5,地电场和电法勘探
5电法勘探5激发极化法
①直流激发极化法的仪器装备
直流（时间域）激电仪分为供电和测量两部分。供电部分使用导 线将供电电源、发射机和供电电极相连而成
直流电源
供电控制单元
供电程序 控制电路 发射机
其中直流电源用于提供电流，
A 一般使用小功率发电机；发
射机由供电控制单元和供电
B 程序控制电路组成。供电控
制单元控制电源的接通、切 断以及换向，供电程序控制 电路是供电控制单元的指挥 机构，根据设计的程序，使 供电控制单元按规定的时间 和顺序向地下供电，从而实 现野外供电自动化
增大；供入交流电时，频率的
磁铁矿
高低就反映了导体单向充电
黄铜矿
（半周期）时间的长短。频率 越低，单向充电时间越长，界
石墨
面上产生的双电层电位差越大，
f
观测到的总场电位差幅值△Uf 也就越大
Ⅲ激发极化法测定的参数 1.极化率和频散率 时间域中，采用“极化率”来衡量岩、矿石的激发极化效应
(T ,t) U2 (T ,t) 100%
激发激化法也存在一些问题。例如，不易区分有工业意义的 异常和无工业意义的异常（由黄铁矿化、磁铁矿化、炭质或石墨 化岩层引起）。交流激发激化法还不可避免受到电磁耦合的干扰， 等等
（1）激发极化法的理论基础
向地下供入稳定电流，可观测到测量电极MN间的电位差是 随时间而变化的（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟） 后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极MN间的 电位差在最初一瞬间很快下降，之后便随时间相对缓慢的下降， 并在相当长时间后（通常也约几分钟）衰减接近于零
应用人工直流电场或低频交变电场都可以研究岩矿石的激发 极化效应，因此对应有直流（时间域）激发激化法和交流（频率 域）激发激化法两种
5,地电场和电法勘探
电法*影响岩石、矿石导电性的因素1、岩石、矿石电阻率与其成分和结构的的关系：岩石的电阻率决定于胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其含量2、岩石、矿石电阻率与所含水分的关系：岩石电阻率不仅与岩石孔隙度大小有关，而且决定于空隙的。
当孔隙连通时，水分对岩石电性的影响较大。
节理或裂隙空袭，具有明显方向性，往往是岩石电阻率具有各向异性；沿节理或裂隙方向电阻率较低，垂直方向上电阻率较高3、岩石、矿石电阻率与温度的关系电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高上升；离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低∙岩石、矿石电阻率与压力的关系压力大使空隙的水被挤出来，则电阻率变大；压力超出岩石破坏极限，岩石破裂，使电阻率降低*岩石和矿物的自然极化和激发极化特性某些岩石和矿物在特定的自然条件下，在岩石中产生各种物理化学过程作用下，岩石可以形成面点荷和体电荷，这一性质为岩石极化∙自然极化是由不同地质体接触处的电荷自然产生的或由岩石固相骨架与充满空袭空间的液相接触处的电荷自然产生的∙激发极化，是在人工电场作用下产生的极化∙由岩石和人工极化产生的面点荷和体电荷形成的自然电场或激发极化电场*岩石和矿物的激发极化特征（1）时间特征划分为两类：第一类是“面极化”，特点是激发极化均发生在极化体与围岩溶液界面上，如致密的金属矿物或石墨矿属于此类。
第二类是“体极化”，特点是极化单元呈体分布u整个极化体内（2）频率特征激电效应也在交流电场激发下，根据电场随频率的变化观测到激电效应。
电法勘探利用的电学性质：导电性、电化学活动性、介电性和导磁性1、什么是电法勘探？以地壳内各种岩石间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有关的电性或电磁场的分布与规律来查明有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。
2、电法勘探有哪些分类？传导类电法：直流电为主电阻率法、充电法、自然电场法（天然）和激发电极化.自然极化法（天然）。
感应类电法或电磁感应法：交流电磁感应为主电磁剖面法，瞬变电磁法和电磁测深法，大地电磁阀（天然），在飞行器上叫航空电磁法，有的还用地质雷达，所使用的技术是层析成像。
环境与工程物探之电法勘探介绍课件
