西安科技大学第5章电阻率法基本知识

❖ 3）时间域方法：如TEM、时间域IP等。
电法勘探的分类
❖ 3、按照产生异常的机理分类：
❖ 1）传导类电法：它观测和利用的是地球中由传 导作用产生的异常场，如电阻率法、充电法、IP 等。
❖ 2）感应类方法：它观测和利用的是地球中由感 应作用产生的异常场，如TEM、MT等。
电法勘探的分类
❖ 4、按照观测方式分类：
①能穿透高屏蔽层，勘探深度大 ②横向分辨率高，施工效率高 ③受地表不均匀体影响大 ④存在过度区 ⑤资料处理解释复杂
主要应用范围
主要用于浅部（<500m）的 水文勘探工作。如第四系含 水层，覆盖层厚度，断层裂 隙带，岩溶等地勘查
主要用于中深部（<1000m） 水文勘探工作。如砂岩富水 区，断层裂隙带，岩溶裂隙 等地勘查
❖ 1）地面电法 ❖ 2）航空电法 ❖ 3）海洋电法 ❖ 4）井中电法
电法勘探的分类
❖ 5、按照勘探对象分类：
❖ 1）金属与非金属电法（浅） ❖ 2）石油天然气电法（中） ❖ 3）深部构造电法（深）
❖ 注意：以上的分类方法只是为了研究的方便而分 的，绝不要在各类方法之间树立一道屏障，各种 方法都存在着交叉，并没有明显的界限。
❖ 一般地，火成岩的电阻率比沉积岩高，而沉积岩中 的结晶岩或变质岩（如石膏等）电阻率最高。
电法勘探的基础知识
电法勘探的基础知识
电磁法作为一种重要的勘探地球物理方法，应用 领域广泛，分支众多。
❖ 矿产资源勘探（石油天然气、金属矿藏） ❖ 地下水勘探 ❖ 工程勘探 ❖ 海洋资源勘探 ❖ 考古 ❖ 军事 ❖ 地球深部构造和地球动力学研究
电法勘探
本法是以不同岩、矿石间的电性差异为 基础，通过观测和研究天然电磁场和人工电 磁场的空间与时间分布规律进行地质勘查和 找矿的一种物探方本法的利用参数较 多，应用范围较广。
电法勘探的分类
❖
1、按照场源性质分类：
❖ 1）人工源方法or可控源方法：包括直流电测深(VES)、 可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)、瞬变电磁测深 (TEM)、激发极化法(IP)、充电法等。
第一节 岩土介质的电阻率法
一、岩石和矿石的导电性 二、影响电阻率的因素 三、层状介质的电阻率
一、岩石和矿石的导电性
定义：电阻率是表征物质导电性的基本参数，某种 物质的电阻率实际上就是当电流垂直通过由该物质所 组成的边长为 1m 的立方体时而呈现的电阻。
单位：欧姆·米；电导围内变化的，同种矿物可有不同
的电阻率值，不同矿物也可有相同的电阻率值，因此由矿物
组成的岩石和矿石的电阻率也必然有较大的变化范围。
几种岩石电阻率值的分布范围曲线
一般土层结构疏松，孔隙度大，且与地表水密切相关， 因而它们的电阻率均较低，一般为几十Ω·m。下表为几种常 见浮土和地表水的电阻率及其变化范围：
大多数金属矿物均属于半导体。其电阻率值都高于金属 导体，并有较大的变化范围（10-6~106欧姆·米）。
绝大多数造岩矿物（如辉石、石英、云母和方解石等)， 均属于固体电解质，其电阻率值都很高（大于106欧姆·米）
常见半导体矿物的电阻率值
2. 岩矿石的电阻率
天然状态下的岩石具有非常复杂的结构与组份。为了方 便，在电法勘探中，可以一级近似地把岩石模型看成是由两 相介质构成的，即由矿物骨架（固相）和水（液相）所构成 。因此，不仅组份不同的岩石会有不同的电阻率，既使组份 相同的岩石，也会由于结构及含水情况的不同而使其电阻率 在很大的范围内变化。
电法勘探的基础知识
❖ 煤矿地面水文电（磁）法勘探技术
方法
特点
直流电法 瞬变电磁测深法
CSAMT
①理论方法成熟，施工技术简单抗干扰 ②体积效应影响大，随着勘探深度的增大， 分辨率急剧下降 ③施工效率低，工作量大
①体积效应小，分辨率高，施工效率高 ②能穿透高祖屏蔽层，勘探深度大 ③抗干扰能力比直流低 ④受地表人文设施干扰大 ⑤存在浅部勘探盲区
可用于中深部（可达1500m） 水文勘探工作，如砂岩富水 区，断层裂隙带，岩溶裂隙， 地热等地勘查
电法勘探
第五章 电阻率法的基本知识 第六章 电剖面法 第七章 电测深法 第八章 其它电探方法
第五章 电阻率法的基础知识
第一节 电阻率法基础 第二节 大地电阻率的测定 第三节 电阻率法的物理实质 第四节 电阻率法的仪器、设备简介
电法勘探的基础知识
电法勘探利用岩石的电学性质有： ❖ 电阻率（或电导率） ❖ 磁导率 ❖ 介电常数 ❖ 极化特性（体极化率和面极化率）
电法勘探以地质体的电阻率ρ、介电常数ε、磁导 率μ、极化率η等物理参数的差异为基础。
电法勘探的基础知识
❖ 在岩石所有的物理性质中，电阻率的变化范围最大， 可以从10-8~107欧姆米，干燥的纯硫高达1016欧姆米。
❖ 特点：使用人工源，场源形式和功率可控制，场源可以 分为电偶极源、磁偶极源、接地长导线、大回线等。
❖ 2）天然场源方法：包括大地电磁测深法(MT)、音频大 地电磁测深法(AMT)、电磁阵列剖面法(EMAP)等。
❖ 特点：采用天然场源，成本低，场源形式简单，频带范 围宽，野外资料采集和资料解释比人工源方法简单。
物质的电阻率越低、电导率越大，其导电性 越好；反之，导电性越差。
1. 矿物的电阻率
岩石和矿石都是由矿物组成的，按导电机制不同，固 体矿物可分三种类型，即金属导体、半导体和固体电解质。
天然金属均属于金属导体。自然金：2×10-8 欧姆·米， 自然铜：1.2×10-8~3×10-7欧姆·米。石墨：小于10-6欧姆·米。
名称
黄土层 粘土 含水砂卵石层 隔水粘土层
ρ（Ωm）
0~200 1~200 50~500 5~30
名称
雨水 河水 海水 潜水
ρ（Ωm）
>100 10~100 0.1~1 <100
二、影响电阻率的因素
电法勘探的分类
❖ 2、按照资料采集或处理方式分类：
❖ 1）频率域方法or交流电法：包括天然场源中的 大部分方法。这些方法特点的供电、观测和解释 都在频率域内进行，或者供电、观测在时间域内 进行，但解释在频率域内进行。按照频率范围可 分为高频电法、低频电法、甚低频电法等。
❖ 2）直流电法：供电和测量都是直流。