电法勘探 充电法
地球物理勘探(电法)附答案及部分解析
，R=UI ,则为同步变化，不受电流大小影响7.在可控源电磁测深中，反映物性的电磁参数主要是哪个？（B）A. 直立的低阻矿体B. 直立的高阻矿体C. 处于山谷的低阻矿体D. 水平的高阻矿体19. MT中浅部电性不均体主要影响哪个量的测量：(A)A.电场振幅B.电场相位C.磁场振幅D.磁场相位20. 下列条件中，对岩矿石电阻率无影响的是（B）A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度21.下列哪些情况可视为远区工作的有（D）A.观测场为平面波B.发收距大于趋肤深度C.CSAMT工作法D.MT工作法22. 下列地球物理勘探方法中，属于电磁法勘探的是（D）A.充电法B.频率测深法C.激发激化法D.对称四极测深法23. 下列条件中，对岩矿石电阻率无影响的是（B）A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度三、填空题1.在电法勘探中已被利用的岩（矿）石的电学性质有岩（矿）石的电阻率，极化率，介电性以及介电常数。
2. 目前用于煤田的勘探方法主要包括MT、 AMT、CSAMT以及TEM等3.电法勘探按观测的场所分海洋电法、地面电法、航空电法、以及井下电法。
4.大地电磁测深曲线中，高视电阻率对应低相位。
5.中间梯度法理论上在寻找直立的高阻体和水平的低阻体能产生明显的异常。
6.作为边界条件，在两种岩石分界面上，连续的参数有电流密度的法向分量及电场的法向分量。
7. 自然电场法的测量方式有电位梯度测量、电位观测法以及追索等位线。
四、简答题1、瞬变电磁勘探存在一个最小勘探深度，即盲区，为什么？因为无论是发送线圈还是接收线圈，自身有一个过渡过程，在激励关断瞬间，接收线圈接收到的信号既有地下电磁感应信号，又有线圈本身的自感及发送线圈的自感信号，在早期，自感信号大于感应信号。
第 4 页共6 页这个点采集时间需要1/0.0001，也就是10000s，但是半分钟不可能得到如此低频的数据；2.“通过软件直接反演电道磁道数据而无需阻抗数据”不合理，对于人工源，我们是可以知道频谱的，但是对于天然源，我们是无法知晓的，因此天然源只能反应阻抗差，不能直接反演电道磁道数据。
电法勘探——传导类电法
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低阻体
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高阻体
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第四节：偶极剖面法
2019/12/17
AB=MN=a OO’=3～5h a=1/4～1/10 OO’
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低阻体
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低阻体
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高阻体
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第五节 高密度电阻率法
高密度电阻率法是一种新兴阵列勘探方法，将多个电 极(可达上百根)置于测线上，通过电极转换开关和工程 电测仪便可实现数据的快速自动采集并能够进行现场
外采集的数据量较大，从一定意义上讲提高了探测精 度。相对于常规电阻率法而言，它具有以下特点：
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1).电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电 极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据 的快速和自动测量奠定了基础。
2).能有效的进行多种排列方式的扫描测量，因 而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的 地质地球物理信息。
N
B
MN -B
装置相对笨重，地形 影响大。解释时具～1/5AO
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4
