电法勘探综述
电法勘探-1
一、岩土介质的电阻率
（3）岩、矿石电阻率与温度的关系 大量实验表明，电子导电矿物或是矿石的电阻率随温度增高而变大， 大量实验表明，电子导电矿物或是矿石的电阻率随温度增高而变大， 但离子导电岩石的电阻率却随温度的增高而变小。 0℃以上的正温区 以上的正温区， 但离子导电岩石的电阻率却随温度的增高而变小。在0℃以上的正温区， 电阻率值随温度的升高而缓慢的升高而缓慢减小，变化不明显。 电阻率值随温度的升高而缓慢的升高而缓慢减小，变化不明显。说明 在常温条件下，温度变化对岩石电阻率影响不大。 在常温条件下，温度变化对岩石电阻率影响不大。 由于温度的变化将引起水溶液中离子活动的变化， 由于温度的变化将引起水溶液中离子活动的变化，所以岩石中水溶液 的电阻率也将随着温度的升高而降低。在地热勘探中， 的电阻率也将随着温度的升高而降低。在地热勘探中，正是利用这一 特点来圈定地热异常的。 特点来圈定地热异常的。 但是， 0℃以下的负温区内 以下的负温区内， 但是，在0℃以下的负温区内，含水岩石的电阻率随着温度的降低而明 显增高，当温度降到-16℃时 含水砂岩的电阻率高达10 显增高，当温度降到-16℃时。含水砂岩的电阻率高达106Ω·m以上，较 m以上， 冰点以上的电阻率值大三个级次。这是因为岩石孔隙水结冰后， 冰点以上的电阻率值大三个级次。这是因为岩石孔隙水结冰后，岩石 失去了导电性水溶液的缘故。 失去了导电性水溶液的缘故。这对于我国冰冻时间较长的地区冬季施 工时将产生影响。 工时将产生影响。
电法勘探概述 电阻率法的基础知识
§1、岩土介质的电阻率 1、岩土介质的电阻率 2、影响电阻率的因素 3、层状介质的电阻率 §2、大地电阻率的测定 1、基本概念 2、稳定电流场的基本规律 3、点电源的电场 4、大地电阻率的测定
一、岩土介质的电阻率（概念） 岩土介质的电阻率（概念）
地球物理勘探---电法勘探
由图可见： 高阻体具有向周围排斥电流的作用。低阻体具有向其内部 吸引电流的作用。这样，我们通过在地表现测视电阻率的变化， 便可揭示地下电性不均匀地质体的存在和分布。这就是电阻率 法所以能够解决有关地质问题的基本物理依据。显然，视电阻 率的异常分布除了和地质对象的电性和产状有关外，还和电极 装置有关。
③湿度（含水量） 湿度对岩石的电阻率有很大的影响，含水岩石的电阻率 远比干燥的岩石低，因此同一区域雨后观测到的电阻率会大 大降低。 ④温度 温度的变化会引起水溶液中离子活动性的变化，因此岩 石中水溶液的电阻率也将随温度的升高而降低，在地热勘探 中，正好是利用这一特征来圈定地热异常的。而冬季勘探时， 地下岩石中的水溶液冻结会呈现极高的电阻率，应予以重视。
补充知识
在电阻率法中，为探测下部物质，首先要向地下半空间建 立人工电场，然后研究由于地质对象的存在所产生的电场的变 化，从而达到找矿或探测地下构造的目地。
在电阻率法勘探中，我们都是通过电极向地下供电，形成 人工直流电场，由于直流电场中电荷的分布不随时间而改变， 所以也称稳定电场。先了解稳定电场的基本规律。
二者之间的电位差为：
U MN
I 1 1 1 1 ( ) 2 AM AN BM BN
由U MN
I 1 1 1 1 ( ) 2 AM AN BM BN
U MN 2 1 1 1 1 I AM AN BM BN U MN K I K为装置系数，单位为“米”。对于任意一个四极装置都 可以计算出它的装置系数，因此只要测量出任意两点间的电位 差及电流大小，根据上式，即可求出两点之间的电阻率值，一 般认为测点位于MN点的中点。 考虑实际的需要，总是把供电电极和测量电极置于一条直 线上。
空气
