電法勘探試驗(yàn)講義

1、電法助探實(shí)驗(yàn)講義實(shí)驗(yàn)一電阻率剖面法模型實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電阻率剖面法的工作布置及觀測(cè)方法；.掌握WDJD-1/WDJD-如法儀的操作方法；. 了解各種電阻率剖面法在良導(dǎo)體或高阻體上的視電阻率異常特征。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)在2米X 1.5米X1.1米的水槽內(nèi)進(jìn)行，以水為圍巖，水中置入銅板為良導(dǎo)體，膠木板為高阻體，裝置的大小根據(jù)表一進(jìn)行，在進(jìn)行工作布置時(shí)，應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：（1）各模型頂部入水深度約23cm； （2）模型中心正上方應(yīng)定為座標(biāo)的原點(diǎn)；（3）應(yīng)選用不極化電極，電極的入水深度在 23mm之間；（4）AMNB四極裝置或其它裝置應(yīng)距離準(zhǔn)確，在移動(dòng)電 極時(shí)其四極相對(duì)位置不能有變化；（5）無窮遠(yuǎn)

2、極應(yīng)選在和測(cè)線垂直的水槽邊上。三、實(shí)驗(yàn)步驟.按實(shí)驗(yàn)要求，工作之前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，如儀器電源檢查，外接線路，模型布設(shè)等。.根據(jù)所采用的工作布置選擇極距，結(jié)合測(cè)點(diǎn)計(jì)算裝置系數(shù)， 同時(shí)應(yīng)記下模型參數(shù)和裝置參數(shù)。各裝置的測(cè)點(diǎn)和裝置系數(shù)見表。.逐點(diǎn)觀測(cè) V和I ,對(duì)于聯(lián)合剖面法，應(yīng)有兩組 Va,I a和Vb,I b,計(jì)算視電阻率并將 原始記錄記入表中。.將觀測(cè)結(jié)果繪制成 Ps剖面圖，并及時(shí)檢查可疑點(diǎn)。值得注意的是，觀測(cè)、記錄、計(jì)算和繪制Ps剖面曲線應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。.觀測(cè)質(zhì)量檢查：測(cè)量過程中每隔 35個(gè)點(diǎn)，應(yīng)改變供電電流 25%A上進(jìn)行重復(fù)觀測(cè), f算相對(duì)誤差：2|R - pS懊+P；100%(1-1)實(shí)驗(yàn)

3、時(shí)，要求SW6%四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容.每個(gè)實(shí)驗(yàn)組完成一種裝置整條剖面的觀測(cè)、記錄和草圖的繪制工作;.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，各組交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果并討論；.定性分析異常曲線的分布特征；.比較各裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。五、思考題.說明裝置系數(shù)的物理意義；.在電阻率法中為什么引入視電阻率的概念;3.在對(duì)稱四極剖面法中，良導(dǎo)薄板上方為什么出現(xiàn)視電阻率的微弱極大值異常附表：裝置參數(shù)設(shè)計(jì)表方法名稱供電電極（cm）測(cè)量電極（cm）測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)記錄點(diǎn)二極剖面 法AM=1125, 15, 士10, 土 7, 5, 3, 1,0AM中點(diǎn)聯(lián)合剖面 法AO=OB=12MN=225, 15, 士10, 土 7, 5, 3, 1,0MN中點(diǎn)對(duì)稱四極 剖

4、面法AB=24MN=240, 30, 士15, 土10, 5, 1,0MN中點(diǎn)中間梯度 法AB=100MN=225, 15, 士10, 土 7, 5, 3, 1,0MN中點(diǎn)偶極剖面 法AB=2_ JOO=12MN=225, 15, 士10, 土 7, 5, 3, 1,0OO中點(diǎn)實(shí)驗(yàn)二室外對(duì)稱四極裝置電阻率測(cè)深法實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電阻率測(cè)深的工作原理；.掌握電阻率測(cè)深法的工作布置及觀測(cè)方法；.掌握各種電阻率測(cè)深法視電阻率曲線特征。二、實(shí)驗(yàn)室可提供器材數(shù)字激電儀，直流電源，銅、鐵電極，線架，雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙，地質(zhì)錘，皮尺等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在校園內(nèi)由教師指定測(cè)點(diǎn)，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)野外工作方

