学学期《电法勘探原理与方法》
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法刘国兴2003．5总学时64，讲授54学时，实验10绪论：（1学时）绪论中讲5个方面的问题1.对电法勘探所属学科及具体定义。
2.电法勘探所利用的电学性质及参数。
3.电法勘探找矿的基本原理。
在此主要解释如何利用地球物理（电场）的变化，来表达找矿及解决其它地质问题的原理。
4.电法勘探的应用。
1)应用条件2)应用领域3)解决地质问题的特点4)电法勘探在勘探地球物理中所处的位置第一章电阻率法本章为电法勘探的常用成熟的方法，在地质勘察工作中发挥着重要作用，是学习电法勘探的重点之一。
本章计划用27学时，其中理论教学21学时，实验教学6学时。
§1.1电阻率法基础本节计划用7学时，其中讲授5学时，实验2学时。
本节主要讲述如下五个问题一、矿石的导电性（1学时）讲以下3个问题：1)岩，矿石导电性参数电阻率的定义及特性。
2)天然岩，矿石的电阻率矿物的电阻率及变化范围，岩石电阻率的变化范围。
3)影响岩，矿石电阻率的因素。
I.与组成的矿物成分及结构有关。
II.与所含水分有关。
III.与温度有关。
二稳定电流场的基本性质。
主要回顾场论中有关稳定电流场的一些知识，给出稳定电流场的微分欧姆定律公式电流的连续性（克希霍夫定律）；稳定电流场是势场三个基本性质。
三均匀介质中的点源电场及视电阻率的测定主要讲述三个内容：1)导出位场微分方程（拉氏方程）及的位函数的解析解法。
2)点电流源电场空间分布规律。
3)均匀大地电阻率的测定方法。
电法勘探中测量介质电阻率的方法由此问题引出，开始建立电法勘探中“装量”这一词教案的概念，本节重点：稳定电流场的求法及空间分布；均匀大地电阻率的公式的导出及测定方法。
以上内容两学时四非均匀介质中的电场及视电阻率（1学时）阐述4个问题1)什么是非均匀介质中的电场？特点，交代出低阻体吸引电流，高阻体排斥电流的概念2)非均匀电场的实质：积累电荷的过程。
3)什么是视电阻率？如何定义？4)视电阻率微分公式。
《电法勘探原理与方法》课程实验教学大纲
吉林大学实验教学大纲教学单位名称：地球探测科学与技术学院课程名称：电法勘探原理与方法课程编码：08262020课程类别:学科基础课程课程性质:必修课学时/学分:48/3(其中实验10学时）面向专业：勘查技术与工程(应用地球物理方向）一、实验课程的教学任务、要求和教学目的《电法勘探原理与方法》课程是应用地球物理主干专业课程中的一个重要方向，是勘探地球物理中的重要方法之一.电法勘探实验教学是验证理论教学结论、由理性认识向感性认识转化、学习仪器操作技能的重要环节,在本课程中占有重要位置。
电法勘探实验教学是通过物理模拟手段在实验室中实现电法勘探各种方法的模拟训练.在教师指导下独立完成各种实验.独立完成实验数据的分析与解释及实验报告的编写.使学生在实验中学习各种工作方法和电测仪器的使用,认识和掌握不同方法在不同地质体上的异常规律，能够熟练运用各种电测方法。
二、学生应掌握的实验技术及基本技能：1、在教师的指导下能正确的布置实验、正确使用实验设备；2、学会各种电测仪器的使用;3、掌握各种电测方法的正确实施及在不同地质体上的异常规律；4、对电测异常能进行初步分析和简单的地质解释；5、通过本实验教学使学生在实际工作中能熟练运用所学过的电测方法.三、实验项目内容、学时分配和每组人数四、实验教材或指导书或主要参考资料刘国兴主编：电法勘探原理与方法实验指导书;刘国兴主编：《电法勘探原理与方法》教材，北京，地质出版社，2008.9（二版）。
五、考核要求、考核方式及成绩评定标准实验成绩通过实验报告（含测试数据、数据成图及实验结果分析和总结）考核而定,实验成绩占学生学期总成绩的25%—30%。
六、制定人、审核人、日期制定人:刘国兴审核人：审核日期:2009年9月七、学院审定记录学院于2009年10月20日审定实验项目卡片实验项目卡片注:本实验可选择时间域激电或频率域激电.。