1
案例背景：某地区地质构造复杂，需要进行地质构造探测
应用领域：广泛应用于地质灾害预警、地下水资源勘探等领域
电法勘探方法：采用电阻率法、激发极化法等电法勘探方法
探测结果：成功探测出地下地质构造，为工程设计提供依据
4
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿产资源探测
案例一：某地区金矿探测
案例二：某地区铜矿探测
案例五：某地区稀土矿探测
案例四：某地区煤矿探测
案例三：某地区铁矿探测
案例六：某地区石油探测
技术进步
仪器设备：更加轻便、高效、智能化
数据处理：更加快速、准确、自动化
勘探方法：更加多样化、适应性强
应用领域：更加广泛，如地下水、矿产、地质灾害等
01
02
03
04
应用领域拓展
地质灾害监测与预警
地下水资源勘探与评价
城市地下空间探测与规划
工程地质勘察与评价
03
电离层反射法：利用电离层反射信号进行勘探，如地震勘探、地磁勘探等
04
电法勘探应用
地质勘探：用于寻找矿产、地下水资源等
工程勘察：用于确定地下结构、地下障碍物等
环境监测：用于监测地下水污染、土壤污染等
考古研究：用于寻找地下文物、古墓等
城市规划：用于评估地下空间开发利用可行性
灾害预警：用于监测地质灾害、地震等
02
电法勘探的主要方法有电阻率法、激发极化法、电磁感应法等。
03
电法勘探的优点是无污染、速度快、成本低，可以广泛应用于地质调查、矿产勘探、工程勘察等领域。
04
电法勘探方法
电阻率法：通过测量地层电阻率来推断地下地质构造
01
自然电场法：利用天然电场进行勘探，如磁力勘探、重力勘探等
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。
矿产资源勘探的地球物理勘探技术
矿产资源勘探的地球物理勘探技术矿产资源的勘探对于社会经济的发展至关重要。
地球物理勘探作为一种常用的矿产资源勘探技术，在矿产勘探领域发挥着重要的作用。
本文将介绍地球物理勘探的基本原理、常用方法以及未来的发展趋势。
一、地球物理勘探的基本原理地球物理勘探是利用地球物理学的原理和方法，通过对地球内部的物理特征和现象进行观测和解释，以获取有关地下地质构造、物性、储层等信息的一种勘探技术。
其基本原理主要包括重力法、磁法、电法、地震法和电磁法。
重力法是通过测量地球上任意一点的重力场来确定地下体积密度的分布情况。
磁法是利用地球磁场的变化来研究地质构造和岩石性质。
电法则是通过在地下注入电流，测量地壳中的电阻、电性和极化现象，从而推测地下储层的情况。
地震法是通过测量地下地震波的传播和反射情况，来判断地下构造和岩层的特征。
电磁法则是利用地球上自然存在的电磁场和人工激发的电磁场，来探测地下岩矿和水文地质情况。
二、地球物理勘探的常用方法1. 重力勘探法重力勘探法通过测量地球表面某点上的重力场，来揭示地下物质的密度分布情况，从而间接推断地下构造和岩性。
该方法适用于探测沉积盆地、断裂带和矿床等地下构造体。
2. 磁力勘探法磁力勘探法是通过测量地球表面某点上的磁场强度和磁场方向，来揭示地下岩石的性质和构造。
该方法适用于探测地下岩层的磁性物质和矿石。
3. 电法勘探法电法勘探法是通过在地下注入电流，测量地壳中的电阻、电性和极化现象，来推断地下构造和矿床。
该方法适用于探测地下的含水层、矿石、岩层和构造。
4. 地震勘探法地震勘探法是通过人工激发地震波，测量地下地震波在不同介质中的传播速度和反射情况，来推断地下构造和岩层的情况。
该方法适用于勘探石油、天然气和水文地质等。
5. 电磁勘探法电磁勘探法是通过利用地球自然存在的电磁场或人工激发的电磁场，测量地下电磁场的变化，来推测地下岩矿和水文地质情况。
该方法适用于探测地下矿石、含水层和地下水位。
勘探地球物理学基础(第三章电法勘探)-2015-讲稿
第3章 电法勘探
电法勘探（ electrical prospecting） 是以地壳中不同岩（矿）石之间的电性差异为基础，通过观测和研究天然或人工电场的变化与 分布，以查明地质构造和寻找有用矿产的物探方法。
应用领域： 研究区域和深部地质构造，也可以研究局部地质异常体。在石油勘探中主要用于探查与油气生 成、运移和聚集有关的各种地质构造，如沉积盆地的基底起伏，盖层内部的构造形态，盐丘 、侵入体等局部地质现象，也可以直接研究油气藏。
E
400
ZK8 121006
41 Q
1 3
φ
Ⅶ
△V/m
