電阻率法原理及電阻率剖面法

關(guān)于電阻率法原理及電阻率剖面法第1頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第一章電阻率法什么是電阻率法電阻率法是以地殼中巖石和礦石的電阻率差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)與研究人工電場(chǎng)的分布規(guī)律達(dá)到解決地質(zhì)找礦的目的。電阻率法是傳導(dǎo)類(lèi)電法勘探方法之一電阻率法的電場(chǎng)是人工電場(chǎng)第2頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第一節(jié)電阻率法的理論基礎(chǔ)巖、礦石的電阻率1.電阻率(resistivity)的基本公式電阻(resistance)是表征某一物體導(dǎo)電能力的物理量；其與物體長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)；r為電阻率，是表征巖石導(dǎo)電性的物理量；某物質(zhì)的電阻率，在數(shù)值上等于該物質(zhì)組成的棧截面積為一平方米、長(zhǎng)度為一米的導(dǎo)體所具有的電阻數(shù)值。電阻率的大小代表著巖石導(dǎo)電的難易程度；用電阻描述某種材料的導(dǎo)電能力合適嗎？第3頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.巖、礦石的電阻率電阻率的單位電導(dǎo)率(conductivity)

將電阻率的倒數(shù)稱為電導(dǎo)率，用s表示。第4頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.二、巖石和礦石的電學(xué)性質(zhì)1巖石和礦石的電阻率

1)巖石電阻率的測(cè)定

銅板銅絲第5頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.2)巖石的導(dǎo)電方式

巖石的導(dǎo)電方式大致可分為四種：

(1)電子導(dǎo)電：金屬、石墨——電阻率低；

(2)半導(dǎo)體導(dǎo)電：大多數(shù)金屬硫/氧化物——電阻率低；

(3)晶體離子導(dǎo)電：大多數(shù)造巖礦物，石英、云母、方解石等——電阻率高；

(4)離子導(dǎo)電：含水礦物——電阻率低；不同種巖石的電阻率一般不同——電法勘探基礎(chǔ)；但不同種礦物電阻率的范圍有可能部分重合——電法勘探的局限性；

二、巖石和礦石的電學(xué)性質(zhì)第6頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.二、巖石和礦石的電學(xué)性質(zhì)3)影響巖石電阻率的因素

第7頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.二、巖石和礦石的電學(xué)性質(zhì)第8頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(6)巖石電阻率與層理的關(guān)系 層理構(gòu)造是大多數(shù)沉積巖和變質(zhì)巖的典型特征，如砂巖、泥巖、片巖、板巖以及煤層等，它們均由很多薄層相互交替組成。這種巖石的電阻率具有明顯的方向性，即沿層理方向和垂直層理方向巖石的導(dǎo)電性不同，稱為巖石電阻率的各向異性。巖石電阻率的各向異性用各向異性系數(shù)來(lái)表示.

3)影響巖石電阻率的因素第9頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.3)影響巖石電阻率的因素代表垂直層理方向上的平均電阻率;代表沿層理方向的平均電阻率。圖1-1-1層狀結(jié)構(gòu)巖石模型以上兩種電阻率是如何得來(lái)的？第10頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.rn的獲得設(shè)巖石由兩種巖性地層組成，厚度和電阻率分別為：r1,h1和r2,h2S第11頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.rt的獲得設(shè)巖石由兩種巖性地層組成，厚度和電阻率分別為：r1,h1和r2,h2lb第12頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.rn和rt

的關(guān)系垂直層理方向的電阻率總是大于沿著層理方向的電阻率！第13頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.沉積巖石電阻率的相互關(guān)系

