第13课电阻率法课件.ppt

1、第第13课课-电阻率法电阻率法电法勘探的特点：可用电法勘探的特点：可用“三多三多”、“两广两广”来慨括来慨括三多：三多：导电性（或 ）电化学活动性（）介电性（）导磁性（）可利用的物可利用的物性参数多性参数多利用场源多利用场源多人工场源天然场源直流电（稳定场）交电流（交变场）传导类电法勘探（直传导类电法勘探（直流电法）研究稳定电流电法）研究稳定电流场流场感应类电法勘探（交感应类电法勘探（交流电法）研究交变电流电法）研究交变电流场流场电阻率法电阻率法充电法充电法自然电场法自然电场法激发极化法激发极化法方法方法种类多种类多低频电磁法低频电磁法频率测深法频率测深法甚低频法甚低频法电磁波法电磁波法大地电

2、磁法大地电磁法两广两广应用空间广应用空间广应用范围广应用范围广航空航空地面地面海洋海洋井中井中金属和非金属矿金属和非金属矿油气勘探油气勘探地质填图地质填图水文与工程水文与工程深部构造（地壳、地幔）深部构造（地壳、地幔）主要内容主要内容第一节第一节 电阻率法电阻率法 一一 电阻率法的理论基础电阻率法的理论基础二二 电测剖面法电测剖面法三三 电测深法电测深法四四 高密度电阻率法及应用高密度电阻率法及应用第二节第二节 充电法与自然电场法充电法与自然电场法第三节第三节 激发极化法激发极化法第四节第四节 电磁法电磁法 电阻率法电阻率法 什么是电阻率法：什么是电阻率法：电阻率法是电阻率法是传导类传导类电法

3、勘探方法之一。建立在地壳电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩矿石具有各种中各种岩矿石具有各种导电性差异导电性差异的基础上，通过的基础上，通过观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造或者寻找有用的分布规律，从而达到查明地下构造或者寻找有用矿产的目的。矿产的目的。n 电阻率()单位是欧姆米，记作m。n 用电导率表示时，其单位为西门子每米，记作sm。n 电导率和电阻率互为倒数，成反比性。在电法勘探中，用来表征岩、矿石导电性好坏的参数为电阻率电阻率()或电导率或电导率(=1/)。从物理学中已知，当电流垂直流过单位长度、单位

4、截面积的体积时，该体积中物质所呈现的电阻值即为该物质的电阻率。计计算公式如下：算公式如下：注).)(/()/(/mLsIULsR（一）基本概念（一）基本概念1、电阻率基本公式、电阻率基本公式IsllsRslR2、电阻率单位、电阻率单位SI制中制中电阻电阻R（）长度（长度（m）截面积（截面积（m2）电阻率电阻率（m）一、电阻率法的理论基础一、电阻率法的理论基础3、导电机制、导电机制（1）溶液：带电离子）溶液：带电离子（2）金属导体：自由电子，）金属导体：自由电子，如自然铜、金、银和石墨，电阻率低如自然铜、金、银和石墨，电阻率低（3）半导体：电阻率高于金属导体，）半导体：电阻率高于金属导体，大多数

5、金属硫化物，金属氧化物大多数金属硫化物，金属氧化物（4）固体电解质：离子导电，绝大多数造岩矿物，）固体电解质：离子导电，绝大多数造岩矿物，如石英、云母、方解石、长石等，电阻率高如石英、云母、方解石、长石等，电阻率高(二)矿物的电阻率金属金属 导体导体半半 导导 体体 固体电解质固体电解质 各种天然金属均属于金属导体各种天然金属均属于金属导体较重要的天然金属有自然金和较重要的天然金属有自然金和自然铜，其电阻率值均很低自然铜，其电阻率值均很低大多数金属矿物均属于半导体大多数金属矿物均属于半导体 固体矿固体矿物按导物按导电机理电机理分为：分为：绝大多数造岩矿物（如辉石、绝大多数造岩矿物（如辉石、氏石