20 00V 130 140
150 160 170 180 74ZK测线
-
73 6
200-
φ
Ⅰ
400 ZK
37
4680
81Q45 Ⅱ
P
Ⅴ
φ
464线自电、地质综合剖面图
Q 第四系覆盖 P 板岩 Φ 超基性岩 Ⅴ 矿体
488线自电、地质综合剖面图
本章的主要内容
铁路
观测 流点向位 方位 等水 位线
自然电场法确定某区域地下水的流向
§3.1.3 自然电场法的应用
自然电位法进行矿产勘探 地点：青海某矿区 矿种：已知铜矿点； 普查：发现12个异常体； 钻探：验证8个为矿致异常。
△V/m
20
001V30 140
150
160
170 测线
-
N35°
200-
ZK30
§3.1 自然电场法 §3.2 电阻率法 §3.3 充电法 §3.4 激发极化法 §3.5 电磁法
§3.2 电阻率法
电法勘探的原理及应用领域
电法勘探的原理及应用领域1. 前言电法勘探是一种重要的地球物理勘探方法，通过测量地下电阻率的分布情况，来研究地下介质的性质和分布规律。
本文将介绍电法勘探的基本原理以及其在不同领域的应用。
2. 原理2.1 电法勘探的基本原理电法勘探是利用地下电阻率的差异来推断地下介质的性质和分布情况。
地下介质的电阻率与其物理性质有着密切的关系，不同的岩石、土壤、地下水等具有不同的电阻率。
电法勘探通过测量地下电场和电流在不同位置的分布，来计算地下电阻率的分布情况，从而推断地下介质的性质。
2.2 电法勘探的仪器和方法电法勘探通常使用地下电阻率测量仪器进行测量。
常用的仪器包括电极、电缆、电源和电阻率测量仪等。
电法勘探可以分为直流法和交流法两种。
直流法是通过施加直流电流，测量地下电场的分布情况，来推断地下介质的电阻率。
交流法是施加交流电流，通过测量地下电场和电流之间的相位差和幅值，来计算地下介质的电阻率。
2.3 电法勘探的数据处理与解释电法勘探采集到的数据需要进行处理和解释才能得到地下介质的电阻率分布情况。
常用的数据处理方法包括数据滤波、数据拟合和正演模拟等。
数据解释主要依靠地球物理学家的经验和理论知识，在分析地下电阻率分布的基础上，推测地下介质的性质和分布。
3. 应用领域3.1 矿产勘探电法勘探在矿产勘探领域有着广泛的应用。
不同的矿产具有不同的电阻率特征，通过电法勘探可以推测出不同矿体的位置和规模。
电法勘探可以用于寻找金属矿、非金属矿、石油和天然气等矿产资源。
3.2 水资源勘探电法勘探可以用于水资源勘探，通过测量地下水层的电阻率分布情况，来推测地下水的储量和分布。
电法勘探可以用于寻找地下水资源、指导水井和水库的选址，以及评估水资源的可利用性。
3.3 地质工程勘察电法勘探可以用于地质工程勘察，如地基与基础工程、地下洞室和地下隧道等。
通过测量地下岩层和土壤的电阻率分布情况，可以判断地下岩层的性质和稳定性，并指导地质工程的设计和施工。
地球物理场论
《地电场与电法勘探》
——地球物理场论
阿尔奇公式是根据大量多孔性岩石电阻测定、 统计而得出得经验公式。 它的数学表达式为： 式中： ρ ——岩石的电阻率；
ρ = aΦ − m S − n ρ 0
ρ0 ——充填于空隙中水的电阻率；
Φ ——孔隙度（即孔隙体积比） ；
S——含水饱和度（即水充填空间的比值） ； n——饱和度指数（如对 30%以上的孔隙空间为水填充的话，n 值接近 2.0） ； m——孔隙度指数，或胶结物系数，通常在 1.5 至 3.0 之间变化。因此这个系数的选取与地质年代有 关。 a——比例系数，在 0.6 至 1.5 之间变化。 当其它条件一定时，随孔隙度 Φ 的变大，岩石的电阻率将减少。 （三）岩矿石电阻率与温度的关系 当岩、矿石所处的外界温度发生改变时， 其电阻率值也相应地发生变化。 一般表现为温度升高，电阻率降低。 在 0℃以上的正温度区内，随着温度的升高，电阻率值缓慢减小，变化不明显。在 0℃以下的负温度区，随着温 度的降低，含水层的电阻率明显提高。这是由于岩石孔隙中的水溶液结冰后导电性变得很差的结果。 在我国平均约 40m 增加 1℃。在地下 1600m 深处的地温将比地面约高 40℃。在那里金属矿物的电阻率大约升 高 20%，而含水岩石的电阻率约降低一半。因此，通过对深部岩石电阻率的观测，可给出某一地区地下温度场变 化资料，以用于寻找地下热能资源和研究地质构造。 （四） 地球深部岩石的电阻率 地球深部应为高温高压的环境。 岩石电导率是随温度增加按指数规律增大的（ lg(σ / S ⋅ m −1 ) 和 T 成直线关系） ，但不同温度段的变化梯度不 同，高温区变化梯度比低温区大，变化曲线呈折线状。 压力的增大可以使电导率增大，导电性增强。单纯的压力变化对岩石电导率影响是不大的，而温度变化对岩 石电导率影响较大。 （五） 岩、矿石电阻率与频率的关系 在交变电场作用下，岩矿石的导电性除与传导电流有关外，还与位移电流有关。在导电介质中的总电流密度 应为传导电流密度（ jρ ）与位移电流密度（ j D ）之和。 在 电磁 理 论中 传 导电 流 密度 与 位移 电 流密 度 之比 值 （m ） 称为 介 质的 电 磁系 数
