法。

激电测深和联合剖面测量是激发激化法的常用方法,在硫化物金属矿的勘查过程中有较好的效果。

该文简述了激电测深、联合剖面方法在威宁二塘镇铅锌矿勘探中的综合应用,并介绍了激电测深、联合剖面测量概念、装置及激发激化法原理,且对L-2线剖面异常解释推断及验证。

关键词:威宁二塘镇激电测深联合剖面铅锌矿区综合应用中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)12(b)-0056-031 激电测量原理和装置1.1 工作原理电测深法是在地面的测深点上(即MN极的中点),通过逐次加大供电电极AB极距的大小,测量同—点的不同AB极距的视电阻率ρS值,研究这个测深点下不同深度的地质断面情况。

在AB极距离短时,电流分布浅,ρS曲线主要反映浅层情况;AB极距大时,电流分布深,ρS曲线主要反映深部地层的影响。

1.2 测量装置采用图1装置用于研究地层的垂向变化,通常在重点异常区布置测深点。

MN中点为测深点位置,MN不动,加大AB距进行观测。

2 矿区实测分析以黔西南威宁县二塘铅锌矿区L-2测线激电测深及联合剖面测量,作为具体解释推断实例。

2.1 地质背景及铅锌矿分布特征位于特提斯-喜马拉雅与滨太平洋两大全球巨型构造域结合部位,属扬子准地台上扬子台褶带,地质构造复杂、沉积建造多样、大陆流溢拉斑玄武岩浆活动强烈,深大断裂对该区地壳的演化起着重要的控制作用,与它们伴生的成矿单元,主要受构造的影响,具有明显的带状特征。

2.2 矿区地质(1)地层与构造。

①石炭系地层有中统黄龙组(C2h):浅灰、灰色厚层块状亮晶灰岩、燧石灰岩,夹生物屑灰岩,厚55~110m。

§2.2联合剖面法

§2.2联合剖面法
B S
自此,当B极越过界面进到ρ2岩石中但MN仍在ρ1时,
2 1 2 1 2
B s
第 18 页
X
§2.2 联合剖面法
当MN过界面时,由于界面两边的电阻率不同所以

B s 由
2 1 2 跃变到 1 2
2 12 1 2
ρ1>ρ2故为下跃,反之则为上跃。 当全部装置均进入ρ2岩石时,虚点源B1则位于ρ1岩 石中且电流符号为正,于是当装置向右移动并逐渐远 B 离分界面时,Bl的反作用将逐渐减小最后 便趋于 s ρ2值。
-30 -25 -20 -15
-10 -5
0
5
10 15
20
25 30
h0
测点
300
倾斜铜板上联剖与对称四极法的ρs 异常曲线
§2.2 联合剖面法
由两个三极装置组成: A-MN, MN –B (C为无穷远) A
A-MN
C
地“无穷远”
K M N B
MN -B
横向分辨能力强,异常 明显。适合于水文、工 程地质及构造找矿。
装置相对笨重,地形 影响大。解释时具体 分析。
第 1页Βιβλιοθήκη X§2.2 联合剖面法
一、垂直接触面上联合剖面法异常
A B 的跃变要明显得多。因此根据 s s
位置时要比 相反。
s 容易辨认 , 反之,如果ρ1<ρ2, 则
B
确定分界面 sA
第 21 页
X
§2.2 联合剖面法
二、球体上联剖与对称四极的异常
联剖在球体上的ρs理论曲线,首先写出点电源在球外 一次场的电位表达式,然后要写出M点和N点之间电位差 的表达式,然后再求的相应ρs表达式,也可得到ρs的计算 公式。球外一次场的电位表达式为:

§2.2联合剖面法解读

§2.2联合剖面法解读
2 K x B 12 S 1,1 1 1 2 2d x
B 的计算公式也有以下三 s
第 13 页
X
§2.2 联合剖面法
(2)当O点在ρ1而B点进入ρ2岩石时:
21 2 1,2 1 2
B S
这种情况下的表达式与AMN装置中第二种情况相同。
研究垂直接触面上的ρs曲线特征,目的在于确定 岩石分界面,进行地质填图。下面将重点讨论具有 一个垂直接触面的最基本情况。 联合剖面法是由两个三极装置AMN和MNB组成的, 由于供电电极与测量电极的排列次序不同,故在过 垂直接触面时的 和 sA 曲线特征也不同。由于对称 sB
四极剖面法的
sAB
当装置向右移动并逐渐靠近接触面时,虚点源B1的 作用则逐渐加强,这早因为虚点源B1与实点源B相对 界面要保持对称,所以实点源B愈靠近界面,虚点源 B1也就愈与界间接近,从而Bl到测量电极MN的距离
也就愈小,故作用加倍。
第 16 页
X
§2.2 联合剖面法
虚点源B1(电流K12I)的符号 决定其对
1
A s
于是
sA便逐晰上升装置愈靠近接触面,ρ2岩石吸引电流
的作用愈强,

A 也就不断增加 s
第 7页
X
§2.2 联合剖面法
当MN当前到达接触面时,有最大值
2 1 2
A s 2 1
反之,如果ρ2>ρ1,则ρ2岩石表现为排斥电流的作用, 那时MN到达到接触面时,有最小值 2 A 1 s 1 2
s
2
A s
第 11 页
X
§2.2 联合剖面法
此后,随着装置的右移并远离分界面时,ρ1岩

§2.2联合剖面法解析

§2.2联合剖面法解析
B S
自此,当B极越过界面进到ρ2岩石中但MN仍在ρ1时,
1 A ( s 。 sB ) 2
第 2页
X
§2.2 联合剖面法
B AB s 曲线后,容易得到 s 曲线。下 面分别讨论之。 A 故有 s 和


1.
A s 剖面曲线
第 3页
X
§2.2 联合剖面法
计算时采用上图的坐标和符号则有 (1)当供电电极(A)和测量电极中点(O)均在ρ1岩石中时
(3)当O点和B点都进入到ρ2岩石中时:
2 K12 x B S 2,2 2 1 2 2d x
第 14 页
X
§2.2 联合剖面法
sB
100
=BO
sB
图中给出了 按 以上各式计
B 算的 s 剖面
曲 线,可用
sB
20
“镜象法”虚
O
MN B
研究垂直接触面上的ρs曲线特征,目的在于确定 岩石分界面,进行地质填图。下面将重点讨论具有 一个垂直接触面的最基本情况。 联合剖面法是由两个三极装置AMN和MNB组成的, 由于供电电极与测量电极的排列次序不同,故在过 垂直接触面时的 和 sA 曲线特征也不同。由于对称 sB
四极剖面法的
sAB
§2.2 联合剖面法
由两个三极装置组成: A-MN, MN –B (C为无穷远) A
A-MN
C
地“无穷远”
K M N Bபைடு நூலகம்
MN -B
横向分辨能力强,异常 明显。适合于水文、工 程地质及构造找矿。
装置相对笨重,地形 影响大。解释时具体 分析。
第 1页
X
§2.2 联合剖面法

视电阻率联合剖面法在地下热水勘探中的应用

视电阻率联合剖面法在地下热水勘探中的应用

视电阻率联合剖面法在地下热水勘探中的应用地下热水是一种清洁能源,在旅游休闲开发利用过程中发挥越来越重要的作用。

本文主要阐述了利用电阻率的差异,根据联合剖面装置获得的低阻正交点,推断的含水破碎带的产状与规模,为温泉开发利用提供重要依据。

标签:地下热水联合剖面法低阻正交点1前言英德市水边温泉位于英德市水边镇热水村,温泉出水口离地面较近,呈自流井状;该地下热水开发程度较低,仅供附近村民洗衣做饭之用,所以利用物探方法寻找地下含水构造的产状与规模,加快该温泉的开发程度,为该地区带来可观的经济效益。

2工区区地质概况2.1地层温泉工作区位于佛岗复式岩体的北西边缘,主要出露的地层为:震旦系坝里组(Z2):主要分布于勘查区北部,变余长石石英砂岩、凝灰质细粉岩或细碎屑沉凝灰岩粉砂岩、粉砂质板岩、板岩、炭质板岩。