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法电法勘探是以地壳中岩矿石的导电性差异为物理基础，通过观测并研究地表电场的分布规律来达到找矿或解决其他地质问题的一种勘探方法矿物如何按导电机理进行划分？按导电机理分将矿物分为金属导电类矿物，半导体类导电矿物，固体离子类导电矿物。
影响岩石和矿石电阻率的因素:岩、矿石电阻率与成分和结构的关系;岩、矿石电阻率与所含水分的关系（湿度与孔隙度）岩、矿石电阻率与温度的关系三大岩类的电阻率如何变化？沉积岩的电阻率最低，火成岩的电阻率最高，变质岩介于两者之间。
何为非各向同性系数？如何表征对针状和片状的结构的岩石和矿石，无论ρ1、ρ2 及矿物颗粒的百分含量V大小如何，总有ρn ≥ρt，即垂直针状或片状颗粒长轴方向的岩、矿石电阻率总是大于沿着颗粒长轴方向的电阻率。
这表明针状和片状结构的岩石和矿石电阻率具有明显的方向性，即非各向同性；非各向同性系数λ岩石和矿石标本电阻率的测定方法有哪些？露头法、电测井、（岩芯）标本测定法电法勘探进行正演问题数值模拟时，一般会采取哪几种方法？每种方法的特点是什么？一是通过物理模拟，即通过模型实验直接测量得到某种介质和场源条件下稳定电流场的分布情况；物理模拟方法主要有土槽、水槽、导电纸等手段。
二是通过数学模拟途径，即寻求满足边界条件下的拉普拉斯方程解。
数值模拟可分为解析法和数值计算方法两种。
电阻率法的原理是什么？电阻率法是以不同岩矿石之间导电性差异为基础，通过观测和研究人工电场的地下分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一组勘探方法。
实质是通过接地电极在地下建立电场，以电测仪器观测因不同导电地质体存在时地表电场的变化，从而推断和解释地下地质体的分布和产状，达到解决地质问题的目的。
何为视电阻率？地下多种非均匀介质电阻率的综合反映单位仍为Ω.m，以符号ρs视电阻率微分表示式及其含义？视电阻率不是该地电断面上某种岩石的真电阻率，而是地下电性不均匀体的一种综合反映。
视电阻率是电法勘探中的一个重要的概念，其意义是：既然视电阻率是地下电性不均匀体的一种综合反映，那么当地下存在高阻或低阻体时，地下介质的导电性能发生变化，从而引起视电阻率的变化，因而可利用视电阻率变化规律以发现和探查地下电性不均匀体，达到找矿和解决其它地质问题的目的。
电法勘探技术方法、原理及应用研究进展
电法勘探技术方法、原理及应用研究进展摘要：随着大数据技术、云计算技术、物联网技术、人工智能等技术的快速发展，模拟计算和数字判读技术逐步普及，异常的物质分辨率、定性和定量表达水平不断提高。
同时，作为地球物理勘探的一种方法，由于环境条件的复杂性和多样性，由于电法勘探的不确定性很大，因此在许多情况下，单独电法勘探无法做出准确的地质环境陈述。
只有灵活运用遥感技术、地质环境、地质勘查、地球化学勘查等相关信息进行综合表达和分析，才能进一步得出准确的结论。
关键词：电法勘探技术；方法；原理；应用1电法勘探方法在水文和工程地质中的应用概况社会发展、社会和经济发展以及对资源市场的日益增长的需求，使国家在矿产开发和工程建设方面的支出增加，水文和工程地质勘探相关工作的效率和效果要求也越来越高，自主创新，应用于不同行业。
电法勘探是地球物理学中一门具有多种方法的分支学科，在现阶段具有最强大的实用性。
它是一种地质工程方法，通过利用材料中存在的电荷差的电学特性，岩层的磁吸收和电极化特性。
除广泛应用于水文和工程地质勘探外，它在考古学、自然灾害控制、生态环境保护和矿产资源开发等方面也发挥着重要作用。
我国电法勘探方法的应用和推广有着悠久的发展历史，在理论基础和方法的技术和实际应用方面取得了较好的发展趋势试验结果。
然而，与资本主义国家相比，其水平仍存在一些差异。
特别是，紧紧围绕中国社会的实际情况，作为能源消费强国，中国仍处于社会主义社会的初级阶段。
社会发展、社会和经济发展在很大程度上取决于初级和中级的机械制造业，并严重依赖能源消耗。
然而，当前的国际竞争在很大程度上实际上是电能和资源的竞争。