6、、石英、云母、方解石氏石、石英、云母、方解石）矿物名称矿物名称电阻率值电阻率值矿物名称矿物名称电阻率值电阻率值斑铜矿斑铜矿赤铁矿赤铁矿磁铁矿磁铁矿锡石锡石磁黄铁矿磁黄铁矿辉锑矿辉锑矿黄铜矿黄铜矿软锰矿软锰矿黄铁矿黄铁矿菱铁矿菱铁矿方铅矿方铅矿鉻铁矿鉻铁矿辉铜矿辉铜矿闪锌矿闪锌矿辉铅矿辉铅矿钛铁矿钛铁矿).(m561010261010251010031010031010081010081010631010201010801010301010601010531010531010081010031010).(m常见半导体矿物的电阻率值常见半导体矿物的电阻率值(三)岩、矿石的电阻率 矿物电阻率值矿物电

7、阻率值是在一定范围内变化的，同种矿物可是在一定范围内变化的，同种矿物可有不同的电阻率值，不同矿物也可有相同的电阻率有不同的电阻率值，不同矿物也可有相同的电阻率值。因此，由矿物组成的岩石和矿石的电阻率也必值。因此，由矿物组成的岩石和矿石的电阻率也必然有较大的变化范围。然有较大的变化范围。岩矿石电阻率岩矿石电阻率，也有类似的情况。其电阻率值除与，也有类似的情况。其电阻率值除与组成矿石的矿物成分、含量有关外，更主要地乃由组成矿石的矿物成分、含量有关外，更主要地乃由矿物颗粒的结构构造所决定。矿物颗粒的结构构造所决定。几种岩石电阻率的分布范围曲线 火成岩火成岩变质岩变质岩粘土粘土软页岩软页岩硬页岩硬页岩

8、砂砂砂岩砂岩多孔石灰岩多孔石灰岩致密石灰岩致密石灰岩 1 10 102 103 104 105 106)(m4、主要岩矿石电阻率及其变化范围、主要岩矿石电阻率及其变化范围 细脉状细脉状 （2）岩矿石的孔隙度、湿度）岩矿石的孔隙度、湿度孔隙度，含水量，电阻率风化带、破碎带，含水量，电阻率（3）水溶液矿化度）水溶液矿化度矿化度，电阻率 地下水及其他天然水地下水及其他天然水的电阻率均较的电阻率均较低低，通常小于，通常小于100.M.M，并且含盐分越多，电阻率值越低。岩、矿石中，并且含盐分越多，电阻率值越低。岩、矿石中所含水分的多少所含水分的多少(或湿度大小或湿度大小)对其电阻率值有较大影响。对其电阻

9、率值有较大影响。一般一般含水量大的岩石含水量大的岩石电阻率较电阻率较低低，而含水量小或干燥，而含水量小或干燥岩石的电阻率较高。岩石含水量的大小，主要决定于岩石岩石的电阻率较高。岩石含水量的大小，主要决定于岩石本身的本身的孔隙度及当地的水文地质条件孔隙度及当地的水文地质条件。在潜水面以下，岩。在潜水面以下，岩石孔隙通常被地下水所充满，此时，岩石的湿度便等于其石孔隙通常被地下水所充满，此时，岩石的湿度便等于其孔隙度。孔隙度。几种常见岩石的空隙度 分类岩石名称空隙度/分类岩石名称空隙度/沉积岩土壤20.069.4火成岩玄武岩18.7砂15.063.2安山岩6.0粘土 10.162.9辉长岩0.41.