5、法，要求每個(gè)組取得一個(gè)測(cè)深點(diǎn)的電阻率測(cè)深 Ps曲線，并在現(xiàn)場(chǎng)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上作出草圖。四、幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：1.為便于作圖，AB/2、MN/2跑極具體按表1-1進(jìn)行。表1-1 供電和測(cè)量電極距供電電極距AB/2（米）1.52.54.06.099.01515254040656590測(cè)量電極距MN/2（米0.50.50.50.530.50.53335355.在測(cè)量過程中，繪 Ps值曲線要與觀測(cè)同時(shí)進(jìn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。對(duì)于突變點(diǎn)和改變MN/2時(shí)曲線脫節(jié)大的點(diǎn)（曲線脫節(jié)不應(yīng)大于 2mm）曲線相交的點(diǎn)要進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，檢 查并分析其原因。.測(cè)完一個(gè)測(cè)深點(diǎn)后收線時(shí)，記錄員應(yīng)選擇3-4個(gè)不同AB/2電極距，作

6、質(zhì)量檢查，計(jì)算平均相對(duì)誤差，其公式為：20nq:.=1 SS 100% 5%(1-2)其中：Ps：原始觀測(cè)的視電阻率值;Ps :檢查觀測(cè)的視電阻率值；n:不同AB/2電極距的個(gè)數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)步驟；.整理野外觀測(cè)數(shù)據(jù)；.作出測(cè)深曲線圖；.在實(shí)驗(yàn)中遇到什么問題，如何解決。六、思考題.為什么供電電極距越大或測(cè)量極距越小，反映電性的深度越深？.什么叫正常脫節(jié)和異常脫節(jié) ？產(chǎn)生脫節(jié)的原因是什么 ？如何理解“正?！?、“異常”的概念？.當(dāng)接地電阻很大時(shí)怎樣才能減小接地電阻？實(shí)驗(yàn)三高密度電阻率法實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解高密度電阻率法實(shí)驗(yàn)的工作原理和工作方法;.掌握WGMD-窗密度電阻率

7、測(cè)量系統(tǒng)的操作。二、實(shí)驗(yàn)原理高密度電阻率法就基本原理而言， 與傳統(tǒng)的電阻率法完全相同， 和傳統(tǒng)的電阻率法相比， 高密度電阻率法的特點(diǎn)是：電極布設(shè)一次完成， 測(cè)量過程中無需更換電極；能有效地進(jìn)行多種電極排列方式的參數(shù)測(cè)定， 因而可以獲得較豐富的信息； 數(shù)據(jù)的采集和收錄實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化， 不僅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出現(xiàn)的誤差和錯(cuò)誤；可以實(shí)現(xiàn)資料的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理或脫機(jī)處理，根據(jù)需要自動(dòng)繪制和打印各種成果圖件。高密度電阻率法的電極系是將溫納四極（AMNB）,偶極（ABMN）及微分（AMBN裝置按一定方式組合所構(gòu)成的一種統(tǒng)一的測(cè)量系統(tǒng)，在實(shí)際測(cè)量時(shí)利用電極轉(zhuǎn)換開關(guān)將每四個(gè)相鄰電極進(jìn)行一次組合，從

8、而在一個(gè)測(cè)點(diǎn)上便可獲得多種電極排列的測(cè)量參數(shù)?！埃?, 丫三電位電極系的排列見圖1-8。對(duì)極距為0的三種電極排列，其裝置系數(shù)依次為：（=2兀a,KB=6Tt a,Ky=3兀a,視電阻率換算關(guān)系為：可=3七 2%(1-8)= 1。=士H N 2圖1-8三電位電極系示意圖三、WGMD-2密度電阻率測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介WGMD-高密度電阻率測(cè)量系統(tǒng)采用WDJD-2多功能數(shù)字直流激電測(cè)控主機(jī)，配以WDZJ-2多路電極轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。儀器的面板構(gòu)成和WDJD-2多功能激電儀一樣，多路電極轉(zhuǎn)換器面板結(jié)構(gòu)見圖1-92。中D- 1多路電極轉(zhuǎn)換器 TOC o 1-5 h z Oo AO電報(bào)130 工作指示前級(jí)麗-232O