泥巖或粘土<頁(yè)巖<細(xì)砂巖或粉砂巖<中砂巖<粗砂巖<礫巖。3)影響巖石電阻率的因素第14頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)地表點(diǎn)電源電場(chǎng)第15頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第二節(jié)地表點(diǎn)電源的正常場(chǎng)電位、電場(chǎng)強(qiáng)度與電流密度間的關(guān)系電流密度與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比

j為電流密度矢量,E為電場(chǎng)強(qiáng)度矢量,r為該點(diǎn)巖石的電阻率,s為該點(diǎn)的電導(dǎo)率;U為電位值

電場(chǎng)強(qiáng)度:單位正電荷在所研究點(diǎn)所受的電場(chǎng)力。將電位、電場(chǎng)強(qiáng)度和電流密度之間的關(guān)系想象成流體勢(shì)能3個(gè)參數(shù)間的關(guān)系。?U=rgh第16頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第二節(jié)地表點(diǎn)電源的正常場(chǎng)點(diǎn)電源場(chǎng)的建立為了建立地下電場(chǎng)，將A、B兩個(gè)電極向地下供電，A、B被稱為供電電極；當(dāng)供電電極大小比供電電極間距小得多時(shí)，可以將兩個(gè)供電電極看成是兩個(gè)“點(diǎn)”，所以將A、B稱為點(diǎn)電源；第17頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1.點(diǎn)電源時(shí)的電場(chǎng)一個(gè)點(diǎn)電源時(shí)的電場(chǎng)電流密度

設(shè)在地面A點(diǎn)向地下供電，電流強(qiáng)度為I，地下半空間的電阻率為r。地下距A點(diǎn)距離為R的M點(diǎn)處的電流密度為?j與電流強(qiáng)度I呈正比，

與距離平方成反比；電場(chǎng)強(qiáng)度電壓為標(biāo)量，在此為正值；電場(chǎng)強(qiáng)度為矢量，有方向性；電場(chǎng)強(qiáng)度的減小速度要比電壓的減小速度快。第18頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.一個(gè)點(diǎn)電源時(shí)的電場(chǎng)電位：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電位在數(shù)值上等于將單位正電菏從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到該點(diǎn)反抗電場(chǎng)力所作的功。M點(diǎn)的電位是將單位正電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中該點(diǎn)所做的功，則：

即：電位值與電流強(qiáng)度I和巖石電阻率r成正比，與A到M點(diǎn)間距離成反比；點(diǎn)電源A(+I)處電位值最大。第19頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1.點(diǎn)電源時(shí)的電場(chǎng)地表正、負(fù)兩個(gè)點(diǎn)電源的正常電流場(chǎng)疊加原理：當(dāng)多個(gè)點(diǎn)電源同時(shí)存在時(shí)，任意一點(diǎn)M的電位是各電源單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電位之和；任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(或電流密度)是各電源單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度(或電流密度)的向量和。如圖所示，在均勻半空間表面布以電極A和B并分別以+Ⅰ和-Ⅰ向介質(zhì)中供電，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理，可寫(xiě)出A、B兩個(gè)點(diǎn)電流源在M點(diǎn)形成的電位。第20頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.2.地表正、負(fù)兩個(gè)點(diǎn)電源的正常電流場(chǎng)主測(cè)線上的電位及電場(chǎng)強(qiáng)度在地表通過(guò)A、B兩個(gè)供電電極的連線稱為主測(cè)線；在A、B之間，EMA和EMB的方向相同，此時(shí)：在A、B之外，EMA和EMB的方向相反，最終可得主測(cè)線上電位與電場(chǎng)強(qiáng)度圖AM<BMAM>BM第21頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.主測(cè)線上的電位及電場(chǎng)強(qiáng)度由圖可知：在供電電極A、B附近，U、j、E分布極不均勻，變化很快。當(dāng)距離為零時(shí)，從數(shù)學(xué)定義上講，它們的數(shù)值值趨于正負(fù)無(wú)窮大，但實(shí)際上是趨于某一有限值，V趨于電源電壓。在A、B中間部分，E、j、U變化都比較平緩，尤其是中間1/3地段，E、j可近似看作均勻水平場(chǎng)，U的變化近于線性，A、B中點(diǎn)值為零。在A、B外側(cè)，電位變化比內(nèi)側(cè)緩慢，電場(chǎng)強(qiáng)度則比內(nèi)側(cè)衰減快。第22頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.2.地表正、負(fù)兩個(gè)點(diǎn)電源的正常電流場(chǎng)主斷面內(nèi)電位及電流分布