A S
kA
U
A MN
IA
B S
kB
U
B MN
IB
kA
kB
2
AM AN MN
（AMN∞） （∞ MNB ）
在测量时，C极固定不动，AMNB间保持距离不变，四个极沿测线同时移 动，逐点进行测量，测点为M、N的中点O。每个点测量两次，得到两个
其中 Kβ=6 a
谈充电法在地质勘探中的应用
通过 对探测 地 下水 流速 、 流 向追 索岩溶 区的地 下暗
的距 离上 ， 用 测 量 电极 Ｍ， 按 八 个 方 位 进 行 等 电 位 测 河 、 探 测 老 窑采 空 范 围 的叙述 ， 可 知 当含水 层 埋 藏深 度
充 电法探 测地 下水 流速 、 流 向 废井 口（ 或经钻 探 老窑 的钻 孔 ） 作 为 充 电点 ， 将 供 电电极 应 用 追 索 等 位 线 的 方 法来 确 定 地 下 水 的流 速 、 流 Ａ 用 电 缆 连 好 投 人 废 井 （ 或钻 孔 内 ） 水 面下 ， 同 时 将 供 电 向 。一 般 只 限于 含 水 层 的埋 深 较 小 ， 水 力 坡 度 较 大 以 电极 Ｂ置 于 无 限 远 处 ，将 测 量 电 极 Ｎ 布 置 在 Ｂ极 反 方
谈充电法在地质勘探中的应用
口 宋 晓磊
充 电法最 初主要 用 于金 属矿 的详查 和勘 探 阶段 ， 其 距离绘 图， 记 录时 间 。
根 据 盐 溶 化 前 后 所 测 得 等 电位 线 ， 即可得 出地下 水 况 ， 当 对 天 然 或 人 工 的 揭 露 良导 体 露 头 进 行 充 电 时 ， 实 的流 速 、 流 向 。其 流 向 即 为 盐 化 后 测 得 的 等 位 线 偏 移 最 际 上 整 个 地 质 体 就 相 当 于 一 个 大 电极 ， 若 良 导 地 质 体 的 远 的方 向 。 其 地 下 水 流 速 为 ｖ： 电阻 率远小 于 围岩 电阻 率 时 ， 我 们可 以近似 地把 它看 成 是 理 想 的导体 ， 在 导体 内部 并不 产 生 电 压 降 ， 导体 的表 形 成 了 围岩 中 的 充 电 电 场 ， 当地 质体 不 能被 视为 理想 导 体（ 即不等 位体 ） 时， 充 电 电场 的空 间分 布将 随充 电位 置
地球物理勘探(电法)附答案及部分解析
，R=UI ,则为同步变化，不受电流大小影响7.在可控源电磁测深中，反映物性的电磁参数主要是哪个？（B）A. 直立的低阻矿体B. 直立的高阻矿体C. 处于山谷的低阻矿体D. 水平的高阻矿体19. MT中浅部电性不均体主要影响哪个量的测量：(A)A.电场振幅B.电场相位C.磁场振幅D.磁场相位20. 下列条件中，对岩矿石电阻率无影响的是（B）A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度21.下列哪些情况可视为远区工作的有（D）A.观测场为平面波B.发收距大于趋肤深度C.CSAMT工作法D.MT工作法22. 下列地球物理勘探方法中，属于电磁法勘探的是（D）A.充电法B.频率测深法C.激发激化法D.对称四极测深法23. 下列条件中，对岩矿石电阻率无影响的是（B）A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度三、填空题1.在电法勘探中已被利用的岩（矿）石的电学性质有岩（矿）石的电阻率，极化率，介电性以及介电常数。
2. 目前用于煤田的勘探方法主要包括MT、 AMT、CSAMT以及TEM等3.电法勘探按观测的场所分海洋电法、地面电法、航空电法、以及井下电法。
4.大地电磁测深曲线中，高视电阻率对应低相位。
5.中间梯度法理论上在寻找直立的高阻体和水平的低阻体能产生明显的异常。
6.作为边界条件，在两种岩石分界面上，连续的参数有电流密度的法向分量及电场的法向分量。
7. 自然电场法的测量方式有电位梯度测量、电位观测法以及追索等位线。
四、简答题1、瞬变电磁勘探存在一个最小勘探深度，即盲区，为什么？因为无论是发送线圈还是接收线圈，自身有一个过渡过程，在激励关断瞬间，接收线圈接收到的信号既有地下电磁感应信号，又有线圈本身的自感及发送线圈的自感信号，在早期，自感信号大于感应信号。
第 4 页共6 页这个点采集时间需要1/0.0001，也就是10000s，但是半分钟不可能得到如此低频的数据；2.“通过软件直接反演电道磁道数据而无需阻抗数据”不合理，对于人工源，我们是可以知道频谱的，但是对于天然源，我们是无法知晓的，因此天然源只能反应阻抗差，不能直接反演电道磁道数据。