震旦系乐昌峡群(Z2L)包括老虎塘组及坝里组:主要分布于勘查区北部,以浅变质的长石石英砂岩、砂岩与板岩组成的韵律层为主,上部夹多层硅质板岩及硅质层。

泥盆系桂头群(D1-2g):零星分布于工作区西北部,整合伏于老虎坳组之下,为黄灰色、紫灰色厚层状粗粒及中粒石英砂岩互层夹粉砂岩、石英片岩页岩。

泥盆系老虎头组(D1-2l):分布于工作区东北部,分布面积较大,总厚度333-457m,与下伏桂头群为整合接触,为滨海相碎屑沉积,主要岩性组合为灰、黄绿、紫红色厚层状细砂岩、中砂岩、中粗粒砂岩、粉砂岩、绢云母页岩及少量砂质页岩、绢云母板岩。

泥盆系杨溪组(D1-2y):分布于工作区东北部,主要为砾岩、砂砾岩夹砂岩、粉砂岩,以含有复成分砾岩为主要特征。

第四系全新统(Q):广泛分布于勘查区内,主要沿着河流阶地分布,主要由砂砾和粘土组成。

2.2构造根据广东省区域地质资料,本区位于恩平—新丰断裂深大断裂带中段即广—从断裂北东段上盘、佛冈复式岩体北西边缘。

广从断裂为区域内主要断裂,其南起广州越秀山,北至英德望埠,长约120 km,总体走向20~30°,倾向北西,倾角60~75°;总体工作区偏向于断裂带东侧,构造主要表现形式为北东向构造、纬向构造,华夏系构造及其相应的次一级构造等,而褶皱构造表现不明显。

联合剖面法和对称四极法在矿山水文地质勘查中的应用

联合剖面法和对称四极法在矿山水文地质勘查中的应用

从激电测深结果可以看出 :0 线激电测深视视电阻率最 大值为 3518Ω·m,最小值为 93.7Ω·m,视视电阻率测深 断面图显示在 150 点和 154 点之间为一低阻异常带,此低 阻带与联合剖面曲线正交点位置及 M1 异常所对应,推断此 测深视视电阻率低阻异常是由 F1 断层所引起 ;在 130 点到 138 点之间存在一较小的低阻异常带,此异常与联合剖面正 交点所对应,推断低阻异常可能是由于含水基岩裂隙引起的 低阻异常。
2018年?8月上?世界有色金属157水文地质hydrogeology从联合剖面测量结果可以看出四条测线均在148测点位置附近出现正交点据此在测区圈出一条低阻带异常m1m1走向北东长约380m宽约20m视电阻率最大值720m最小值410m以ao150m极距对此异常所在位置加大极距测量结果显示正交点位置未见明显位移初步推断m1异常产状近直立推断见图1
YANG Lei
(Hebei geology and Mineral Bureau Fourth Geological Brigade, Chengde 067000,China)
Abstract: The combined section method is composed of two three-pole devices with apparent resistivity as the measuring parameter. It is one of the effective methods to find buried steep low-resistivity bodies with strong ability to distinguish anomalies. Keywords: combined section method; symmetrical quadrupole method; aquifer