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法简述
电法勘探是一种基于电磁现象的地球物理勘探方法，通过在地下通入电流，并测量由地下产生的电场和磁场信息，来获取地下物质的分布情况。
电法勘探常用于地下水资源、矿产资源、地质构造等方面的探测。
电法勘探的原理是根据地下不同物质对电流的传导能力的差异，来推断地下的物质性质和分布情况。
一般来说，导电能力高的物质（如矿石、含水层等）对电流的传导能力较好，而电阻较高的物质（如岩石、土壤等）对电流的传导能力较差。
电法勘探中常用的方法包括直流电法、交流电法和自然电场法。
直流电法通过在地下通入恒定电流，并测量地表上的电位差来进行勘探。
交流电法则使用交变电流，通过测量地下电磁场的强度和相位信息，来推算地下物质的分布状态。
自然电场法则是通过测量地表上的自然电场强度和方向来进行勘探。
在进行电法勘探时，需使用电极将电流引入地下，并使用测量电极来测量地下的电位差和电磁场信息。
通常使用的测量电极包括接地电极、测量电极和参考电极。
通过在地表布设不同位置的电极，在地下电势差数据的基础上，进行数据处理和解释，得到地下物质的分布情况。
电法勘探是一种非破坏性的地球物理勘探方法，具有较高的分辨率和可靠性。
它在水文地质、矿产勘探、环境工程等领域都
有广泛的应用。
然而，也需要注意电流的深度侵入限制以及地下导电性的不均匀性等问题，以提高电法勘探的精度和解释能力。
电法勘探实验报告
电法勘探实验报告一、引言电法勘探是一种通过测量地下电阻率来获取地质信息的技术方法。
它基于电流通过地下岩石和土壤时的电阻特性不同，通过测量电阻率的变化，可以推断出地下的岩石类型、层位结构、液体含量等地质信息。
本实验旨在通过对电法勘探实验的具体操作和数据分析，加深对该方法的理解，提高实际应用能力。
二、实验目的1. 学习电法勘探的基本原理和方法。
2. 掌握电法勘探实验仪器的使用和操作技巧。
3. 进行电法勘探实验，收集并分析实验数据。
4. 根据实验结果推断地下地质结构，判断可能存在的地下水和矿产资源。
三、实验仪器与原理本次实验所使用的电法勘探仪器包括：电源、电极、电流控制仪和电阻率测量仪。
原理基于地下岩石的电阻率与其类型、含水量和孔隙度等因素相关。
导流电极用于通过电流，而测量电极用于测量电位差。
在实验中，电流从导流电极注入地下，经过不同类型的地层，通过测量电位差，可以计算出地下岩石的电阻率。
四、实验步骤1. 准备工作：确定实验区域，清理测量点的地表杂物，布置测量线路。
2. 确定电极布置：根据实际情况，确定导流电极和测量电极的布置方式，确保电流均匀注入地下，以及获得较好的电位差测量结果。
3. 连接仪器：将电源、电流控制仪和电阻率测量仪连接好。
4. 设定参数：根据实验要求，设定合适的电流强度和测量时间。
5. 开始测量：将电流通过导流电极注入地下，保持电流稳定后，进行电位差测量。
记录测量数据。
6. 移动电极：根据需要，移动测量电极的位置，重复步骤5，直至完成整个测区的覆盖。
7. 数据处理：根据测量数据，计算不同测点的电阻率，并绘制电阻率剖面图。
8. 结果分析：根据电阻率剖面图，分析地下地质结构、液体含量以及可能存在的地下水和矿产资源。
五、实验数据与结果根据实验采集的数据，经过计算和处理，得到如下电阻率剖面图：(在此插入电阻率剖面图)根据电阻率剖面图分析，我们可以推断出该区域的地质结构特征。
例如，电阻率较低的区域可能存在水体，电阻率较高的区域可能是岩石层或矿物矿床。
电法勘探原理
电法勘探原理电法勘探是一种利用地下电阻率差异来探测地下构造和岩矿成分的地球物理勘探方法。
它通过在地表施加人工电场，测量地下不同介质对电场的响应，从而获取地下结构信息。