充电法
充电法
二、充电法野外工作方法
电位法 梯度法 直接追索等位线法
充电法
二、充电法野外工作方法
1、电位法 直接观测测线上各测点与远离测区的一相对电位零点之间的
电位差，然后根据各测点相对于电位零点的电位值绘制剖面电位 曲线和平面等位线图。
无穷远测量电极N应安置在与供电电极B相反的方向上，作为 电位零值点。另一测量电极M则沿测线逐点移动，观测其相对于N 极的电位差，作为M极所在测点的电位值U。同时观测供电（充电） 电流强度I，计算归一化电位值。
1、充电法的基本理论
充电法工作原理图
充电法
一、充电法原理和工作条件
1、充电法的基本理论
充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天 然或人工露头接上供电电极（A）进行充电（用直流电源， 也可用交流电源），另一供电电极(B)置于远离充电体的地 方。供电时充电体为一等位体或似等位体，电流由充电体流 入围岩，形成稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形 态、大小和产状等因素有关。在地面、钻井或坑道中对其电 场的空间分布进行观测和研究，以了解矿体或其它良导体的 赋存情况，获得所需要的地质资料。
充电法
四、充电体参数的确定
1、确定导体长度的方法
确定导体长度的方法即为确定导体端点的位置。由中心 纵向剖面电位梯度曲线极值点来确定导体的长度。对于上端 水平，沿走向长度有限，且埋深浅的导体可把中心纵向剖面 上的梯度曲线极值点位置作为导体端点的位置，两极值点之 间的 距离可为导体的长度。如果导体埋藏较深时，则梯度 曲线极值点向导体端点外侧移动，称动距离随深度增大而增 大，且与导体向下延伸长度有关。对于直立矩形薄板导体， 梯度曲线极值点与导体端点的距离 可按下式计算：
B(∞)
电法勘探方法技术及应用
三、装置类型的选择
（一）中间梯度装置 中梯装置的一个主要优点，是敷设一次供电导线和供电电极A、B便能在 相当大的面积上测量，特别是还能用几台“远点启动”的接收机同时在该面 积上观测，因而具有较高的生产效率；此外，它在A、B间的中间地段测量， 接近水平均匀极化条件，故对各种形状、产状和相对导电性的极化体均可得 到相当大的异常；而且异常形态较简单，易于解释。 中梯装置的特点是供电电极距较大，这导致它的两大缺点：（ 1）要求 较大的供电电流强度，这使得它的装备比较笨重。（2）电磁耦合干扰较强； 不过，在时间域观测中选用几百毫秒或更长的延时，可有效地降低这种干扰。 故在时间域激电法中，中梯装置应用最广。 在普查找矿中主要采用纵向中梯；而横向中梯主要用于解决某些专门问 题，如在普遍矿化背景上，划分良导电富集（矿）带和确定矿化体走向长度 等。
按工作场所，通常分为： 航空电法 地面电法 海洋电法 地下电法
TRIDEM固定翼三频航空电磁测量系统
IMPULSE直升机吊舱航空电磁测量系统
海洋电磁法系统
• 系统由发射机和接收机两大部分组成。
按建场方式，通常分为： 天然场源（被动源）电法 人工场源（主动源）电法
供电极距的大小 决定勘探深度
有覆盖层时中梯装置的激电异常
相对无覆盖层而言： 高阻覆盖层：异常幅度变大， 曲线变陡 低阻覆盖层：异常幅度变小， 曲线变缓
H=1,h0=6 1：u21=99 ，2：u21=4 3：u21=1， 4：u21=0.5
5：u21=0.25 6：u21=0.11
7：u21=0.042
测线与矿体走向斜交
频率域电磁测深的基本原理
天然电磁波
时间域电磁测深原理
早 期 信 号 反 映 浅 部 结 构
电法勘探总复习（二）
电法勘探总复习（二）1、主动源及被动源电法勘探方法的常用方法。
主动电源勘探方法：电阻率法、激发极化法、充电法、电磁法被动电源勘探方法：自然电场法、大地电磁探测法、甚低频电磁法2、岩(矿)石电磁性质。
岩矿石的导电性、岩矿石的介电性、岩矿石的自然介极化性、岩矿石的激发极化性、压电性和震电性。
3、影响岩(矿)石电阻率的主要因素。
(1）电阻值①成分和结构岩、矿石的电阻率决定于胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其百分含量。
沿层理方向的电阻率ρt小于垂直于层理方向的ρn电阻率。
