深度偏移电测法浅析
物探电测深法 ppt课件
§7-2电测深曲线类型及特征
曲线类型：
1.均匀介质的测深曲线 2.二层地电断面测深曲线 3.三层地电断面测深曲线 4.多层地电断面测深曲线
一、均匀介质的测深曲线
lgρs
lgAB/2
二、二层介质的测深曲线
两层水平地层的上层电
阻率为ρ1，厚度为h1， 下层电阻率为ρ2，厚度 为无限大。两层电阻率
jMN j0
1
I rh1
I r 2
1
r h1
1
r h1
1
r S1
s
AB 2
1
h1
当s
1时 h1
AB 2
二层地电断面曲线特点
① 两种曲线类型[G 型(μ2＞1)、D(μ2＜ 1)]
② 曲线首支ρs=ρ1 ③ 曲线尾支ρs=ρ2 ④ G型曲线中ρ2→∞时，尾支45°上升 ⑤ D型曲线中ρ2→0时，尾支63°下降。
第七章
电测深法
本章要求
了解电测深法的野外工作方法； 掌握四极对称电测深的二层和三
层曲线类型和特征； 掌握电测深法资料定性和定量解
释方法及资料应用； 了解三极测深和环形测深的工作
方法和资料应用。
➢ 电测深法是在地表某点令测量电极不动， 按一定规律不断加大供电极距，从而研 究地表某点下方电性的垂向变化的一种 电阻率勘探方法。
ρ1
AB/2
2.三层曲线的尾支特征
最下层介质的电阻率有限
以最下层介质的电阻率为渐近线。如K型曲线
ρs 以ρ1渐 近线
以ρ3渐近 线
ρ1
ρ3
AB/2
最下层介质的电阻率趋于无限 （与上覆层电阻率相比）
1 40M
450
中间段 3.三层曲线的中间段特征
电测深法认识实验
11.9
15
1.5
2Hale Waihona Puke .721.427.6
27.9
13.3
20
2
28.6
24.8
32.3
29.9
14.8
30
3
39.1
35.8
44.3
43.6
20.3
40
4
46.1
41.9
51.1
53.1
24.7
60
6
52.2
48.2
58.5
59.1
27.3
80
8
55.5
52.7
65.3
66.5
34
100
10
61
57.5
71.8
73.7
37
五、数据采集与整理
分析：两点的电测深曲线，首支叫平缓，随着深度增加，电阻率增大，所测曲线为止呈40°左右上升，与无穷远处45°上升不矛盾 此曲线为G型曲线，推测浅部为低阻的第四系土层，深部为高阻灰岩，则此两层地电断面与地下地质断面一致 分析：在1,2测点之间，供电极15-60m范围内，等值线近似平行并以小倾角下降，则说明此区域内电性横向变化较稳定 在2,3测点之间，地下19-60m围内，等值线上翘 在3,4测点之间，地下19-48m范围内，ρs等值线近水平分布，则说明电性横向变化稳定 在4,5测点之间，地下19-100m范围内，ρs等值线大幅度下降，说明此区域横向电性分布很不均匀
将数据整理附到实验报告上
用双对数坐标纸绘制电测深曲线并分析(用胶水粘到实验报告本上）
用单对数坐标纸绘制电剖面曲线并分析
用单对数坐标绘制视电阻率等值线图并 分析（物探专业做）
小结体会 注：成果分析和实验小结部分不能相互抄袭。
物探-电测深法
以二层曲线ρ2→∞时为例，从物理意义上 进行分析，由于ρ2→∞ ，第二层中的电流 可以忽略，当AO＞＞h1时，电流均在第一 层中沿水平方向流动（见上图），并在以
r=AB/2为半径、高为h1的圆柱面上电流密
度几乎到处相等，jMN≈I/(rh1)，而在均匀 半无限介质中j0=I/(r2)。故有:
s
之比μ2=ρ2 /ρ1 ，当 μ2大于1时，下层电阻 率高，如图所示，称为
G型曲线，而当μ2小于 1时，下层电阻率低，
称为D型曲线。
曲线分析：[用ρs=(jMN/j0)ρMN]
曲线首支--由于AB很小，下层对上层的电 流分布影响甚微，此时ρs≈ρ1 曲线中间—随着AB的增大，下层的影响增 大，G型曲线上升、D型曲线下降。
（一） AB的选择 供电极距的选择有三个标准
1. 供电极距AB应按等比数列安排，相邻两极距的 比值ABi+1/ABi接近一个常数（1.2～1.5）。 等比布置极距，测深曲线绘制则应选择双对数 坐标，这样可保证在坐标系中相邻两极距的间 隔基本为均匀。
为何以等比安排AB？
等比安排AB是由电场的特点决定的。
AB为供电偶极、MN为测量偶极，且AB=MN＜ ＜OO’
常见排列：轴式偶极、赤道偶极