电法勘探原理主要包括电场分布、电流传播、电位分布和测量方法等几个方面。
首先，电场分布是电法勘探的基础。
在电法勘探中，通过在地表布设电极，形成人工电场。
电场的分布受地下介质电阻率分布的影响，不同的地下结构会对电场产生不同的响应。
因此，通过测量地表电场分布的变化，可以推断地下结构的变化。
其次，电流传播是电法勘探的重要环节。
在电场作用下，地下介质中会产生电流。
电流的传播受地下介质电阻率的影响，电阻率高的地层会对电流产生阻碍，而电阻率低的地层则会对电流产生导通。
因此，通过测量地下电流的分布，可以推断地下不同介质的分布情况。
另外，电位分布也是电法勘探的重要内容。
在电场作用下，地下介质中会产生电位。
不同的地下结构对电位的响应也会有所不同。
通过测量地表的电位分布，可以推断地下不同介质的分布情况。
除了以上几个基本原理外，电法勘探还涉及到一些测量方法，如大地电阻率法、大地电磁法、大地电磁测深法等。
这些测量方法在实际勘探中有着不同的应用场景和适用范围。
总的来说，电法勘探原理是通过在地表施加人工电场，利用地下介质的电阻率差异来探测地下结构的一种地球物理勘探方法。
它在矿产勘探、地质灾害预测、水资源勘探等领域有着广泛的应用。
通过深入理解电法勘探的原理，可以更好地指导实际勘探工作，提高勘探效率和准确性。
在实际应用中，需要根据具体的勘探目标和地质条件，选择合适的电法勘探方法，并结合其他地球物理勘探方法进行综合应用，以获取更全面、准确的地下结构信息。
同时，还需要加强对电法勘探仪器和数据处理方法的研究和应用，不断提高电法勘探的技术水平和勘探效果。
综上所述，电法勘探原理是一种重要的地球物理勘探方法，它通过测量地下电阻率差异来探测地下结构信息。
在实际应用中，需要充分理解电法勘探的原理和方法，结合地质条件和勘探目标，选择合适的勘探方案，并加强仪器和数据处理方法的研究和应用，以提高勘探效率和准确性。
电法勘探的原理及应用
电法勘探的原理及应用1. 什么是电法勘探电法勘探是一种利用地下电阻率差异揭示地下地质体结构及构造的地球物理勘探方法。
它通过测量地下电阻率的变化，获得地下地质体的结构信息，并进一步研究地下资源的分布情况。
2. 电法勘探的原理电法勘探基于地下地质体的电阻率差异，利用电流在地下的传播以及产生的电位差进行测量和分析。
通常，勘探者在地面上或井下放置电极，通过施加电流使地下发生电场，并测量电位差。
根据测量数据，可以计算得到地下地质体的电阻率，进而分析地下结构。
3. 电法勘探的应用电法勘探在地质勘探、矿产资源勘查、水文地质调查、环境工程、地下水资源评价等领域有着广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景：3.1 矿产资源勘查电法勘探在矿产资源勘查中起到重要的作用。
通过测量矿区地下的电阻率差异，可以发现矿体的存在以及矿体与围岩的边界情况。
这对于确定矿体的规模、形态以及储量估算都具有重要意义。
3.2 水文地质调查电法勘探在水文地质调查中也得到了广泛的应用。
通过测量地下不同地层的电阻率差异，可以揭示地下含水层的分布和性质。
这对于确定水资源的储量、流向以及开采潜力都具有重要意义。
3.3 环境工程电法勘探在环境工程中的应用越来越广泛。
通过测量地下结构的电阻率差异，可以评估地下储存物质的位置、分布以及迁移路径，为环境污染的治理和地下储存设施的选择提供重要参考。
3.4 地下水资源评价电法勘探在地下水资源评价中也是一种常用的方法。
通过测量地下地质体的电阻率，可以揭示地下地质体的结构和性质，进一步评价地下水储量、水质以及地下水动态变化，为合理开发和管理地下水资源提供依据。