②所含水分岩石电阻率ρ随ρ水成正比关系变化，同时与湿度ω成反变关系③温度电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高而上升；离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低。
④压力在压力极限内，压力大使孔隙中的水挤出来，则ρ变大；压力超出岩石破坏极限，则岩石破裂使ρ降低。
(2)极化率影响因素：充放电时间；岩矿石的成分、含量、结构及含水性极化率主要决定于所含电子导体矿物体积百分含量ξ及其结构。
导电矿物的颗粒度：导电颗粒越细小η越大；导电矿物的排列：定向排列或序列，η越大；导电矿物的致密程度：矿化岩石越致密，η值越大。
4、瞬变电磁剖面测量装置类型。
同点装置、偶极装置、大回线源装置5、瞬变电磁场状态的基本参数。
6、瞬变电磁法中常用的剖面测量装置。
同点装置、偶极装置和大回线源装置。
7、瞬变电磁法中常用的测深装置。
电偶源、磁偶源、线源和中心回线8、介质相对介电常数εr一般特点。
大多数造岩矿物均很小，且变化范围不大，金属矿物一般有较大的纯水的最大9、激电测深法中常用的装置类型。
对称四极装置，等比装置和固定点源装置。
10、激电剖面法常用的装置类型。
中间梯度装置、偶极装置、近场源装置和联合剖面装置。
11、交流激电法的主要观测参数。
视频散率、视频散电阻率、视频散电导率。
12、直流激电法的主要观测参数。
视极化率、视激电电阻率、视激电电导率。
13、电阻率剖面法的装置类型。
装置：二极，三极装置，联合剖面装置，对称四极装置，中间梯度装置，偶极装置14、电阻率法的主要的装备。
电法勘探 充电法
t
t
4.测试油田压裂施工中的裂缝
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用范围：
金属矿的详查及勘探阶段：查明矿体的 产状、分布及其与相邻矿体的连接情况 水文、工程地质调查中：用来测定地下 水的流速、流向、追索岩溶发育区的地 下暗河和研究滑坡等问题
一、充电法的基本原理
（一）理想导体：
所谓理想导体是指导体本 身的电阻率为零。其特征 该导体位于一般导电介质 中，向其导体上任何一部 位接通外加电源供电时 （充电），导体均为电压 等位体；电流遍及整个导 体，无电位降，而后垂直 表面流向周围介质之中。
1. 2. 3. 4.
基本概念及应用领域 充电法的基本原理
理想导体充电场的基本特征 充电球体的电流场 充电椭球体的电流场 非理想导体的充点场
1. 2. 3.
充电法的应用
充电法应用的条件 充电法的野外工作方法 充电法的应用
什么是充电法
是对地面上、坑道内或 者钻孔中已经揭露的良 导体直接充电，通过观 测其充电场的空间分布 来了解矿体规模大小和 赋存状态的电法勘探方 法。 属传导类、主动源直流 电法
（二）充电球体的电流场
① 平面分布规律
由于球体的对称性， 其充电电场的分布与 位于球心的点电流场 极为相似，其电位等 值线的平面分布为一 簇同心圆。
充电球体等位面
② 剖面分布规律
在主剖面上，电位曲线成轴对称正异常，球心投影点处为 极大值，两侧电位对称减小趋于零；电位梯度曲线成左正右负 点对称异常,球心投影点处为零，两侧电位梯度绝对值对称减 小趋于零；
充电导体附近电流线和等电位线的分布
(a)剖面图; (b)平面图; 1—电流线; 2—等电位线
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(a)剖面图; (b)平面图; 1—电流线; 2—等电位线
理想导体的充电场（在介质中的电流场），与充电点 的位置无关，仅与充电电流强度，理想导体的位置， 形状，大小，产状及周围介质的电性分布有关。
若围岩为均匀电性介质，其空间等位面分布与充电导 体形状相似；其相似程度与相距充电体的距离成反比。 对有限三度体不论其外形如何，若距离充分大的条件 下，其电位等值面趋于球形分布。
（二）充电法的野外工作方法
1、电位法 N极置于距充电体足够远的某一固 定基点上。M极沿测线逐点移动， 观测各测点相对于固定基点的电 位差，即为该点的电位值U，为了 消除电流变化的影响对电位值进 行电流归一，用U/I表示。 2、电位梯度法 MN置于同一测线上，保持相对位 置和间距不变，沿测线逐点移动， 计算电位梯度ΔU /Δ x = ΔU /MN， 进行电流归一后表示为ΔU /I•MN
1. 2. 3. 4.
基本概念及应用领域 充电法的基本原理
理想导体充电场的基本特征 充电球体的电流场 充电椭球体的电流场 非理想导体的充点场
1. 2. 3.