為了弄清電流場(chǎng)在地下的分布情況，AB不變，主斷面(A、B連線的中垂面上)電流密度的變化情況。當(dāng)h=0時(shí)，AB中點(diǎn)O處的電流密度用j0表示第23頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.主斷面內(nèi)電位及電流分布當(dāng)h≠0時(shí)，l大部分電流都集中在近地表地層內(nèi)！第24頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.主斷面內(nèi)電位及電流分布結(jié)論：當(dāng)h<AB/6時(shí)，jh/j0=85%，因此，在此范圍內(nèi)，可以近似認(rèn)為是均勻場(chǎng)；當(dāng)h=AB時(shí)，jh/j0=8.9%，此時(shí)，如果有異常體存在時(shí)，很難識(shí)別異常；當(dāng)h<AB/2時(shí)，jh/j0>35%，如果有異常體存在時(shí)，可以識(shí)別；因此，勘探深度<AB/2;第25頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.主斷面內(nèi)電位及電流分布h不變，jh隨AB的變化規(guī)律:為了探測(cè)100m深處的目標(biāo)體，如何選擇電極距AB？什么時(shí)候jh最大？第26頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.勘探深度、勘探體積根據(jù)以上討論可以得出以下結(jié)論：①.在地表由A、B供電時(shí)，大部分電流集中于AB附近。AB一定時(shí)，在地表觀測(cè)電場(chǎng)只能反映一定深度的不均勻體；②.欲增加勘探深度，必須加大供電電極距，使更多的電流流入深處。③.在AB連線之間，以中點(diǎn)的電流分布最深，電場(chǎng)最均勻，勘探深度最大。因此，以中點(diǎn)觀測(cè)最佳，可以以最小的電極距達(dá)到最大的勘探深度。 勘探深度：h=AB/2

勘探體積：長(zhǎng)AB、寬AB/2、高AB/2第27頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.3.巖石電阻率的測(cè)定及視電阻率巖石電阻率的測(cè)定第28頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.巖石電阻率的測(cè)定第29頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.巖石電阻率的測(cè)定上式中K稱為裝置系數(shù)，單位為米；在均勻、各向同性介質(zhì)中，巖石的電阻率與K、I無(wú)關(guān)；當(dāng)供電電極A、B與測(cè)量電極M、N互換位置時(shí)，測(cè)定的電阻率結(jié)果不變，這一結(jié)論稱作“互換原理”。第30頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.3.巖石電阻率的測(cè)定及視電阻率非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)及視電阻率地電斷面——根據(jù)地下地質(zhì)體電阻率的差異而劃分界線的斷面；非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)高阻體:具有向周?chē)懦怆娏鞯淖饔?低阻體:具有向其內(nèi)部吸引電流的作用;r2r1第31頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)及視電阻率視電阻率：當(dāng)在電流場(chǎng)的作用范圍內(nèi)巖石不均勻或地形不平坦時(shí)，仍按均勻巖石電阻率的測(cè)定方法，并按電阻率測(cè)定公式計(jì)算出的電阻率值，不再是某一種巖石的電阻率值，而是電流場(chǎng)作用范圍內(nèi)各種巖石電阻率的綜合反映，我們稱之為“視電阻率”，用符rs表示，單位仍為歐姆·米。計(jì)算公式為:電阻率法的實(shí)質(zhì)：rs的變化是與不均勻體的存在密切聯(lián)系的，通過(guò)觀測(cè)和研究rs的變化，來(lái)了解不均勻體存在的情況，這就是電阻率法的實(shí)質(zhì)。視電阻率——在電場(chǎng)有效作用范圍內(nèi)各種地質(zhì)體電阻率的綜合反映。第32頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)及視電阻率視電阻率的定性分析在地形不平坦或地質(zhì)體不均勻時(shí)，視電阻率可表示為：因此，測(cè)定的視電阻率的變化并不一定代表有不均勻地質(zhì)體的存在。有可能是地表不平坦而引起的。第33頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)及視電阻率電極裝置——供電電極A、B與測(cè)量電極M、N的排列形式和移動(dòng)方式稱為電極裝置。視電阻率的影響因素1.不均勻體的電性(地質(zhì)體與圍巖的電性差異)、規(guī)模(相對(duì)于埋深而言)和產(chǎn)狀(走向、傾向、埋深)——目標(biāo)地質(zhì)體屬性的影響；第34頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)及視電阻率2.電極相對(duì)不均勻體的位置(包括裝置形式)，布極方向，極距大小等——觀測(cè)方式的影響；第35頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.非均勻介質(zhì)的地下電流場(chǎng)及視電阻率3.地形起伏對(duì)視電阻率的影響；第36頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.4.地中穩(wěn)定電流場(chǎng)的邊界條件在邊界上，穩(wěn)定電流場(chǎng)還滿足如下的邊界條件:1)第一類(lèi)邊界條件2)第二類(lèi)邊界條件