“电法勘探”实验指导书

“电法勘探”实验指导书

“电法勘探”实验指导书欧东新、韦柳椰编著实验一WDDS-1数字电阻率仪测量均匀大地的电阻率一、实验目的与要求1、认识WDDS-1数字电阻率仪及掌握其使用方法。

2、掌握在水槽中测量均匀半空间视电阻率的方法。

3、掌握各种装置的视电阻率K值计算方法。

二、实验仪器及材料准备WDDS-1数字电阻率仪一台,万用表一台,电池箱一个,带鳄鱼夹导线若干,大头针若干,水槽跑极装置一套。

记录纸一张,直尺一把,铅笔,橡皮。

三、实验步骤1. WDDS-1数字电阻率仪认识及参数设置(一)熟悉仪器的面板(图1.1)。

图1.1 WDDS-1面板图1.2水槽WDDS-1测量视电阻率装置图(二)检查仪器。

(1)开机,按“↑↓”键,调节液晶屏对比度。

(2)按“电池”键,检查仪器电池电压。

当电池电压< 9.6 V 时,更换8节2号或3号1.5V 电池。

(3)按“设置”键,设定供电时间仪器默认为0.2秒(显示数字为2),实验一般选用0.5秒,输入数值5后按“确认”键。

2. 按照 图1.2 接好实验装置。

测线布置在水槽中间,测点距10cm ,一直延伸到水槽边沿。

3. 测量(以对称四极电剖面为例)。

(1)按“电源”键开机。

(2)按“排列”键输入线号 ,如:NL=01。

按“确认”键后,显示排列方式。

(3)排列方式共有9种。

按“↑↓”选择对称四极电剖面,不用按“确认”键确认。

9种排列方式如下: 1.4P-VES 四极电测深2.3P-VES 联合电测深(含三极电测深)3.4P-PRFL 对称四极电剖面4.3P-PRRL 联合剖面(含三极动源电剖面)5.RECTGL 中间梯度装置6.DIPOLE 偶极—偶极装置7.IP-BUR 井-地电法8.INPUT K 传送K 值9.5P-VES 5极纵轴电测深 (4)按“极距”输入极距号,如:NO=01,按“确认”键,显示:AB/2=XXXX,MN/2=XXXX,输入数据(单位为m )并按“确认”键,再按“停止”键,显示:K=XXXX.利用式(1-1)验算K 值。

环境与工程物探:联合剖面法

环境与工程物探:联合剖面法

由于C极为无穷远极,它在M、N处产生的电位很小,故可忽略 不计,因此,联合剖面法的电场可视为一个“点电源”的电场。
2、联合剖面法 ρs 曲线特征分析 讨论直立低阻薄脉上联合剖面法ρs 曲线特征:
s
=
jMN j0
MN
由图可见:
① 在直立良导薄脉顶部上方,sA 与 sB 相交,且 交s 点< (1 围岩);

sSA
野外工作中,地表覆盖层电性不均匀将导致 sA 和 sB曲线出现锯齿状跳动,
当极距L大于电性不均匀体半径的5倍时,局部不均匀体对两条曲线的影响
近于相等,两条曲线呈同步跳动。这时可以取 F
A
A s
来消除表土不均匀的影响。
B s

FB
B s
A s
4、应用
联合剖面法主要用于探测产状陡倾的良导薄脉(矿脉、 断层、含水破碎带)及良导球状矿体。
虽然联合剖面法在直立高阻薄脉 上也有异常显示,但是其效果比 在直立低阻薄脉上差,加之与其 他对直立薄脉同样有效的电剖面 法相比,它的效率又低,因此一 般不用联合剖面法寻找高阻地质 体。
当薄脉倾斜时:
S 曲线不对称,交点两侧两条曲线所围的面积不
相等。薄脉向两条曲线所围面积较大的一侧倾斜。
在实际工作中,常采用不同极距的联合剖面曲线交点 的位移来判断脉状体的倾向。
(一)联合剖面法
C→∞
1、装置特点及 ρs 公式
AO=BO MO=NO
OC > 5AO
A s
=
kA
U
A MN
IA
(AMN ∞ )
A (I)
M ON
(-I) B
B s
=
kB
U
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实验三 联合剖面法模型实验一、实验目的与内容1.掌握联合剖面测量的方法。

2.了解联合剖面曲线低阻正交点、高阻反交点特征。

二、实验仪器及材料准备WDDS-1数字电阻率仪一台(带8节2号电池),万用表一台,电池箱一个(带60节1号电池),大头针若干,水槽跑极装置一套,低、高阻板状模型,低、高阻球状模型。