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电法
*影响岩石、矿石导电性的因素
1、岩石、矿石电阻率与其成分和结构的的关系：岩石的电阻率决定于胶结物和矿物
颗粒的电阻率、形状及其含量
2、岩石、矿石电阻率与所含水分的关系：岩石电阻率不仅与岩石孔隙度大小有关，而且决定于空隙的。
当孔隙连通时，水分对岩石电性的影响较大。
节理或裂隙空袭，具有明显方向性，往往是岩石电阻率具有各向异性；沿节理或裂隙方向电阻率较低，垂直方向上电阻率较高
3、岩石、矿石电阻率与温度的关系
电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高上升；离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低
* 岩石、矿石电阻率与压力的关系
压力大使空隙的水被挤出来，则电阻率变大；压力超出岩石破坏极限，岩石破裂，使电阻率降低
*岩石和矿物的自然极化和激发极化特性
某些岩石和矿物在特定的自然条件下，在岩石中产生各种物理化学过程作用下，岩石可以形成面点荷和体电荷，这一性质为岩石极化* 自然极化是由不同地质体接触处的电荷自然产生的或由岩石固相骨架与充满空袭空间的液相接触处的电荷自然产生的* 激发极化，是在人工电场作用下产生的极化
* 由岩石和人工极化产生的面点荷和体电荷形成的自然电场或激发极化电场
*岩石和矿物的激发极化特征
（1）时间特征
划分为两类：第一类是“面极化”，特点是激发极化均发生在极化体与围岩溶液界面上，如致密的金属矿物或石墨矿属于此类。
第二类
是“体极化”，特点是极化单元呈体分布u整个极化体内
（2）频率特征激电效应也在交流电场激发下，根据电场随频率的变化观测到激电效应。
电法勘探利用的电学性质：导电性、电化学活动性、介电性和导磁性1、什么是电法勘探？
以地壳内各种岩石间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差
异有关的电性或电磁场的分布与规律来查明有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。
2、电法勘探有哪些分类？
传导类电法：直流电为主电阻率法、充电法、自然电场法（天然）和激发电极化.自然极化法（天然）。
感应类电法或电磁感应法：交流电磁感应为主电磁剖面法，瞬变电磁法和电磁测深法，大地电磁阀（天然），在飞行器上叫航空电磁法，有的还用地质雷达，所使用的技术是层析成像。
按工作场所：航空电法、地面电法、海洋电法、地下电法和井中电法建场方式：天然场源法、人工场源法
3、电法探测深度取决于？
供电极距和频率电极距越大，频率越低探测深度越深
4、电法勘探的应用？
**传导类电法勘探：研究的是稳定的或似稳定电流场，包括电阻率、充电法、激发电极化和自然电场法。
以岩石的电学性质为基础，根据温度、压力、湿度对岩石电阻率的影响规律，推断地下地质体的分布，解决有关地质找矿和各种工程问题。
感应类电法勘探：研究的是交变电磁场，包括低频电磁法、频率测探方法、甚低频法、地磁波法、大地电磁法（在地壳和上地幔研究重要）。
天然或者人工的交变电磁场可以研究岩石的导电性，到磁性，和介电性质，并通过他们了解有关电磁场的分布规律和传播特点，同样也可以用来解决矿产资源和各种工程问题。
5，层析成像：电法层析成像要求供电电机和测量电极分处地质体两侧进行高密度的数据采集，形成电阻率成像；或者将电磁波的发射和接受装置分别置于不同的钻孔中，进行井间地磁波层析成像。
.6.电阻率法：二级，三极，联合剖面，对称四极，偶极，中间梯度，点侧深法。
7，充电法和自然电场法
8，激发极化法：特点致密金属矿体，侵染状矿体，电子导体，粒子导体。