第一講電阻率法基礎(chǔ)演示文稿

第一講電阻率法基礎(chǔ)演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有32頁\編輯于星期一第一講電阻率法基礎(chǔ)現(xiàn)在是2頁\一共有32頁\編輯于星期一1電阻率法1.1電阻率法基礎(chǔ)知識(shí)1.1.1巖土介質(zhì)的電阻率現(xiàn)在是3頁\一共有32頁\編輯于星期一一、巖、礦石的電阻率（一）電阻率基本公式Isl（二）電阻率單位SI制中電阻R（Ω）長(zhǎng)度（m）截面積（m2）電阻率ρ（Ω·m）現(xiàn)在是4頁\一共有32頁\編輯于星期一

(三)巖石的導(dǎo)電機(jī)制1、固體礦物的導(dǎo)電機(jī)制按照導(dǎo)電機(jī)制可將固體礦物為分三種類型：金屬導(dǎo)體:一般ρ≤10－6Ωm半導(dǎo)體:大多數(shù)金屬礦物屬于半導(dǎo)體,其電阻率高于金屬導(dǎo)體，通常ρ＝10－６～1０６Ωm固體電解質(zhì):絕大多數(shù)造巖礦物(如輝石、長(zhǎng)石、云母、方解石、角閃石、石榴子石等)在導(dǎo)電機(jī)制上屬于固體電解質(zhì)。通常ρ＞106Ω·m?，F(xiàn)在是5頁\一共有32頁\編輯于星期一現(xiàn)在是6頁\一共有32頁\編輯于星期一火成巖電阻率最高（102-106Ω·m）變質(zhì)巖較高（101-105Ω·m）沉積巖電阻率最低（主要是砂、頁巖），變化范圍大（灰?guī)r電阻率很高，可達(dá)n×107Ω·m）現(xiàn)在是7頁\一共有32頁\編輯于星期一

2、孔隙水的導(dǎo)電機(jī)制幾乎所有的天然巖石都或多或少地含有水分。這些存在巖石裂隙或孔隙中的水分(統(tǒng)稱孔隙水)通常對(duì)巖、礦石的導(dǎo)電性質(zhì)有影響。純的蒸餾水的導(dǎo)電性極差，幾乎可以看成是絕緣體。但是，天然巖石中的孔隙水總是在不同程度上含有某些鹽份(電解質(zhì))，當(dāng)電解質(zhì)溶于水形成電解液時(shí)，其中一部分電解質(zhì)的正、負(fù)離子會(huì)彼止分開，并可在溶液中互不依賴地自由運(yùn)動(dòng)，即所謂電離或離解。現(xiàn)在是8頁\一共有32頁\編輯于星期一電解液正是借助于其中處于電離狀態(tài)的正、負(fù)離子而導(dǎo)電，故為離子導(dǎo)體。因此，孔隙水的電阻率一般都遠(yuǎn)小于造巖礦物。