9、B開關(guān)OOM電源后級(jí)昭- 232電極 31-60On圖1-9多路電極轉(zhuǎn)換器面板結(jié)構(gòu)示意圖其中各旋鈕功能為：(1)電極130: ZK(#)前30根電極電纜插座，電極編號(hào)為 130。(2)電極3160:后30根電極電纜插座，電極編號(hào)為3160。(3) A、B:供電接線柱，測(cè)量時(shí)與 WDJD-1主機(jī)對(duì)應(yīng)接線柱相連。(4) M N:信號(hào)接線柱，測(cè)量時(shí)與 WDJD-1主機(jī)對(duì)應(yīng)接線柱相連。(5)前級(jí)RS-232:為串行接口，與主機(jī)RS-232 口連接(多個(gè)電極箱串聯(lián)擴(kuò)展電極數(shù)時(shí)，與靠近主機(jī)側(cè)的前一電極箱的“后級(jí)RS-232” 口相連)接收或傳遞主機(jī)控制命令。(6)后級(jí)RS-232:為串行接口，多個(gè)電極箱串

10、聯(lián)擴(kuò)展電極數(shù)時(shí)，與遠(yuǎn)離主機(jī)側(cè)的后一電極箱的“前級(jí) RS-232” 口相連接收或傳遞主機(jī)控制命令。(7)儀器電源開關(guān)：扳至“開”開機(jī)，扳至“關(guān)”關(guān)機(jī)。(8)工作指示燈：該指示燈亮說明儀器正在工作。剛開機(jī)時(shí)指示燈閃爍說明儀器正在自檢，接收或傳遞主機(jī)控制命令時(shí)該指示燈亦閃爍。WGMD-高密度電阻率測(cè)量系統(tǒng)菜單結(jié)構(gòu)見圖1-10 ,和多功能直流電測(cè)儀一樣，應(yīng)注意每一個(gè)步驟完成后均應(yīng)退到主菜單上來。四、實(shí)驗(yàn)步驟.連接儀器和多極轉(zhuǎn)換器；.根據(jù)實(shí)驗(yàn)中教師指定的需探測(cè)的地下目的物設(shè)置點(diǎn)距，并打好電報(bào)；.打開儀器，進(jìn)入主菜單，輸入斷面號(hào)，剖面號(hào)，裝置，實(shí)接電極數(shù)，點(diǎn)距，剖面數(shù)等 參數(shù)；.測(cè)量，在主菜單下，按回車鍵

11、，測(cè)量完畢后，按退出鍵，返回主菜單；.顯示剖面，在主菜單下，按5鍵，顯示指定斷面的指定剖面曲線?？v軸為電阻率參數(shù),對(duì)數(shù)座標(biāo)，橫軸為均勻分布的測(cè)點(diǎn)；.顯示斷面：在菜單下，按 6鍵，測(cè)量到的斷面全部剖面曲線均顯示出來。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)述；.實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及解決辦法；.實(shí)驗(yàn)中有何體會(huì)。六、思考題.試解釋所測(cè)斷面的全部剖面曲線；.試推導(dǎo)公式(1) , (2) , (3);.試討論高密度電阻率法和傳統(tǒng)電阻率法的異同點(diǎn)。1 一。趣并選片柞斷面一油人斷闿號(hào):“必IC1 一。清除菜單0.0 希除翼單主菜不77葡仁不：卷賴看，制3，斷面表 兒新網(wǎng)案政表.壯樂利由.裂爾斷血.RS - 2

12、32anK品建H測(cè)H| .#1試般旅，測(cè)試存W：器3,滑訊電壓放大魅 M.耦聞電流放大肆 5洲試A/D日田菜單中一調(diào)試WA L測(cè)試供電 I艮.謝試電版箱I .例而f單用“ 。.新而逢法 三.電地，（1 4.電值著電池i斷近4九L0U 200生菜單點(diǎn)靜：裝捋：332155222.1 h2.1,尢2里單（非灘動(dòng)）攀爭(zhēng)滾曲）4,n策單共置：L.k排列 灘動(dòng)總數(shù):200 實(shí)攫也橫數(shù):閔 /AHzH.o 例面看116 .以鼓；552| 3上菜通點(diǎn)東袍疝曲城一蛤A廝血小L00 的人制面號(hào)門確認(rèn)一推行羯件 退出一瓶葫般作2.11, 2.21相中5菜單Lai ：菜m，圖1-10 WGMD-2高密度電阻率測(cè)量系