n為垂直于地平面的法向方向，此時(shí)，在地面上(除電源點(diǎn)外)電流密度法向分量等于零。第37頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.地中穩(wěn)定電流場(chǎng)的邊界條件3)第三類(lèi)邊界條件當(dāng)界面兩側(cè)介質(zhì)電阻率為有限值時(shí)，在該界面上有以下連續(xù)條件成立

由以上三類(lèi)邊界條件，就可求解穩(wěn)定電流場(chǎng)的解。第38頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.5.鏡像法原理及應(yīng)用邊界面附近某點(diǎn)的電位可以通過(guò)鏡像法而求得。r1r2A(I)M1rxA1(I1)xr1r1r2A2(I2)M2r2求M1處電位時(shí),將r2介質(zhì)的影響用虛電源A1(I1)代替。求M2處電位時(shí),將r1介質(zhì)的影響用虛電源A2(I2)代替。第39頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.5.鏡像法原理及應(yīng)用對(duì)于第一種情況，當(dāng)用虛電源代替后，相當(dāng)于地下半空間充滿著r1的單一介質(zhì)，則M1處的電位為：對(duì)于第二種情況，介質(zhì)r1對(duì)介質(zhì)r2的作用也可由虛電源代替，此時(shí)，虛電源與實(shí)際電源重合。此時(shí)，

M2處的電位UM2為：第40頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.5.鏡像法原理及應(yīng)用根據(jù)穩(wěn)定電流場(chǎng)的邊界條件，有：當(dāng)M1和M2點(diǎn)無(wú)限靠近時(shí)，兩點(diǎn)電位相同，即：又據(jù)據(jù)界面上電流密度法線分量連續(xù)，即：j1n=j2n第41頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.5.鏡像法原理及應(yīng)用聯(lián)立上頁(yè)的(1),(2)兩式，則有比較電阻率法中的反射系數(shù)和透射系數(shù)與反射波地震勘探中的反射系數(shù)與透射系數(shù)的異同？第42頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.5.鏡像法原理及應(yīng)用I1和I2的物理意義I1相當(dāng)于電流I射向界面而被反射回來(lái)的部分電流；I2相當(dāng)于電流I透射到介質(zhì)r2中的電流；I1+