4. 电法勘探的优势和局限性4.1 优势•非破坏性：电法勘探无需在地下进行钻探等破坏性操作，可以有效避免对环境的破坏和人员安全的威胁。
•高效快速：电法勘探操作简便，数据采集和分析速度较快，能够快速获取地下结构信息。
•成本较低：相比其他地球物理勘探方法，电法勘探设备和操作成本相对较低，具有较高的经济性。
电法勘探知识总结(精华)
（二）均匀各向同性半空间点电源的电场
在物理学中，恒定电场是用三个相互有联系的物理量V（电位） 、E（电场强度）和 j（电流密 度）来描述的，其间的关系为：
dv=-Edr
,
E=j ·ρ
设地面水平，与不导电的空气接触，介质充满整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等， 称这样的介质模型为均匀各向同性半空间。 （地面水平、地下为均匀、无限、各向同性介质）
判断矿体是否相连相邻不相连导电矿脉上两个相邻且相连导电矿脉上的的电位梯度异常曲线电位梯度异常曲线充电法电位平面等值线图判断矿体倾向充电法判断相邻两露头矿体是否相连一自然电场法自然条件下无需向地下供电通过一定的装置形式地面两点间通常也能观测到一定大小的电位差这表明地下存在天然电流场简称自然电场
电法勘探
s
jM N MN j0
在分析一些理论计算、模型实验及野外 地面观测结果时，经常要用到它。
重新分析：
S
(a)
s
jM N j0
M N
1
X
A(+I) (b)
B(-I)
2
1
3
结论：当地下只有一种岩石时，两式是相同的，故按视电阻率的计算式算得的ρs 值等于
岩石真电阻率ρ值。ρs 剖面曲线乃为一条数值等于 p 的直线。
B M
A(I)
L h
o
L
B(-I)
jA h =
I 2(L + h )
2 2
= jB M
jB M
j h 2 j hA cos
jh 的方向平行于地表
Iຫໍສະໝຸດ L ( L2 h 2 ) 3 / 2
M
jh
jA M
上式表明，AB 中垂线上任意一点 M 处 j 的大小，除与 I 有关外，还与 M 点的深度（h） 及电极距大小有关 当 h→∞, jh → 0
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法电法勘探是一种利用地下电阻率、电导率等物理特性来探测地下构造和岩石性质的地球物理勘探方法。
它通过在地表或井下布设电极，施加电流，测量地下的电场分布和电位差，从而推断地下介质的性质和构造。
电法勘探广泛应用于地质、水文、环境等领域，成为一种重要的地球物理勘探手段。
电法勘探的原理是利用地下介质的电阻率和电导率特性来推断地下构造和岩石性质。
地下介质的电阻率和电导率与其含水量、孔隙度、渗透性、矿物成分等有关，因此可以通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断地下的构造和岩石性质。
电法勘探的原理基于欧姆定律和电场分布规律，通过施加电流产生电场，测量地下的电位差，从而推断地下介质的性质和构造。
电法勘探的方法主要包括直流电法、交流电法、自然场法等。
直流电法是通过在地表或井下布设电极，施加直流电流，测量地下的电位差来推断地下介质的性质和构造。
交流电法是通过施加交流电流，测量地下的电场分布和相位差来推断地下介质的性质和构造。
自然场法是利用地球自然电场的变化来推断地下介质的性质和构造。
这些方法各有特点，可以根据实际勘探需求选择合适的方法进行勘探。
电法勘探在地质勘探中有着广泛的应用。
它可以用于矿产勘探，通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断矿体的位置和性质。