13、統(tǒng)菜單結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)四激電剖面法模型實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握激電剖面法的工作布置及觀測(cè)方法。. 了解各種激電剖面法在良導(dǎo)體上的異常規(guī)律。.進(jìn)一步熟悉 WDJD-1/WDJD-2激電儀操作方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)是在水槽中用不同的裝置在良導(dǎo)體上做激電剖面法觀測(cè)，把直立（或傾斜）銅板懸掛在水槽中部，埋深約為 3厘米，工作布置及參數(shù)選擇見表 1-6,測(cè)量電極 MN采用不極化 電極，仍采用 WDJD-2數(shù)字激電儀進(jìn)行觀測(cè)。表1-6工作布置及參數(shù)選擇方法名稱供電電極(cm)測(cè)量電極(cm)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)記錄點(diǎn)二極剖面 法AM=11A25,A15,A10,A7,A5, A3, A1 0AM中點(diǎn)聯(lián)合剖面 法AO=OB=1

14、2MN=2A25,A15,A10,A7,A5, A3,A1,0MN中點(diǎn)對(duì)稱四極 剖面法AB=24MN=2A40，A30，A15，A10 ,上5, A1,0MN中點(diǎn)中間梯度 法AB=100MN=2A25,A15,A10,A7,A5, A3, A1 0MN中點(diǎn)偶極剖面 法AB=OO=12MN=2A25,A15,A10,A7,A5, A3, A1 0OO中點(diǎn)三、實(shí)驗(yàn)步驟.按實(shí)驗(yàn)要求，做好準(zhǔn)備工作，準(zhǔn)備工作包括：儀器檢查，線路連接，模型及裝置布設(shè) (裝置參數(shù)選擇參考表 1-5。.逐點(diǎn)觀測(cè)y s值。.根據(jù)觀測(cè)結(jié)果繪制Y s剖面曲線。.進(jìn)彳T 3-5點(diǎn)的檢查觀測(cè)，評(píng)價(jià)觀測(cè)精度。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?整

15、理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。.繪制Y s剖面曲線。.定性分析各種激電剖面法 Y s分布特征，按比例將礦體繪在曲線圖下方。五、思考題.能否解釋在電阻率剖面法水槽實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的一些異常現(xiàn)象，如對(duì)稱四極裝置在良導(dǎo)板上方有微弱的Ps極大值異常等？.條件允許時(shí)，在偶極剖面中選擇不同極距， 觀測(cè)良導(dǎo)體上方s異常隨極距變化特征, 實(shí)驗(yàn)并繪制Y s擬斷面圖。實(shí)驗(yàn)五EH4電磁測(cè)深實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握EH4工作布置及觀測(cè)方法。.掌握StratageTM EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)操作方法。二、StratageTM EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)Stratagem這套儀器是一種用來測(cè)量地下幾米到一公里多深的地球電阻率的特殊大地 電磁測(cè)深（MT儀器

16、。這套儀器既可以使用天然場(chǎng)源的大地電磁信號(hào)，又可以使用人工場(chǎng)源 的電磁信號(hào)，以此來獲得測(cè)量點(diǎn)下的電性結(jié)構(gòu)。大地電磁測(cè)深（MT）儀器是通過同時(shí)對(duì)一系列當(dāng)?shù)仉妶?chǎng)和磁場(chǎng)波動(dòng)的測(cè)量來獲得地表的 電阻抗。這些野外測(cè)量要經(jīng)過幾分鐘；傅立葉變換以后以能譜存儲(chǔ)起來。這些通過能譜值計(jì)算出來的表面阻抗是一個(gè)復(fù)雜的頻率函數(shù)，在這個(gè)頻率函數(shù)中，高頻數(shù)據(jù)受到淺部或附近的地質(zhì)體的影響，而低頻數(shù)據(jù)受到深部或遠(yuǎn)處地質(zhì)體的影響。一個(gè)大地電磁（ MTT測(cè)量給出了 測(cè)量點(diǎn)以下垂直電阻率的估計(jì)值，同時(shí)也表明了在測(cè)量點(diǎn)的地電復(fù)雜性。在那些點(diǎn)到點(diǎn)電阻率分布變化不快的地方，電阻率的探測(cè)是一個(gè)對(duì)測(cè)量點(diǎn)下地電分層的一個(gè)合理估計(jì)。Stratag