I2=I當(dāng)r2→∞時(shí)，K12=1，1-K12=0，I1=I，I2=0電源的全部電流都被界面反射回介質(zhì)1中；當(dāng)r2→0時(shí)，K12=-1，1-K12=2，I1=-I，I2=2I，界面不向介質(zhì)1中反射電流，全部電流都透射到介質(zhì)2中；第43頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.電流密度第44頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)電阻率剖面法ResistivityProfiling第45頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第三節(jié)電阻率剖面法當(dāng)保持供電電極距AB不動(dòng)時(shí)，電極系探測(cè)深度一定，移動(dòng)電極系時(shí)就可以反應(yīng)一定深度范圍內(nèi)的地下電阻率的變化情況，這種方法稱之為電阻率剖面法。電阻率剖面法裝置特點(diǎn)：保持供電電極及測(cè)量電極之間的距離不變，幾個(gè)電極同時(shí)沿測(cè)線移動(dòng)；在不同測(cè)點(diǎn)電流場(chǎng)的作用范圍大致不變，因此，在各測(cè)點(diǎn)所觀測(cè)的視電阻率的變化反映地下一定深度和范圍內(nèi)介質(zhì)電阻率的變化；第46頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第三節(jié)電阻率剖面法電阻率剖面法的應(yīng)用前提：被勘探對(duì)象必須與圍巖在水平方向上有明顯差異；被勘探對(duì)象相對(duì)于埋深應(yīng)具有一定規(guī)模；干擾水平相對(duì)較低，即被勘探對(duì)象引起的異常能從干擾背景中區(qū)分出來(lái)；沿測(cè)線方向地形起伏不大；第47頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第三節(jié)電阻率剖面法電阻率剖面法的分類(lèi)：聯(lián)合剖面法；中間梯度法；對(duì)稱剖面法；偶極剖面法；電剖面法的應(yīng)用范圍劃分不同巖性陡立的接觸帶、巖脈；追蹤構(gòu)造破碎帶、地下暗河等；第48頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第三節(jié)電阻率剖面法電剖面法電極距的選擇原則考濾蓋層的厚度(H)及其電阻率，AO≥3H；地電斷面的產(chǎn)狀、規(guī)模，相鄰地質(zhì)體的影響；其它干擾情況；第49頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.電剖面法野外工作技術(shù)第50頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1.3.1聯(lián)合剖面法聯(lián)合剖面法的特點(diǎn)聯(lián)合剖面法是由兩個(gè)三極裝置組合而成，較其它電剖面法有更為豐富的地質(zhì)信息；聯(lián)合剖面法還具有分辨能力強(qiáng)、異常明顯等優(yōu)點(diǎn)，因此在水文及工程地質(zhì)等調(diào)查中獲得了廣泛的應(yīng)用；由于聯(lián)合剖面法有無(wú)窮遠(yuǎn)極，野外工作中有裝置笨重、受地形影響大等缺點(diǎn)。第51頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.聯(lián)合剖面法裝置在每一測(cè)點(diǎn)分別用兩個(gè)三極裝置AMN及MNB進(jìn)行觀測(cè)；所得視電阻率分別用rsA和rsB表示，在一條剖面上便可獲得兩條視電阻率曲線；一般將rsA用實(shí)線表示，

rsB用虛線表示；公共電極C被置于遠(yuǎn)離測(cè)線并大于5AO的距離上，稱為“無(wú)窮遠(yuǎn)”極——即相對(duì)于觀測(cè)地段而言，其影響可以忽略。第52頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.鏡像法回顧r1r2P第53頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.三極裝置視電阻率公式推導(dǎo)第54頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(1)直立接觸面上的聯(lián)合剖面rs曲線沒(méi)有覆蓋層時(shí)兩種巖石直立接觸面上的聯(lián)合剖面法rs曲線形態(tài)，三極排列AMN位于界面不同位置，r1>r2,MN→0AMN在界面左側(cè)遠(yuǎn)離界面時(shí),此時(shí):三極裝置逐漸接近直立接觸面時(shí)(K12<0,d>x)：第55頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.

