工程物探定义(精)

片 麻 岩
花 岗 岩 辉 绿 岩
泥质页岩
几种常见浮土和地表水的电阻率 及其变化范围 名 称
黄土层 粘 土
ρ(Ω.m)
0~200 1~200
名 称
雨 河 水 水
ρ(Ω.m) ＞1000
10~100
含水砂卵石层
隔水粘土层
50~500
5~30
海
潜
水
水
0.1~1
＜100
二、影响电阻率变化的因素： （1）自然界岩石之所以能够导电，主要有两种原因： A）岩石内部的 电子导电 。 B）岩石内部的颗粒及孔隙中的水溶液的离子导电和晶 体离子导电。 一般来说，多数岩石均以液体离子导电为主，特别是那 些坚硬的岩石，如没有液态离子导电作用，通常就表现为 无穷大的电阻率。 （2）影响岩石电阻率的因素： 自然状态下，岩石的电阻率除了和组成岩石的矿物质有关 系外，还和很多其它的许多方面的因素有关，如岩石的结 构、构造、孔隙度、及含水性能等等。由于主要造岩矿物 如长石、石英、云母等的电阻率均相当高，因此，一般岩 石矿物骨架的电阻率很高。
（4）关于矿化水的影响： 水溶液的电阻率与其矿化度有密切的关系。地下水矿化度的 变化范围大，淡水的矿化度约为 10 g / Lm ，咸水的矿化度可 高达 101 g / L m 显然，岩石中的矿化度越高，其电阻率就越 低。因此，在岩性变化不大的条件下，有可能在地面或者井中 运用电阻率的差异来划分含有咸、淡水的层位。 （5）温度的变化： 由于温度的变化将引起水溶液中离子活动性的变化，所以岩石 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， 正是利用这一特性来圈定地热异常的。相反在冰冻条件下，地 下岩石介质中的水溶液将由于冻结，使岩石呈现极高的电阻率， 这对于冰冻时期较长的地区，冬季施工时将产生影响。
第八章电法勘探基本知识 电阻率法是一种重要的工程物探方法。它是以岩石介质的 导电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的地下稳定电 流场的分布规律，从而达到找矿或者解决某些工程地质问题 的目的。由于地壳中岩石和土层导电性差异的普遍存在，因 而使电阻率法在工程地质和环境地质调查中，获得了广泛的 应用。为了充分了解这种方法的基本原理，在这里首先较详 细的讨论电阻率法的一些基本知识，然后在简单介绍其它各 种电法探测方法。 §8-1.1岩土介质的电阻率 一、岩土介质的电阻率 电阻率是表征物质在导电性能方面的基本参量， 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， 边长为1M 的立方体时，而呈现的电阻。显然，物质的电阻 率值越低，其导电性能就愈好反之，物质的电阻率值越高，
物质的导电性能就越差。在电法勘探中，电阻率的单位采用 欧姆· 米来表示（或记作Ω•m）。 电阻率的倒数1/ρ即为导 电率γ ，它直接表征了岩石的导电性能。 我们知道，天然状态下的岩石，具有非常复杂的结构与 组分。为了方便，在电法勘探中，可以一级近似的把岩石模 型看成是由双相介质组成的，即由矿物骨架（固态相）和孔 隙水（液态相）所构成的。因此，不仅不同组分的岩石会有 不同的电阻率，而且天然状态下的岩石，也是具有非常复杂 的结构与组分。因此，不仅不同组分的岩石会有不同的电阻 率，即使是组分相同的岩石，也会由于结构和含水情况的不 同，而使其电阻率可以在很大的范围内变化。表中已经给出 了一些常见岩石的电阻率，可见，一般情况下，火成岩的电 阻率最高，其变化范围大约在： 102Ω·m×107Ω·m
第八章电法勘探基本知识 本节内容介绍：
§8-1.1岩土介质的电阻率 一、电阻率是表征物质在导电性能方面的基本参量二、 自然界岩石之所以能够导电，主要原因：三、层状介质 的电阻率四、岩石标本电阻率的测定法： §8-1.2 大地电阻率的测定 一、关于稳定电流场的基本概念 二、稳定电流场的基本规律： 1）微分欧姆定律 2）克希霍夫定律3）稳定电流场的 势场性：4）稳定电流场的基本方程： 三、点电源电场： 四、大地电阻率的测定 五、非均匀介质中的稳定电流场：

工程物探定义：
以岩土、矿石间的地球物理性质的差异为基础， 通过接收和研究地质体（构造或矿体等）在地表及其周 围空间产生的地球物理场的变化特征来推断地质体存在 状态（产状、埋深、规模等）的一种地质勘探方法
2、工程物探的分类： 地震勘探：岩层、界面的弹性差异 电法勘探：应用介质的导电性、介电性、电磁 性差异； 磁法勘探：介质岩石的磁性差异 重力勘探：地下介质的密度差异 放射性勘探：物质放射性强度差异
n 107 m
常见岩石的电阻率和变化范围
6
欧姆/米
常见岩石的电阻率数值表
岩石名称
硬 石 膏
板 岩
电 阻率数 值 （Ω/m）
岩石名称
无 烟 煤
肥 煤
电 阻率数 值 （Ω/m）
10 ~ 10
4
6
104 ~ 100 100 ~ 104
101 ~ 102 100 ~ 2 102 5 101 ~ 6 103
变质岩的电阻率也较高，其变化范围大体与火成岩类似，只 是其中的一部分岩石如泥质板岩、石墨片岩等稍低一些，变 化范围大约在: 101Ω·m~105Ω·m 沉积岩的电阻率最低，然而，由于沉积岩的特殊生成条 件，这一类岩石电阻率的变化范围也相当大，砂页岩电阻率 较低，而灰岩的电阻率相当高，可达 n×107Ω· 一般土层结构松散，孔隙度大，且与地下水密切相关，因 而它们的电阻率较低，一般为
6 102 ~ 6 103
粘
土
褐
煤பைடு நூலகம்
101 ~ 2 102 6 102 ~ 105
白 云 岩 石 灰 岩
玄 武 岩 辉 长 岩
6 102 ~ 105 6 102 ~ 104
6 102 ~ 105
6 102 ~ 102
砾
砂
岩
岩
2 101 ~ 2 103
101 ~ 103 6 101 ~ 103
（3）内外动力地质作用可以改变电阻率： 由于天然状态下的岩石，在长期的地质历史过程中，受 内外动力地质作用，而出现裂隙和裂隙中含水等原因，使 得一般岩石的电阻率要低于其所含矿物的电阻率。一般比 较致密的岩石，孔隙度较小，所含水分较少，因而电阻率 较高；结构比较疏松的岩石，孔隙度较大，所含水分较多， 因而电阻率较低。一些孔隙度大而渗透性较强的岩石如砂 层砾石层等，其电阻率明显取决于含水条件，当其饱含矿 化度较高的地下水时，电阻率只有几个到几十个欧姆米； 当其位于潜水面以上含水条件较差时，其电阻率可以高达 几百至几千欧姆米。石灰岩的电阻率一般都比较高，但其 中若发育有溶洞、溶隙且充填有不同程度的矿化水时，其 电阻率会大幅度下降。