17、em 這套系統(tǒng)是由兩個(gè)基本組件構(gòu)成：一個(gè)接受機(jī)，一個(gè)發(fā)射機(jī)。在高頻段，天然信號(hào)通常比較微弱， 使用發(fā)射機(jī)能夠提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量；對(duì)于某些應(yīng)用或某些情況下，由發(fā)射機(jī)提供的額外的高頻信號(hào)我們可以不必使用。Stratagem這套儀器可以有效的用于地下水調(diào)查、環(huán)境的地下特征調(diào)查、礦產(chǎn)與地?zé)峥?探及工程研究。因?yàn)樵搩x器的供電電池既靈巧致密又便攜，所以即使在崎嶇的山區(qū)和惡劣的地區(qū)也能順利的操作和工作，Stratagem系統(tǒng)的快速采集速度和便攜性為我們的勘察設(shè)計(jì)提供了靈活性。表面阻抗可以很快的以電阻率的形式顯示出來，也可以一組組處理， 并實(shí)時(shí)在剖面中呈現(xiàn)出來，這種實(shí)時(shí)顯現(xiàn)的靈活多樣性能夠讓調(diào)查者根據(jù)對(duì)初步處理和

18、測(cè)量結(jié)果的分 析而改變測(cè)量設(shè)計(jì)。三、StratagdMEH4工作原理EH-4它既然是電法勘探儀器，那么它最終所要涉及的物理量離不開電阻率等物質(zhì)的電 性參數(shù)、EH-4與直流電法儀不同之處就是它不是直接利用歐姆定理R=U/I ,而是計(jì)算地表Ex、Ey、Hx、Hy,通過計(jì)算卡尼亞電阻率（ p . 1 I E ）來計(jì)算反映地下物質(zhì)的電性 結(jié)構(gòu)。5f | HEH-4是通過觀測(cè)記錄電磁場(chǎng)信號(hào)，然后通過傅立葉變化將時(shí)間域的電磁信號(hào)變成頻譜 信號(hào)，得到Ex、Ey、Hx、Hy,最后計(jì)算地下電阻率。四、EH4工作布置.接收機(jī)野外布置示意圖2.發(fā)射源野外布置圖五、實(shí)驗(yàn)步驟1、檢查儀器設(shè)備，做好準(zhǔn)備工作，包括儀器電源

19、、線路檢查等。2、在制定測(cè)點(diǎn)布置測(cè)站，將山地羅盤放在測(cè)點(diǎn)上，用山地羅盤打電極方向，用測(cè)繩量 好電極距，打好電極，連接電極線至放大器上。3、在選擇埋磁棒的位置用手持羅盤打好磁棒埋設(shè)方位，并挖好磁棒埋設(shè)坑，埋好磁棒,將磁棒線連接到放大器上。4、將放大器與主機(jī)用大電纜連接起來，注意接頭的不要接反。5、連接儀器電源，檢查所有接線是否接好，準(zhǔn)備開始測(cè)量。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)步驟；.工作布置圖；.在實(shí)驗(yàn)中遇到什么問題，如何解決。七、思考題.EH4測(cè)深的頻率范圍是多少？.EH4測(cè)深的基本原理是什么？.EH4的探測(cè)深度有多大？實(shí)驗(yàn)六瞬變電磁剖面法模型實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握瞬變電磁法的工作方法技術(shù)；.掌握Terra-TEM瞬變電磁儀的操作方法及注意事項(xiàng)。、實(shí)驗(yàn)原理.實(shí)驗(yàn)設(shè)備（1）瞬變電磁儀一套（包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)）；（2）發(fā)射一接收模型線圈一個(gè)（重疊回線裝 置）；（3）模型架一副；（4）導(dǎo)體模型；（5）電瓶.實(shí)驗(yàn)原理瞬變電磁法是通過觀測(cè)由人工發(fā)射脈沖訊號(hào)之后不同時(shí)間測(cè)道的二次磁場(chǎng)響應(yīng)值以探 查地下空間介質(zhì)分布情況的一種時(shí)間域電磁方法。由于觀測(cè)是在無一次場(chǎng)背景情況下進(jìn)行。 因此瞬變觀測(cè)具有“純異常”觀測(cè)的特點(diǎn)。瞬變電磁儀的觀測(cè)系統(tǒng)采用寬頻帶觀測(cè)方式。因此，為了壓制隨機(jī)干擾，提高信噪比， 采用多次疊加技術(shù)。瞬變電磁法的探測(cè)深度除與介質(zhì)