轴式偶极
k OO '3 MN 2
AM 3 MN 2
赤道偶极
A O’ B
MON
A
k
AMAN ANAM
M
O’
O
B
N
4. 环形测深是在地表某点 利用对称四极装置所进 行的多方位测量，相邻 方位之间的夹角一般为 45°。在地下岩层具各 向异性的情况下，根据 不同方位的测量结果， 再综合利用地质及其它 物探资料便可确定覆盖 层下地层的层理、裂隙 及破碎带的走向。
物探--4电测深法
4、参数图类及推断成果图类 （1）剖面图
剖面图的作法是：以测点距为横坐标，以电参数（ s或s ）为纵坐标，将各测点的
s (或s ) 值之间用直线连接，两头适当留空。
剖面图反映的是沿测线方向，同一探测深度 s (或s ) 变化的情况。
• 以上为一般常用图件，然而在工作中也常因具体情况绘制其 他形式的图件。如地电断面图，推断成果图等
复习： 1.电阻率测深法的装置 2.不同层数电阻率测深曲线的类型 3.测深法的地质解释？
高密度电阻率法
高密度电阻率法及其应用技术
高密度电阻率法是集电剖面和电测深为一体采用 高密度布点，进行二维地电断面测量的一种电阻率法 勘查技术。由于它提供的数据量大，信息多，并有观 测精度高，速度快和探测深度较大等特点，因此在工 程地质和水文地质勘查中有着广阔的应用前景。
电测深资料的解释
电阻率测深法
电测深资料的解释
• 1、在工区内或周围凡有钻孔的地方，都应布置井旁测深或十字 测深，并对比测深曲线与钻孔剖面（柱状）及测井曲线的对应关 系，充分采集、测定、利用区内外岩矿层的电阻率资料，初步推 断垂向电性层的结构特征。
• 2、编制电测深测量成果图，包括电测深曲线类型图、等视电阻 率断面图、多AB/2 a 平面及剖面图，并与相应的地形地质图、 地质剖面图等资料进行对比及定性解释。
测量电极距MN的选择：在实际工作中，由于AB极距的不断 加大，MN距离如始终保持不变，那么当AB极距很大时，MN 电位差将会太小，以至于无法观测。因此，随着AB极距的 加大，往往也需要适当加大MN距离，通常要求MN满足条件
AB/3>=MN>1/30AB
7.电测深法
多层 三层
三、定量解释
前提 目标 适用 在定性解释后，初步确定了地层结构。 确定各电性层的埋深、厚度、电阻率。 水平层状且层数较少的地层结构， 曲线无明显歧变。 量板法、数值法、各种经验法。
方法
1、量板法 优点
实测曲线与理论曲线(量板) 对比求解的方法。
ρS/ρ1 =ρ2/ρ1
双 解释精度较低、只适合少 对 缺点 于三、四层的地层结构。 数 坐 标 原理 理论曲
•读取量板的坐标原点在实测曲线坐标系的值 ρ₁、h₁；
•读取量板 μ₂，计算 ρ₂=μ₂∙ρ₁ 。
②三层量板
？-μ2-μ3
μ2=ρ2/ρ1
μ3=ρ3/ρ2
27号量板：H-1/10-15 μ2=1/10；μ3=15；ν2=0 ～ ∞
ν2 =h2/h1
例：已知ρ2=18.5Ωm、ρ3=750Ωm；求ρ1、h1、h2。
2cm
300
3cm
250
2.5cm
200
2cm
3、极形图的作法
例：2个极距、 四方位极形图
4、图形解释
•理由说明
AB/2较小时～浅层反映； AB/2适中时～短轴指示低阻带走向； AB/2远大于覆盖层时～长轴指示低阻带走向。
①供电点全在低阻区时→等轴图形；
②供电点在低阻区内外都有时，区内供 电显然比区外供电得到的ρS值要小→短 轴指示了低阻带的走向。 ③供电点全在低阻区外时～相当于浅层 非等轴异常体对观测的影响，长轴方向 地表电流的聚集比短轴方向要大，因此 低阻带的走向为1350 ρs也大→长轴指示了低阻带的走向。
电测深法探测水下岩层分布情况的实例：
工程在水面上进行，最大极距450m；低阻封闭推断为泥 质类岩，不适合作为工程基底。为了解其走向，以7号 测点为中心作了环形电测深。
浅析提高深部高密度电法探测精度的方法
浅析提高深部高密度电法探测精度的方法作者：赵希正来源：《价值工程》2018年第20期摘要：针对目前国内用于勘探的高密度电法仪器存在的供电缺限，提出重新设计高密度电法仪的供电系统、人工电流场稳定性智能检测系统及电压转换智能控制系统的解决方案。
本方案可以实现在一个完整的测量排列中，根据勘探区地电条件只要设定好参数，整个排列断面的测量及供电电压的跳转将自动完成，无需人为干预。