因此，中国从党的十八大开始逐步提出了绿色发展理念的国策，并勇于探索改善国际交流、提高能源利用效率、资源循环利用等途径和手段，积极探索加强绿色探索的发展趋势，国家资源的开发和设计。
近年来，随着信息内容智能化技术的发展，探索技术也逐渐得到自主创新和完善。
电法勘探原理与方法课程设计
电法勘探原理与方法课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在通过对电法勘探原理与方法的学习，使学生掌握电法勘探的基本理论和方法，了解电法勘探在资源勘探领域中的应用，为学生今后参与实际电法勘探工作打下基础。
二、课程设计背景电法勘探是一种地下物质探测方法，通过测量地下电阻率分布来识别地下物质组成和分布情况。
它广泛应用于矿产资源勘探、地质灾害预警、环境工程等领域。
因此，掌握电法勘探原理和方法对于矿产资源开发和环境保护具有重要意义。
三、课程设计内容3.1 电法勘探基本理论1.电磁场基本原理2.电场与磁场的柏赛尔定律3.线性理论与非线性理论3.2 电法勘探仪器及测量技术1.电极的选择和布置2.不同电法勘探仪器的适用条件3.电法勘探的测量技术3.3 电法勘探数据处理和解释1.数据的处理和分析2.二维电阻率成像（二维ERT）技术3.三维电阻率成像（三维ERT）技术四、课程设计方法本课程设计采用课堂讲解、案例分析和实验演示相结合的教学方式。
1.课堂讲解：由教师进行电法勘探的基本理论阐述，让学生了解电法勘探的基本原理和相关技术。
2.案例分析：教师引入实际案例，通过学生讨论分析来加深学生对电法勘探原理和方法的了解。
3.实验演示：通过实验让学生亲身体验电法勘探仪器的使用和数据处理流程，加深学生对电法勘探的认识。
五、课程设计成果学生能够基本掌握电法勘探的理论知识和技术，了解电法勘探的应用场景和发展趋势，具备初步的数据处理和解释能力。
六、课程设计考核方式本课程设计采用考查+实验报告的方式进行考核。
1.考核方式：学期末闭卷考试。
2.实验报告：学生需要进行一次电法勘探实验，并撰写相关实验报告。
七、参考教材1.《电法勘探实例与练习》（刘文贵等编，科学出版社）2.《电磁法勘探技术及应用》（周文波等编，煤炭工业出版社）。
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法简述
电法勘探是一种基于电磁现象的地球物理勘探方法，通过在地下通入电流，并测量由地下产生的电场和磁场信息，来获取地下物质的分布情况。
电法勘探常用于地下水资源、矿产资源、地质构造等方面的探测。
电法勘探的原理是根据地下不同物质对电流的传导能力的差异，来推断地下的物质性质和分布情况。
一般来说，导电能力高的物质（如矿石、含水层等）对电流的传导能力较好，而电阻较高的物质（如岩石、土壤等）对电流的传导能力较差。
电法勘探中常用的方法包括直流电法、交流电法和自然电场法。
直流电法通过在地下通入恒定电流，并测量地表上的电位差来进行勘探。
交流电法则使用交变电流，通过测量地下电磁场的强度和相位信息，来推算地下物质的分布状态。
自然电场法则是通过测量地表上的自然电场强度和方向来进行勘探。
在进行电法勘探时，需使用电极将电流引入地下，并使用测量电极来测量地下的电位差和电磁场信息。
通常使用的测量电极包括接地电极、测量电极和参考电极。
通过在地表布设不同位置的电极，在地下电势差数据的基础上，进行数据处理和解释，得到地下物质的分布情况。
电法勘探是一种非破坏性的地球物理勘探方法，具有较高的分辨率和可靠性。
它在水文地质、矿产勘探、环境工程等领域都
有广泛的应用。
然而，也需要注意电流的深度侵入限制以及地下导电性的不均匀性等问题，以提高电法勘探的精度和解释能力。
《电法勘探原》课件
三维成像技术
多学科综合解释
结合地质、地球化学等多学科数据进 行综合解释，提高勘探成果的可靠性 。
采用三维成像技术对地下结构进行可 视化展示，提高数据解释的直观性。
05
电法勘探的挑战与 对策
复杂地形与地质条件的挑战
挑战