记录纸一张,单对数坐标纸一张,直尺一把,铅笔,橡皮。

三、实验步骤1.在水槽中放置低阻球体球体,顶面埋深1~4cm ,测线通过球心在水面的投影。

联合剖面法极距按AO=8cm,MN=2cm,点距2cm 设置。

无穷远极距离测线垂直距离5倍AO 以上。

按(3-1)式计算装置系数。

MNANAM r r r K ⋅=π2 (3-1)IU KMNs ∆=ρ (3-2) 2.按图3.1布设联合剖面法电极,连接仪器,在WDDS-1上设置极距参数等。

准备好记录纸和单对数坐标纸。

图3.1 联合剖面法模型实验装置图3.逐点移动电极,测量(注意:测量完As ρ后要给B 极供电,As ρ和Bs ρ都测完才跑极)。

记录u ∆,I, s ρ每个数据要至少测量两次,要求误差不超过5%,按(3-2)式计算视电阻率。

如 图3.2把联剖曲线绘在单对数坐标纸上。

608010012014010.90.80.70.60.5ρs /ρ1x (cm)ρs A ρs B图3.2 联合剖面法视电阻率曲线图中横坐标为测点位置,采用算术坐标,单位cm ;纵坐标为归一化视电阻率1ρρs,采用对数坐标,s ρ为实测视电阻率,1ρ为远离低阻体的视电阻率,1ρ基本上等于水的电阻率。

仪器操作步骤:(1)开机,按“↑↓”键,调节液晶屏对比度。

按“电池”键,检查仪器电池电压。

按“设置”键,设定供电时间仪器默认为0.5秒,输入数值5后按“确认”键(2)按“排列”键输入线号。

(3)按“确认”显示排列方式。

按“↑↓”选择3P-PRFL 联合剖面。

(4)按“极距”键输入极距号,如:NO=01,按“确认”键;输入数据(单位为m ):AB/2=0.08,MN/2=0.01,并按“确认”键,再按“停止”键,屏幕显示K 值。

(5)测量:测As ρ:将A 接线柱夹子与A 极电缆相连,按“测量”键测量。

在2号和4号排列下,版面显示“A-极供电?”,按“确认”键为A 极供电并显示测量结果As ρ(其他键表示B 极供电);将测量参数记录到记录纸上。

按“确认”键存储数据测B s ρ:将A 接线柱夹子与B 极电缆相连,按“测量”键,再按“确认”键,名义上是对A 极供电,实际上是对B 极供电。

记录B s ρ结果(不管负号),按“确认”键存储数据。

(6)跑极,重复测量过程。

4.换高阻球体,用相同的装置再测一遍。

四、思考题1. 电法勘探中为什么要引入视电阻率的概念?2. 低阻正交点、高阻反交点有何特征?3. 为什么要设置无穷远极?五、实验要求1.每人按步骤,至少操作一次仪器,并观测5~10个点的视电阻率。

2.绘制联合剖面曲线并进行分析。

2.每人提交一份实验报告,说明实验的目的,内容、步骤,画出所用排列的实验装置示意图。

3.回答思考题。

六、理论基础1.联合剖面法概述。

剖面法:采用固定极距的电极排列装置,使电极装置沿剖面移动,逐点供电测量。

这样便可以观测到在一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化。

联合剖面法:是由两组三极装置联合进行探测的剖面测量方法。

装置示意图如图3.3图3.3 联合剖面法电极装置示意图联合剖面法相当于两个三级装置,为了使供电电极近似点电源,必须使负极离装置足够远,因此称之为无穷远极。

如果供电电极到测量电极MN 中点的距离记为AO ,无穷远极到测线的垂直距离应该大于5倍AO 。

如果在平行测线布置,距MN 中点的距离应该大于10倍AO 。

装置沿测线逐点移动,每个测点观测两次,轮流给A 极和B 极供电。

一次是AMN 装置,所得视电阻率用A S ρ表示,另一次是BNM 装置,视电阻率用B S ρ表示。

记录点在MN 的中点。

作图时习惯A S ρ用实线而B S ρ用虚线表示。

由于它同时利用两条视电阻率曲线探测异常,具有对异常的分辨能力强、异常明显的优点;适合探测一切形状和产状的地质构造。

它在地质调查中获得广泛的应用,是寻找裂隙形地下水常用的有效方法。

联合剖面视电阻率曲线横坐标为测点位置,采用算术坐标,纵坐标为视电阻率,一般采用对数坐标。

2.联合剖面法的交点。

正交点:A S ρ与B S ρ相交,在交点左边A S ρ>B S ρ,在交点右边A S ρ<BS ρ反交点:A S ρ与B S ρ相交,在交点左边A S ρ<B S ρ,在交点右边A S ρ>BS ρ高阻交点:交点视电阻率大于围岩视电阻率。