因?yàn)镵12<0，MN向界面移動(dòng)過(guò)程中d減小，rs的值增大；當(dāng)d=x時(shí)，即MN剛好在接觸面上時(shí)，視電阻率取極大值，即：當(dāng)A點(diǎn)與MN位于直立接觸面兩側(cè)時(shí)：此時(shí)視電阻率曲線為一平直段，長(zhǎng)度為AM。第56頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.當(dāng)AMN剛過(guò)直立接觸面時(shí)，有(K21>0)：當(dāng)AMN剛過(guò)界面時(shí)，由于介質(zhì)1為高阻的排拆作用，jMN>j0，所以rs>r2。當(dāng)d=0時(shí)，取極大值2r1r2/(r1+r2)

；隨著d的增大，視電阻率逐漸減小。當(dāng)AMN在界面右側(cè)，遠(yuǎn)離界面時(shí)界面的排拆作用逐漸減小，rs→r2；曲線出現(xiàn)新的漸近線。第57頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.AMN三級(jí)裝置過(guò)垂直接觸面時(shí)的rsA剖面線r1>r2MN=0第58頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.MNB三極裝置過(guò)直立接觸面時(shí)，r1>r2,MN→0當(dāng)MNB遠(yuǎn)離界面時(shí)，jMN→j0，rs→r1；曲線出現(xiàn)的漸近線。當(dāng)B逐漸接近界面時(shí)，介質(zhì)2對(duì)電流具有吸引作用，MN的電流密度減小，此時(shí)視電阻率的計(jì)算公式為：即：隨著B(niǎo)接近界面，視電阻率逐漸減?。划?dāng)B在界面上時(shí)，視電阻率取最小值。實(shí)電源與虛電源電流線方向相反！第59頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.當(dāng)電極B位于介質(zhì)2中，而MN還在介質(zhì)1中時(shí)，有：此時(shí)，視電阻率為一個(gè)常值，視電阻率曲線為平直線。當(dāng)MNB剛過(guò)直立界面時(shí)，由于介質(zhì)1的排拆作用，jMN突然減小，視電阻率突然減小當(dāng)d=0，即MN在界面上時(shí)，視電阻率最小。第60頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.MNB三級(jí)裝置過(guò)垂直接觸面時(shí)的rsB剖面線r1>r2MN=0第61頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.rsA和

rsB剖面線疊合結(jié)果圖r1>r2MN=0第62頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第63頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.電極距AB對(duì)曲線異常幅度無(wú)影響，只影響曲線異常的寬度！第64頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.電極距MN只影響曲線異常幅度，對(duì)曲線異常的寬度無(wú)影響！第65頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.表層浮士對(duì)曲線的影響，r1>r2MN=0電極位于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，視電阻率不再趨近于r1或r2；曲線異常幅度降低。浮士越厚,異常幅度越小.第66頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.兩種巖石直立接觸面上的聯(lián)合剖面法rs曲線形態(tài)rs曲線的特點(diǎn):在距界面很遠(yuǎn)的地方，

rsA和rsB分別趨近于r1和

r2；在界面上，

rsA和rsB分別出現(xiàn)最大值或最小值，并發(fā)生急劇跳躍；在界面兩側(cè)跳躍的幅度與r1/

r2的比值成正比；異常極值的大小不受AO大小的影響，AO大小只影響異常范圍；MN增大時(shí)，rs曲線變得平滑，極值相對(duì)界面位移了MN/2；地表有浮士時(shí)，

rs曲線變得平緩，極值變小，接觸面位于陡曲線上部1/3位置處。第67頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.直立良導(dǎo)體礦脈對(duì)電流場(chǎng)的屏蔽作用良導(dǎo)礦體吸引電流線，并把電流沿走向和向深部導(dǎo)走，正是這種“屏蔽作用”造成點(diǎn)電源電流場(chǎng)很大的畸變，因此，可引起了明顯的視電阻率異常。第68頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.直立低阻薄礦脈上聯(lián)合剖面rs曲線曲線關(guān)于礦脈中心對(duì)對(duì)稱，礦脈寬度等于最大最小值間上部1/3處的連線。第69頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(2)