充电法的应用
充电法应用的条件 充电法的野外工作方法 充电法的应用
什么是充电法
是对地面上、坑道内或 者钻孔中已经揭露的良 导体直接充电，通过观 测其充电场的空间分布 来了解矿体规模大小和 赋存状态的电法勘探方 法。 属传导类、主动源直流 电法
若充电椭球体在地下成轴 对称分布，则主剖面上， 电位曲线成轴对称正异常 分布，椭球体的中心投影 点处为极大值，两侧对称 减小趋于零。水平椭球体 的异常范围比直立椭球体 的异常范围大。电位梯度 异常呈点对称分布，极值 点位于椭球体边界外侧附 近。
对倾斜分布的充电椭球体，其电位异常呈现非 对称分布，倾斜一侧异常曲线变缓，电位梯度 曲线在倾斜一侧异常极值幅度变小。 不论是对称分布的、还是倾斜分布的充电椭球 体，其剖面异常的电位异常曲线的拐点和电位 梯度曲线的极值点基本上反映了地下充电体的 地面水平投影边界。
N
3、追索等位线法
布置充电点，以充电点为中心，布设夹角为45°的 辐射状测线，距充电点由近及远分别已一定间隔追 索等位线。固定电极N放在某一测线的一定位置上， 在相邻测线上移动M极寻找以N极点的等位点 （UMN=0），记录该点位置，将各等位点连接成等 位线。
测量结果用等电位线平面分布图表示
（三）充电法的应用
相邻不相连导电矿脉上 的电位梯度异常曲线
两个相邻且相连导电矿脉 上的电位梯度异常曲线
3.测定地下水流速、流向
①
②
③ ④
⑤
布置电极：将A极至于待测含水层中部，N极固定于 水流相反方向，与井口距离约为待测含水层深度； 进行正常场测量，井周围介质是均匀各项同性时等 位线近似为一个圆； 将盛岩布袋悬挂于A极附近，并记下投盐时间t1； 按一定时间间隔追索等位线，记录时间t2， t3…得到 异常场等位线，由于含盐溶液随水流流动，等位线 沿水流方向伸长，形成椭圆形状； L 2 xm 水流速 V xm为oo’的距离
1.确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、 产状、规模、平面分布位置及深度
2.确定已知相邻矿体之间的连通关系 3.在已知矿附近找盲矿体 4.利用单井测定地下水的流速、流向
5.研究滑坡及追踪地、 产状、规模、平面分布位置及深度
2.判断矿体是否相连
第二章 充电法和自然电场法
复 习 ： 几 个 基 本 概 念
常用的电法勘查方法及利用的物性 方法 利用的物性
电阻率法 导电性 充电法 导电性 自然电场法 导电性和电化学活动性 激发极化法 导电性和电化学活动性 （直流激电 和谱激电法） 电磁法 导电性和导磁性 （频率域电磁法和时间域电磁法）
充电法
（四）非理想导体
（1）当充电点位于不等位体边缘时，电位及电位梯度曲线都 不对称； （2）当充电点位于不等位体的中心时，电位及电位梯度曲线 均成对称分布（很难与等位体区分开来）
二、充电法的实际应用
（一）充电法应用的条件
1、探测对象的电阻率ρ1 应远远小于围岩电阻率 ρ2； 2、围岩岩性比较单一，地表介质电性均匀稳定， 地形起伏不大； 3、埋于地下的充电体必须有露头，或是天然露 头或是人工露头（浅井、泉眼、钻孔、坑道等）
旁侧剖面上，其电位和电位梯度的分布与主剖面相似，但 其强度减弱，范围变大。
（三） 充电椭球体的电流场
①平面分布规律
充电电场的地表电位等值 线呈同心椭圆曲线。与椭 球导体的水平截面相近 ， 电位等值线基本上反映了 充电椭球体的形状、产状 和空间位置。 但随着远离充电椭球体， 电位等值线趋于圆形
② 剖面分布规律
应用范围：
金属矿的详查及勘探阶段：查明矿体的 产状、分布及其与相邻矿体的连接情况 水文、工程地质调查中：用来测定地下 水的流速、流向、追索岩溶发育区的地 下暗河和研究滑坡等问题
一、充电法的基本原理
（一）理想导体：
所谓理想导体是指导体本 身的电阻率为零。其特征 该导体位于一般导电介质 中，向其导体上任何一部 位接通外加电源供电时 （充电），导体均为电压 等位体；电流遍及整个导 体，无电位降，而后垂直 表面流向周围介质之中。
（二）充电球体的电流场
① 平面分布规律
由于球体的对称性， 其充电电场的分布与 位于球心的点电流场 极为相似，其电位等 值线的平面分布为一 簇同心圆。
充电球体等位面
② 剖面分布规律
在主剖面上，电位曲线成轴对称正异常，球心投影点处为 极大值，两侧电位对称减小趋于零；电位梯度曲线成左正右负 点对称异常,球心投影点处为零，两侧电位梯度绝对值对称减 小趋于零；
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4.测试油田压裂施工中的裂缝