电法勘探面临复杂地形和地质条件的挑战，如山地、丘陵、沙漠、沼泽等，这些地形和地质条件可能影响电法勘 探的精度和可靠性。
技术创新与进步
新型探测技术
随着科技的不断进步，电法勘探将采用更先进的新型探测技术， 提高勘探精度和深度。
地球物理反演
利用高性能计算机进行地球物理反演，提高数据解释的准确性和可 靠性。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将被应用于电法勘探中，实现自动化数据 处理和异常识别。
智能化与自动化
自动化数据采集
对策
采用高精度探测技术和设备，如高精 度磁力仪、高分辨率地震仪等，以提 高电法勘探的精度。同时，加强技术 研发和创新，推动电法勘探技术的不 断进步和发展。
THANKS
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对策
采用先进的测量技术和数据处理方法，如全站仪测量、三维激光扫描、多频电磁测深等，以提高测量精度和可靠 性。同时，加强地质调查和资料收集，了解地形和地质特征，为电法勘探提供更准确的基础数据。
数据处理与解释的挑战
挑战
电法勘探数据处理与解释涉及到多个学科领 域，如数学、物理、地质等，数据处理和解 释的难度较大。此外，由于电法勘探数据量 大、种类繁多，如何有效地处理和解释这些 数据也是一大挑战。
01
通过智能化传感器和控制系统，实现自动化数据采集，提高工
作效率。
数据处理智能化
02
利用人工智能技术对数据进行自动处理和解释，减少人工干预
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。
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成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷
注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。
一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分）
1、接地电阻
2、电磁波波数
3、正交点
4、视极化率
5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层
4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ）
5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ）
A 电阻率法
B 激发极化法
C 电磁感应法
得分 得分
6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（）
A 63伏
B 90伏
C 120伏
7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（）
A 电位图
B 电阻率图
C 电场强度图
8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中，
给出地电模型是（）
A 二层模型
B 三层模型
C 四层模型
9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（）
A SURFER软件
B GRAPHER 软件
C GEOPRO 软件
10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（）
A 中间梯度装置
B 对称四极装置
C 偶极装置
11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（）
A 陡立低阻矿体
B 陡立高阻矿体
C 水平的高阻矿体
12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（）