直立良導(dǎo)體上的rs曲線影響良導(dǎo)礦脈上聯(lián)合剖面rs曲線的因素電阻率差異對(duì)rs曲線的影響：礦體電阻率與圍巖電阻率差別倍數(shù)越大，異常越明顯。礦體頂部埋深H對(duì)rs曲線的影響：當(dāng)AO較小時(shí)，H↑，

rsA和rsB兩條曲線分離帶和異常幅度均減小。礦脈走向長(zhǎng)度L和延深長(zhǎng)度d對(duì)rs曲線的影響；極距AO對(duì)rs曲線的影響：當(dāng)AO很小時(shí)，AO↑異常幅度↑；當(dāng)AO增大到一定程度時(shí)，異常幅度不再增大，反而減小。傾斜程度對(duì)rs曲線的影響：MN大小對(duì)rs曲線的影響：MN↓，

rs曲線幅度↑第70頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.可以通過(guò)不同極距AB的聯(lián)合剖面視電阻率曲線追蹤傾斜界面。第71頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(3)高阻直立礦脈上的rs曲線(1)此時(shí)rsA和rsB曲線關(guān)于高阻礦脈對(duì)稱；(2)曲線相交方式與低阻礦脈時(shí)剛好相反——稱為反交點(diǎn)；AB第72頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第73頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(3)高阻直立礦脈上的rs曲線特點(diǎn)曲線關(guān)于高阻直礦脈左右對(duì)稱。在礦脈上方出現(xiàn)高阻反交點(diǎn),即;

遠(yuǎn)離交點(diǎn)的供電電極供電時(shí)的視電阻率較小，靠近交點(diǎn)電極供電時(shí)的視電阻率較大。在本例中，交點(diǎn)左側(cè)rsB>rsA，右側(cè)rsB<rsA。交點(diǎn)處的視電阻率rs>圍巖視電阻率r1。當(dāng)高阻礦脈斜時(shí)，交點(diǎn)向下斜方向偏移；傾角越小，不對(duì)稱性越強(qiáng)。隨著極距增大，曲線變得復(fù)雜——聯(lián)合剖面法不適合尋找高阻直立礦脈。第74頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.大極距時(shí)高阻直立礦脈的rs曲線第75頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.大極距時(shí)高阻直立礦脈的rs曲線特點(diǎn)在反交點(diǎn)左側(cè)，rsA和rsB同步上升，在反交點(diǎn)右側(cè)rsA和rsB

同步下降。在礦脈左側(cè)，rsA有一不明顯極小值，rsB有一較明顯的極小值和次級(jí)極大值；在礦脈右側(cè)有類(lèi)似情況，只不過(guò)rsA

和rsB

情況互換。第76頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.不同極距時(shí)球體異常上的視電阻率曲線第77頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(4)聯(lián)合剖面法資料解釋及應(yīng)用實(shí)例確定直立巖石接觸面（斷層等）的位置 利用rsA陡度最大處或極小值到極大值幅度的2/3處來(lái)確定。AB第78頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.(4)聯(lián)合剖面法資料解釋及應(yīng)用實(shí)例追索破碎帶走向,確定傾向在剖面平面圖上，低阻正交點(diǎn)的聯(lián)線即為破碎帶走向；rsA和rsB不對(duì)稱，說(shuō)明破碎帶傾斜，傾向的確定可根據(jù)極小值點(diǎn)大小和不同極距AO時(shí)正交點(diǎn)的偏移方向來(lái)判斷。第79頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.剖面平面圖所謂剖面平面圖：將測(cè)線按一定的水平比例尺繪在平面圖上，然后選擇合適的參數(shù)比例尺繪出每條測(cè)線的rs剖面曲線。包含異常的剖面分布特點(diǎn);包含異常的平面分布特點(diǎn);能直觀地反映整個(gè)測(cè)區(qū)在一定深度范圍內(nèi)電性異常體的分布規(guī)律。第80頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1—測(cè)線；2—基線；3—測(cè)點(diǎn)巖；4—曲線；5—