同时在整个排列测量断面上建立了稳定的供电电流场，增强了抗干扰能力，保证了勘探精度与勘探深度，使高密度电法勘探的工作效率得到了很大的提高。
Abstract： In view of the power supply shortage existing in high-density electrical instruments used for exploration in China， the solutions for redesigning power supply system for high-density electrical apparatus， intelligent detection system for artificial current field stability， and voltage conversion intelligent control system are proposed. This scheme can be realized in a complete measurement arrangement. According to the geoelectrical conditions in the exploration area， as long as the parameters are set， the measurement of the entire arrangement section and the jump of the power supply voltage will be automatically completed without human intervention. At the same time， a stable power supply current field has been established across the entire surveying section，which has enhanced theanti-jamming ability， ensured the exploration accuracy and exploration depth， and greatly improved the working efficiency of high-density electrical surveying.关键词：高密度电法；人工电流场；视电阻率；干扰电平；信噪比Key words： high-density electrical method；artificial current field；apparent resistivity；interference level；signal-to-noise ratio中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）20-0276-040 引言上世纪90年代初日本OYO公司和英国伯明翰大学最先研制出阵列电法勘探观测系统，使电法勘探象地震勘探一样使用覆盖式观测方式，可获取地下介质的地电信息，这种电阻率阵列勘探方法称高密度电阻率法。
电性源短偏移瞬变电磁探测深度分析与应用
第41卷第2期 物探与化探Vol.41，No.2 2017 年 4 月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Apr.，2017doi：10.11720/wtvht.2017.2.30薛俊杰,陈卫营,王贺元.电性源短偏移瞬变电磁探测深度分析与应用[<)].物探与化探，2017,41(2):381-384.11仲://如1.〇巧/10.11720八、訂1止2017.2.30Xue J J,Chen W Y,Wang H Y.Analysis and application of the detection depth of electrical source Short-offset TEM[J].Geophysical and Geochemical Ex-plorntion,2017,41(2) :381-384.http://doi.oi'g/10.11720/wtyht.2017.2.30电性源短偏移瞬变电磁探测深度分析与应用薛俊杰\陈卫营2,王贺元1(1.辽宁工业大学理学院，辽宁锦州121001;2.中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029)摘要：瞬变电磁法中有多种深度概念，包括扩散深度、极限探测深度、有效探测深度和视探测深度等。