低阻交点:交点视电阻率小于围岩视电阻率。

联剖曲线常有以下4种交点: (1)低阻正交点(图3.4)。

这种交点常常出现在良导体上方。

由于断裂带中含有较多的水分,电阻率较低,能产生明显的低阻正交点。

因此交点往往指示低阻体和断裂带的存在。

(2)高阻反交点(图3.5)。

这种交点常常出现在高阻体上方。

往往指示高阻岩脉。

(3)低阻反交点(图3.6)。

往往是由山脊地形引起。

(4)高阻正交点(图3.7)。

往往由山谷地形引起。

80010001200x (m)图3.4 低阻正交点80010001200120.90.80.70.60.5x (m)ρs A ρs B图3.5 高阻反交点50100150200250300101002030405060708090200ρs (Ωm )-200-1000-100100200图3.6 低阻反交点50100150200250300101002030405060708090200x (m)ρs (Ωm )100200300-1000100200图3.7 高阻正交点3.直流电阻率法物理模拟准则。

虽然现在能够对大多数野外地电模型进行计算机数值模拟,但是仍然不能忽略物理模拟的重要性。

因为实验获得的结果可以检验理论计算结果。

根据相似理论,把野外地电模型几何尺度在室内按一定比例缩小,并使野外与室内相应地质体的电阻率比值b 保持一致。

这样就可以用实验的方法获得与野外相似的观测结果,且满足sm s b ρρ⋅=。

其中s ρ为野外视电阻率,sm ρ为缩小模型的视电阻率。

山谷地形下面是直流电阻率法物理模拟准则的简单推导。

稳定电流场满足拉普拉斯方程:0222222=∂∂+∂∂+∂∂zuy u x u (3-8)野外模型与室内模型满足以下三个条件。

(1)野外供电电流与室内供电电流满足:m aI I = (3-9)其中I 为野外供电电流,m I 为室内供电电流,a 为比例系数,下标m 表示室内模拟。

(2)在野外有边界条件:2211E E σσ=在室内有边界条件:2211E E m m σσ= 如果:b m m m m ==⇒=22112211ρρρρσσσσ b 为比例系数,这个关系推广到n 个地质体:b mnn m m ====ρρρρρρ 2211 (3-10) 如果满足(3-10),则野外和室内有相同的边界条件。

(3)几何尺度相似:m cr R = (3-11)R 为野外几何尺度,m r 为室内几何尺度,如矿体长、宽、高、测点距离等等, c 为比例系数。

如果满足以上三个条件,方程的解将是相似的。

考虑单点源情况,在电源点附近方程解为:2 , 211mm m m r I U R I U πρπρ==(3-12) 根据以上三个条件可知:m U cba U ⋅=(3-13)把这个关系推广到远离电源点的情况,且根据电位的叠加性在多点源时也应满足。

在野外和室内的视电阻率公式分别为:IU Ks ∆=ρ (3-14)mmmsm I U K ∆=ρ (3-15) 考虑到野外装置系数和室内装置系数满足:m cK K =,(3-14)式变为:sm mmm s b aI U c ba cK ρρ⋅=∆⋅⋅= (3-16)以均匀大地下的低阻球体的联剖勘探为例说明模拟准则。

野外模型参数及室内模型参数如下表:表3.1 物理模拟参数表按表3.1在室内模型上进行电阻率法测量,利用式(3-16)可把室内模拟视电阻率换算成野外勘探视电阻率,并用野外几何尺寸画图即可。

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