正、反交點(diǎn)；6—低阻正交點(diǎn)異常軸；7—反交點(diǎn)異常軸；8—巖性接觸帶第81頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1.3.2對(duì)稱四極剖面法對(duì)稱四極裝置如圖所示因此，可以將對(duì)稱四極裝置看作是兩個(gè)三級(jí)裝置的組合，因此，對(duì)稱四極剖面法的測(cè)量結(jié)果和相同極距聯(lián)合剖面法的測(cè)量結(jié)果存在以下關(guān)系，即：對(duì)稱四極剖面曲線等于相同極距聯(lián)合剖面曲線的平均值。第82頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.第83頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.對(duì)稱四極剖面與聯(lián)合剖面曲線的關(guān)系低阻直立礦脈(1)關(guān)于直立礦脈左右對(duì)稱;(2)最小視電阻率>r0,<r1;第84頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.對(duì)稱四極剖面法曲線直立接觸面——理論曲線地表有浮士時(shí)實(shí)際曲線第85頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.對(duì)稱四極剖面法rs曲線定性分析圖高阻突起第86頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.復(fù)合對(duì)稱四極剖面法對(duì)稱四極剖面法存在的問(wèn)題——多解性

如左圖的中間上升段，可解釋為：高阻基巖的隆起，也可以解釋為低阻基巖的凹陷——多解性。對(duì)稱四極剖面法的缺陷！第87頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.復(fù)合對(duì)稱四極剖面法解決方法設(shè)計(jì)兩個(gè)不同極距AB的對(duì)稱四極裝置，并保持測(cè)量電極MN極距不變，同時(shí)使用這兩種對(duì)稱四極裝置進(jìn)行測(cè)量的方法稱為復(fù)合對(duì)稱四極剖面法。比較兩個(gè)不同極距AB的測(cè)量結(jié)果即可解決對(duì)稱四極剖面法的多解性問(wèn)題。設(shè)：大極距AB，視電阻率曲線rs；小極距A’B’，視電阻率曲線rs’。極距↓,視電阻率↓,上部地層電阻率<下部地層，即為高阻隆起！極距↓,視電阻率↑,上部地層電阻率>下部地層，即為低阻凹陷！第88頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.復(fù)合對(duì)稱四極剖面法應(yīng)用解決地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)（背斜、向斜、斷層位置等）地質(zhì)填圖圈定傾斜煤層的露頭位置等高阻異常？低阻異常？第89頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.橫穿古河道的對(duì)稱四極剖面rs曲線1—砂礫巖；2—堅(jiān)硬砂巖第90頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1.3.3

中間梯度法裝置特點(diǎn)

AB=(70～80)HH浮土厚度

MN=(1/30～1/50)AB工作過(guò)程供電電極AB不動(dòng)，測(cè)量電極MN間距離不變，在AB中部1/3范圍內(nèi)沿測(cè)線逐點(diǎn)移動(dòng)，觀測(cè)MN間的電位差，并計(jì)算各測(cè)點(diǎn)(MN中點(diǎn))的視電阻率rs=K△U/I。每次測(cè)量時(shí)裝置系數(shù)K相同嗎？第91頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.1.3.3

中間梯度法由于中間梯度法的裝置系數(shù)K在每一個(gè)測(cè)點(diǎn)都不同，因此，在施工之前應(yīng)將各測(cè)點(diǎn)的K值計(jì)算出來(lái)。中間梯度法rs曲線對(duì)高/低阻礦脈的響應(yīng)特征測(cè)線垂直直立高阻礦脈：高異常；測(cè)線平行直立高阻礦脈：無(wú)異常；測(cè)線過(guò)水平高阻礦脈：無(wú)異常；測(cè)線垂直于低阻薄礦脈：無(wú)異常；第92頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.rs曲線對(duì)高/低阻礦脈的響應(yīng)特征測(cè)線平行于低阻直立礦脈：低異常；測(cè)線過(guò)水平低阻礦脈：低異常；第93頁(yè)，課件共109頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陳同俊ChinaUniv.ofMining&Tech.中間梯度電阻率剖面法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

①最大限度地克服了供電電極附近電性不均勻體的影響，AB大，中間電流場(chǎng)均勻，移動(dòng)AB的次數(shù)少