大量實(shí)測(cè)資料證明，巖石孔隙水的電阻率值很少超過100Ωm，通常在1～10Ωm之間?，F(xiàn)在是9頁\一共有32頁\編輯于星期一二、影響巖、礦石導(dǎo)電性的因素（1）礦物成分、含量及結(jié)構(gòu) 金屬礦物含量↑，電阻率↓ 結(jié)構(gòu)：侵染狀>細(xì)脈狀（2）巖礦石的孔隙度、含水飽和度 孔隙度↑，含水量↑，電阻率↓ 風(fēng)化帶、破碎帶，含水量↑，電阻率↓現(xiàn)在是10頁\一共有32頁\編輯于星期一經(jīng)驗(yàn)公式——阿爾奇公式現(xiàn)在是11頁\一共有32頁\編輯于星期一現(xiàn)在是12頁\一共有32頁\編輯于星期一（3）水溶液礦化度 礦化度↑，電阻率↓礦化度（克/升）地下水電阻率（歐姆?米）NaClKClMgCl2CaCl2純水0.0100.1001.00010.000100.0025×10451155.25.830.6570.080925×10457858.76.140.6780.077625×10443845.65.060.6140.093625×10448350.35.560.6600.0930現(xiàn)在是13頁\一共有32頁\編輯于星期一現(xiàn)在是14頁\一共有32頁\編輯于星期一（4）溫度 溫度T↑，溶解度↑，離子活性↑，電阻率↓ 結(jié)冰時(shí)，電阻率↑（5）壓力 壓力↑，孔隙度↓，電阻率↑ 超過壓力極限，巖石破碎，電阻率↓（6）構(gòu)造層的影響 這種層狀構(gòu)造巖石的電阻率，則具有非各向同性，即沿層理方向的電阻率小于垂直沿層理方向的電阻率 ρρ12ρnρt現(xiàn)在是15頁\一共有32頁\編輯于星期一1.1.2均勻介質(zhì)中的穩(wěn)定電流場(chǎng)一、穩(wěn)定電流場(chǎng)的基本規(guī)律現(xiàn)在是16頁\一共有32頁\編輯于星期一二、均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源電場(chǎng)均勻、各向同性無限半空間A為點(diǎn)電流源，M點(diǎn)處的電位為：現(xiàn)在是17頁\一共有32頁\編輯于星期一-《電法勘探原理與方法》劉興國(guó)現(xiàn)在是18頁\一共有32頁\編輯于星期一三、大地電阻率的測(cè)定M、N兩點(diǎn)之間的電位差為：

現(xiàn)在是19頁\一共有32頁\編輯于星期一將上式移項(xiàng)后，得：實(shí)際工作中，點(diǎn)源A、B是通過一對(duì)供電電極將電流I供入地下，稱為供電電極，M、N兩點(diǎn)通過一對(duì)測(cè)量電極與觀測(cè)電位差的儀器相接，稱M、N為測(cè)量電極現(xiàn)在是20頁\一共有32頁\編輯于星期一AM、AN、BM、BN分別為各電極間的水平距離。各個(gè)電極位置的幾何關(guān)系通常用裝置系數(shù)K表示，即現(xiàn)在是21頁\一共有32頁\編輯于星期一電阻率公式簡(jiǎn)化為：實(shí)踐當(dāng)中，把供電電極、測(cè)量電極的排列形式和移動(dòng)方式稱為電極裝置，簡(jiǎn)稱裝置?，F(xiàn)在是22頁\一共有32頁\編輯于星期一四、視電阻率及其定性分析方法在地下巖石電性分布不均勻(同時(shí)賦存有兩種或兩種以上導(dǎo)電性不同的巖石或礦石)或地表起伏不平的情況下，若仍按測(cè)定均勻水平大地電阻率的方法計(jì)算的結(jié)果稱之為視電阻率，以符號(hào)ρｓ表示現(xiàn)在是23頁\一共有32頁\編輯于星期一為了揭示視電阻率變化與地下電場(chǎng)分布之間的關(guān)系，我們引入視電阻率的微分表示式。在地表不平、地下巖、礦石導(dǎo)電性分布不均勻的條件下，對(duì)于測(cè)量電極距MN很小的梯度裝置來說，MN范圍內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電流密度均可視為恒定不變的常量?，F(xiàn)在是24頁\一共有32頁\編輯于星期一經(jīng)推導(dǎo)得出視電阻率的微分形式：jＭＮ和ρＭＮ分別表示MN處的電流密度和電阻率，j０為地表水平、地下為半無限均勻巖石條件下的電流密度。在對(duì)視電阻率曲線進(jìn)行定性分析時(shí)，經(jīng)常用到上式現(xiàn)在是25頁\一共有32頁\編輯于星期一ρs=ρ1均勻半空間現(xiàn)在是26頁\一共有32頁\編輯于星期一ρs<ρ1ρ1ρs低阻異常體現(xiàn)在是27頁\一共有32頁\編輯于星期一ρs>ρ1ρsρ1高阻異常體現(xiàn)在是28頁\一共有32頁\編輯于星期一MNρ1ρs=ρ1均勻半空間現(xiàn)在是29頁\一共有32頁\編輯于星期一MNρ1ρs>ρ1山谷地形