本文以电性 源短偏移距瞬变电磁法（SOTEM)为例，针对上述几种深度概念展开了分析、计算与应用研究。
扩散深度表征了地 下涡流场的扩散;极限探测深度和有效探测深度揭示了SOTEM的探深能力。
计算结果表明：当偏移距等于0.7~1倍目标体埋深时可获得最大探测深度;视探测深度可对给定时刻的实际探测深度做出估算，对野外施工参数设计 具有重要意义。
文章通过理论模型和野外探测实例验证了视探测深度的适用性。
关键词：电性源;短偏移;瞬变电磁法;探测深度中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号: 0引言视电阻率与探测深度是电法勘探中的两个最重 要的参数，其中探测深度是衡量一种方法探测能力 的主要标准之一。
电测深技术方案
电测深技术方案1. 引言电测深技术是一种用于测量水深的方法，它通过测量电磁信号在水中传播的速度来确定水深。
这种技术广泛应用于水文调查、海洋研究、地球科学和海底工程等领域。
本文将介绍电测深技术的原理、测量方法和应用。
2. 原理电测深技术基于声波在水中传播的原理。
当声波传播到不同介质的边界时，会发生折射和反射。
通过测量声波传播的时间，可以计算出水深。
电测深技术利用电磁信号代替声波进行测量。
电测深技术通常使用一对电极，将电磁信号发送到水中。
在水中，电磁信号会传播并被水中的物体反射或折射。
通过测量电磁信号的传播时间和接收信号的强度，可以计算出水深。
3. 测量方法电测深技术有多种测量方法，下面将介绍其中两种常用的方法。
3.1 单波束测量法单波束测量法是一种简单直接的电测深方法。
它利用发送单个电磁信号，并测量传播时间来计算水深。
具体测量步骤如下：1.在水中选择适当的位置进行测量，保证水深范围符合测量需求。
2.将发射电极放入水中，发送一个电磁信号。
3.使用接收电极接收信号，并记录传播时间。
4.根据传播时间和电磁信号的速度，计算出水深。
3.2 多波束测量法多波束测量法是一种更精确的电测深方法。
它利用多个发射电极和接收电极组成的阵列，同时发送多个电磁信号并接收反射信号。
具体测量步骤如下：1.布置多个发射电极和接收电极，形成一个阵列。
2.同时发送多个电磁信号，并记录每个信号的传播时间和接收信号的强度。
3.根据传播时间和接收信号的强度，计算出水深。
多波束测量法相对于单波束测量法的优势是测量精度更高。
4. 应用电测深技术在许多领域有着广泛的应用。
4.1 水文调查电测深技术可以用于测量水文调查中的河流、湖泊和水库的水深。
通过连续测量不同位置的水深，可以了解水体的分布和流动情况，为水文调查提供重要的数据支持。
4.2 海洋研究电测深技术可以用于海洋研究中测量海洋水域的水深和海底地形。
通过测量海洋水体的深度，可以了解海流、海底地形以及海洋生物的分布情况，对海洋研究具有重要意义。
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工程物探
收稿日期:2007-11-25
深度偏移电测法浅析
苏洪葵
(铁道第四勘察设计院地质路基设计研究处 武汉 430063)
摘 要 传统直流电法二极装置需要两个无限远电极,野外工作中相当不便。
第一次提出深度偏移概念,从理论上构建一个建立在非稳定场基础上的模型,以缩小野外工作的装置规模。
关键词 二极装置 深度偏移 电测法
1 建立模型
电测法是物理勘探的一个重要分支,它包括了很多细小的分支,如直流电法、交流电法、电磁波法等。
野外工作中根据实际情况使用不同的方法。
直流电法中经常用到二极法、三极法,四极法和五极法等,而二极、三极装置都需要无限远电极,影响了野
外工作中的使用。
图1 电测法模型
四极法的装置(图1a),A 、B 是供电电极;M 、N
是测量电极。
这里试图改变其中一根测量电极的位置,使之向供电极偏移并与供电电极重合 以构建新的装置模型。
偏移之后显然与二极装置(图1b)没有相像之处,没有无限远电极,(图1c)。