同时，电法勘探也可以用于地下水资源的勘探，通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断地下水的分布和含量。
此外，电法勘探还可以用于环境勘探，通过测量地下的电阻率和电导率分布来推断地下的岩土性质和地下构造，为工程建设和环境保护提供重要的参考。
总之，电法勘探是一种重要的地球物理勘探方法，它利用地下介质的电阻率和电导率特性来推断地下构造和岩石性质。
通过选择合适的方法和参数，可以实现对地下构造和岩石性质的准确勘探，为地质、水文、环境等领域提供重要的信息和数据支持。
在未来的地球物理勘探中，电法勘探将继续发挥重要作用，为人类认识地球、利用地球资源和保护地球环境做出贡献。
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此外，由前苏联于20世纪70—80年代研究 提出的压电法和震电法，近年来已取得一定进 展，有望能用于矿产资源勘查和地质灾害的预 报中。
我国的电法勘探开始于何时? 发展于何时？
3、电法勘探在我国的发展
我国的电法勘探始于20世纪30年代。 1936年丁毅在安徽当涂铁矿进行了电法 勘探工作。 1939到1942年顾功叙在云南东川汤丹、 易门铜矿开展了自然电场测量等电法工作。
电法勘探如何分类? 物探方法中，精度最高
的是哪种方法？
4、电法勘探的分类
电法勘探是应用地球物理学中方法种类最 多，应用面最广的一种方法。因此，电法勘探 的方法种类很多，分类方法也不尽相同。在以 往的教科书中，有的将其分成直流电法和交流 电法两大类；有的则将其分成传导类电法和感 应类电法两大类；也有的又不分类。
在人工场源方面： 19世纪末提出的电阻率法到20世纪初已趋成熟； 1920年由法国学者施伦贝尔热(c.Schlumberger) 发现的激电效应，后经各国学者的深入研究于20世纪 50年代形成了激发极化法； 电磁剖面法始于1917年，于1925年首次获得找矿 效果；
20世纪80年代以来，随着经济建设的迅猛发展 和科学技术的不断进步，人工源频率测深法和瞬变 测深法在前苏联学者考夫曼(A.A.Kofman)和美国学 者凯乐(G.V.Keller)共同建立的理论基础上发展较 快，与此同时由加拿大学者D.W.Strangway和 M.A.Goldstein提出的可控源音频大地电磁法以及由 德国最早提出的探地雷达法和由日本率先实现的高 密度电阻率法等方法，在资源、工程、环境等方面 都得到了迅速发展与应用。
系统的电法勘探主要是在新中国成立后才 逐步发展起来，并在深部构造、固体矿产、石 油、水文和工程以及环境等各个领域的勘测调 查中发挥了重要作用。
早在20世纪50年代末，我国就开始了激发 极化法的实验研究，当时是以直流(时间域)激 电法为主，发展了短导线测量和近场源激电法 等。
到20世纪70年代开始研究推广交流(频率 域)激电法，主要是变频法。为了适应我国金 属矿区地形复杂、交通不便的情况，中南工业 大学何继善等提出了双频激电法。它是对变频 法的重要发展，目前已在全国推广，并在国外 开展了工作。除了金属矿之外，激电法用于寻 找水资源，也发挥了重要作用，取得了显著经 济和社会效益。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
我国于上个世纪80年代初开始频谱激电法 的理论研究和仪器研制。在方法的物理化学基 础、模拟相似准则、复杂条件下三维体的激电 和电磁模拟以及由视谱直接反演真谱参数等方 面的研究成果，均具有较高理论水平和实用价 值。在野外数据采集方法和数据处理与解释软 件方面也都达到规范化的要求。