A 直立的低阻矿体
B 直立的高阻矿体
C 水平的低阻矿体
13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（）
A中梯法 B联剖法 C 回线法
14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（ ）
A 直立低阻体
B 直立高阻体
C 山谷
15、下列哪些情况可视为远区工作的有（ ）
A 观测场为平面波
B CSAMT 工作法
C MT 工作法
16、下列方法哪些方法是主动源的电法勘探方法（ ）
A 充电法
B 回线法
C MT 法
17、下列测深曲线属于三层测深曲线的是（ ）
A H 型
B HK 型
C G 型
18、下列哪些测量参数受静态位移影响较小（ ）
A M T ρ
B M T φ
C E T ρ
19、在电磁法勘探中哪些方法可以忽略位移电流的影响（ ）
A MT 法
B TEM 法
C GPR 法
20、下列电磁方法中哪些方法属于被动场源法（ ）
A MT 法
B GPR 法
C VLE 法
三、绘图分析题（2小题，每小题6分，共12分） 1、假设下图脉状矿体相对围岩具有低阻、高极化电性特征，采用中间梯度法装置测量，请定性绘出该矿体的电阻率异常及极化率异常主剖面特征图。
2、试绘出下述地电断面上联合剖面视电阻率s ρ曲线的变化规律图，
并注明各主要特征部位的视电阻率s ρ值。
四、计算推导题（共4小题，每小题7分，总28分） 得分
得分
1、对某工区某硫化金属矿进行中间梯度法测量，取1100AB m =，100MN m =，若测量到该金属矿极化率异常5%s η=，测量所对应等效视电阻率异常*314s m ρ=Ω⋅，接地电阻=200R 地欧，要求测量电极测量
的电位差mn U ∆不小于10mV ，请计算分析回答以下问题。
（提示：*1s s s
ρρη=-） （1）此时需要最小供电电流为多少此时需要最小供电电压是多少
（2）该金属矿电阻率是多少
（3）如果认为所需发射机（供电源）功率太大，如何采取措施降低发射机功率
2、导出视电阻率微分表达式0MN s MN j j ρρ=
，并说明式中各参数的物理意义。
3、对某工区进行可控源电磁测深勘探，如果选取发射机频率范围为10~10000f Hz Hz =，工区介质360m ρ=Ω⋅，相对介电系数10r ε=，请回答下列问题
（1）试求该频带范围电磁系数m 区间
（2）在该频带条件下能否忽略位移电流为什么
（3）如果取10f Hz =，此时电磁波的趋肤深度为多少
（4）为保证接收机能收到平面波场，工区最小收发距应取多少
4、试导出下述地电断面上，当采用平行走向布极时视电阻率s ρ曲线
尾支渐近线的方程式。
（提示：界面切线方向电流密度作为上下界面电流密度，先定义或求取界面切线电流密度）
五、综合题（共3小题，每小题10分，总30分）
1、对下图所示水平三层地电断面，回答以下问题： （1）绘出对称四极测深s ρ 曲线，并确立曲线类型；
（2）直流电测深时，当225,2000h m m ρ==Ω⋅时，曲线形态有何变化为什么
（3）频率测深时，还会出现哪类等值现象，其等值条件是什么
（4）频率测深时当30ρ→时，曲线有何变化
（5）频率测深时，当0ω→和ω→∞时，其相位异常具有何特征
2、利用纵向中间梯度法对某热液裂隙侵入的硅化程度较高的黄铜矿进行激发极化法勘探测量，所观测到的视极化率及视电阻率异常如下图所示，请根据异常特征回答以下问题。
（1）该矿体可能位置坐标是多少具有什么样的电性特征
（2） 分析小号测点3220处低阻、高极化电性引起因素可能是什么
（3）根据两个供电极距测量的视电阻率异常特征及视极化率异常特征，推测矿体是延伸较深的矿脉体还是较浅的矿脉体，为什么
（4）设计一个最有可能控制矿的钻孔位置坐标。
（注明：只需将大概横坐标写在答题纸上） 得分
3、详细阐述对称四极直流电测深、大地电磁测深、可控源大地电磁测深的基本工作原理、野外装置、应用特点如何。
（注明：可使用图示和文字说明）。