为了后文讨论方便,暂时规定A 、B 分别带有等量且极性相反的电流+I 和-I 。
由于N 与B 重合,模型变得简单。
2 原理
图1b 二极装置中,M 电极的电位值只与供电极A 有关。
为讨论方便,只考虑电极在地面的情况,单
一介质模型中二极装置的电位及视电阻率由下列公式给出:
U 1=I
2 r (1) s =
2 rU 1r
I
(2)
式中I 为电流强度, 为解释电阻率,r 是A 到M 的距离。
二层介质的电位及视电阻率由下列公式给出:
U 2=
I 2 1r +2
n =1
K n
12(2nh )2
+r
2
(3)
将U 2代入(2)即得二层介质的视电阻率:
s =
2 U 2r
I (4)K 12=
2- 1 2+ 1
(5)
式中h 为地层厚度, 1和 2分别代表第一层和第二层介质的电阻率。
对于图1c 的情况,先计算A 、B 各供电极分别在M 、N 处的电位。
在单一模型或二层介质中,A 、B 在M 及A 在N 处的电位、U A M 、U BM 及U AN 可由(1)、(3)式给出,B 在N 处的电位,显然:
U BN =U B =-I 0
16 2r 0
(6)
式中 0是电极的电阻率。
U B 是金属电极表面的电位。
工程物探
M、N之间的电位差计为U MN,有:
U MN=U M-U N=(U AM+U BM)-(U BN+U AN)
(7) 代入相应的电位值,并可得到具体的U MN,然后代入(2)、(4)式即得到图1c装置在单一介质及二层介质中的电阻率计算式。
如果简化新装置模型,将M电极移到AB中间,即A M=B M,有:
U AM=-U BM(8) 则(7)可简化:
U MN=-(U BN+U AN)=--I 0
16 2r0
+U AN(9)
求视电阻率,有:
s=2 |U M N|r MN
I
=
- 0r MN
8 r0
+
2 U AN r MN
I
(10)
从(10)式可以看出,新装置的视电阻率由两项组成,第一项只与AB/2有关,第二项与二极装置的视电阻率公式一样,实际上也是就是求二极装置的视电阻率。
测量过程中计算视电阻率的公式:
s=2 U MN r M N
I =K
U MN
I
(11)
其中K=2 r
MN
为装置系数,与测量极距成线性关系。
3 可行性
(10)式由两部分组成,即 0r MN
8 r0
和
2 U AN r MN
I。
第
一项 0r MN
8 r0
与电极B的材质有关,当装置确定后,即
仅与AB/2有关了。
而第二项2 U AN r MN
I
实际上是二
极装置视电阻率的计算公式。
由于由两项组成,显然有别于二极装置,鉴于装置的特点,不妨将该装置叫做深度偏移装置。
从(11)式可以看出,实测电阻率时计算方法与二极装置并没有分别,装置上却没有了二装置的无限远电极。
因此从装置来看,野外作业是相当简便可行的。
野外作业可以用两个参数向同的深度偏移装置组成剖面测量法。
视电阻率曲线在形态上与二极装置略有不同:是以
8 r0
为斜率的直线为X轴的X Y坐标系的二极装置曲线的压缩或扩展形态。
实测数据中如果减去 0r MN
8 r0
项,深度偏移装置的视电阻率在笛卡尔坐标系中的形态则与二极装置一样。
因此(11)式可改写为:
s=K U M N
I
-A r MN(12) 式中A=-
8 r0
,是与供电极材质有关的参数。
(12)式的结果,可以使用二极法相应的软件及处理方法。
测量中由于加入了电极电位,受仪器量程限制,不需要太大的电源供电,因此在小电极系及浅层地质问题的勘探工作中很有利。
这里需要指出的是,为了起到隔离作用,N与B 不要完全重合,可行的方法如图2
所示。
在B电极周围均匀放置四根电极,并联起来作为N电极,只要四根电极与B间的距离足够小即可满足要求。
图2 深度偏移装置可行性
这里第一次从理论上提出了深度偏移电测法的概念、模型及理论推导。
目的在于简化二极法装置模型,也可以作为一种新的电测手段在工作中加以利用。
4 结论
严格意义上,此装置不是严格建立在稳定场的基础上的,某些特别情况下可能会不满足边界条件而使结果变得不稳定。
不过大多情况下不会出现这种问题。
作为首次提出的电测方法,无论从理论上或是从其简洁的布局装置而言,用于解决野外地质问题是可行的。
参考文献
1 薛琴访.场论.武汉:地质出版社,1978。