我国在20世纪80年代中期开始开展CSAMT 法的试验和生产工作，并取得良好的地质效果。
我国学者(罗延钟，1995)利用迭代法和数 值逼近法建立了新的近场校正方法，并且建立 的双极源CSAMT法一维正、反演算法，取得很 好效果。
随着研究的深人和实际工作的需要，以及计算机 技术和计算方法的进步，电法成像近年来发展很快。 我国在这一领域中的理论和方法也取得许多成果。 其中井间无线电波透视开展最早，并在勘查金属盲 矿体和岩洞等方面取得实际效果。在石油勘探方面 也取得很好的实验效果。采用阵列观测方式的直流 电阻率成像方法，是电法近年来发展的一个方面。 我国在仪器制造、正反演理论研究和实际应用等方 面都达到较高水平。
内容提要
1、电法勘探的概念 2、电法勘探简史 3、电法勘探在我国的发展 4、电法勘探的分类 5、课程学习计划及安排
1、电法勘探的概念
理论基础： 电磁场理论
研究对象： 矿产资源或地质构造等
前提条件： 研究对象与围岩存在电性差异
电性参数主要有哪些?
电性参数
电阻率ρ 激发极化率η 介电常数ε 导磁率μ 电化学活动性
这里，我们将电法勘探分为主动源电法勘探方 法、被动源电法勘探方法以及其他电法勘探方法。
按此方法分类时，则在主动源电法勘探方法有： 电阻率法、激发极化法、充电法和电磁法。
在被动源电法方面的常用方法有：自然电场法、 大地电磁测深法和甚低频电磁法。
其他电法勘探方法有：航空电磁法、可控源音 频大地电磁法、探地雷达法、海洋电法和震电法。
② 激发极化法
激发极化法(简称激电法)是以地壳中不同岩、 矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测与研究 人工建立的直流(时间域)或交流(频率域)激电场的 分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探 分支方法。
实践证明，激电法是勘查各类金属矿产的主要 方法，特别是对电阻率与围岩相差不大的浸染型金 属矿床而言，与电阻率法和电磁法相比更为有效。 另外，激电法在寻找地下水和探测石油、天然气方 面也能发挥作用，并取得了比较令人满意的结果。
电法勘探是以研究对象和围岩之间的电 性差异为基础，利用物理学原理，通过观测 和分析天然及人工电磁场的空间和时间分布 规律，查明地质构造和寻找矿产的一种地球 物理方法。
2、电法勘探简史
电法勘探的发展历史并不长，真正利用 地电场进行电法勘探的时间，大致始于19世 纪末和20世纪初。
其中，在天然场源方面： 1835年英国学者福克斯(R.W.Fox)首先用自然电 场法发现了一个硫化矿床； 20世纪初开始将大地电流法用于矿产资源勘探； 20世纪50年代前苏联学者吉洪诺夫和法国学者卡 尼亚(L.Caniard)建立了探测地球深部电性结构的大 地电磁测深法。
1）主动源电法勘探方法。
利用人工建立的地电场进行电法勘探的方 法，我们称其为主动源电法勘探方法(简称主 动源方法)。由于它们的场源形式较多、适应 性强，所以应用范围很广。
① 电阻率法
电阻率法是以地壳中岩石和矿石的导电性差异 为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中电流 场(稳定场或交变场)的分布规律进行找矿和解决地 质问题的一组电法勘探分支方法。
实践证明，电阻率法无论是在普查金属、非金 属矿产和研究地质构造方面，还是在水文、工程、 环境地质电查以及勘查能源等方面，均取得了良好 的地质效果，发挥着重要作用。
任意四装极置示意图
阵列勘探方法
直立良导薄脉 上的联合剖面 曲线的分析
1—正交点； 2—良导薄脉； 3—A电极的电 流线(示意图)