10、9砾石20.237.7花岗岩0.44.1页岩1.544.8辉绿岩0.55.1砂岩2.018.4闪长岩0.44.0灰岩0.710正长岩0.92.9变质岩结晶石灰岩0.98.6注：带有喀斯特溶洞的灰岩空隙度可达n10%片麻岩0.47.5大理岩0.12.1（4）温度）温度温度T，溶解度，离子活性，电阻率结冰时，电阻率（5）压力）压力压力，孔隙度，电阻率超过压力极限，岩石破碎，电阻率岩石电阻率与温度的关系-40 -20 0 20 40 t/C1001011/电子导体矿物、矿石的电阻率随温度增高而变大离子导电岩石的电阻率随温度的增高而变小（6）构造层的影响）构造层的影响层状构造岩石的电阻率，具有非各向同

11、性，即沿层理方向的电阻率小于垂直沿层理方向的电阻率1 2 n t 两种电阻率分别为1和2的薄层岩石交替成层，它们的总厚度分别为h1和h2，则可按电阻并联和串联的关系，不难得到沿层理方向和垂直层理方向的电阻率表达式：121212hhthh212211hhhhn(1)(2)ntmnt 为了表征层状岩石的非各向同性程度和平均的导电性，定义其非各向同性系数和平均电阻率分别为 综上所述综上所述 影响岩、矿石电阻率的因素是多方面的。影响岩、矿石电阻率的因素是多方面的。在金属矿产普查和勘探中，岩、矿石中良导电矿物的含量及结构是主要影响因素。在水文、工程地质调查和沉积区构造普查、勘探中，岩石的孔隙度、含水饱和

12、度及矿化度等成了决定性因素。在地热研究、地震地质及深部地质构造研究中，温度及地应力变化却成了应考虑的主要因素。(五五)均匀各向同性半空间点电源的电场均匀各向同性半空间点电源的电场 设大地是水平的，与不导电的空气接触，介质充满整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等，称这样的介质模型为均匀各向同性半空间均匀各向同性半空间。即：。即：地面空气空气0 在物理学中，恒定电场是用三个相互有联系的物理量V（电位）、E（电场强度）和 j（电流密度）来描述的，其间的关系为：dv=-Edr ,E=j 地面空气空气0AB 为了建立地下电场，总是用两个电极（例如A、B）向地下供电。这两个接地的电极（A、B）称为“供

13、电供电电极电极”。当供电电极供电电极的大小比它们与观测点的距离小得多时，可把两个供电电极供电电极看成两个“点点”，故又将它们称为“点电源点电源”P1、一个点电源的电场、一个点电源的电场地面空气空气AB Mr设在地面A点向地下供电，电流强度为I，地下半空间的电阻率为。地下距A为r的点M处的电流密度为：)(22MArrrrIjM指向由电场强度为：rrrIjEM22drrIdV22-电位为：CrIV2对上式两边积分得：当r，V=0 ，则 C=0 代入上式得rIV22、两个异性点电源的电场、两个异性点电源的电场地面空气空气0ABMAMBMAMjMjBMj在任意点M处的，可按场的叠加原理知：)11(2)

14、11(2)11(22222BMMBBMAMMAAMIEBMMBBMAMMAAMIjjjBMAMIVVVMBMAMMBMAMM-地下电流场在供电电极附近分布极不均匀，其值趋于无限大；而在两极中央地段，场的分布较均匀，变化较平缓。在AB的中点，V=0，中点左边V为正，右边为负；AB的中点上，E出现极小值。(六六)电阻率公式及视电阻率电阻率公式及视电阻率1、（均匀大地）电阻率公式地面空气空气ABMN地面水平，地面水平，地下为均匀、地下为均匀、无限、无限、各向同性介质。各向同性介质。ABNM均匀大地 12IUrM、N处的电位为：)1-1(2)1-1(2BNANIUBMAMIUNM式中AM、BM、AN、

15、BN分别A、B与M、N间的距离。上两式相减可得M、N两点间的电位差：则IUBN1BM1AN1AM12MN+=-)BN1AN1BM1AM1(2IUUUNMMN+=-令则 均匀大地电阻率公式IUkMN式中的 k称为装置系数装置系数（或布极常数），单位为“米”。由于地下为均匀各向同性介质，故与k、I的值无关。BNBMANAMk11-1-12K值的实际计算 电极形式可多种多样，但电极的排列形式和电极距一经确定，K值便可计算出来。在实际工作中2、非均匀介质中的地下电流场及视电阻率、非均匀介质中的地下电流场及视电阻率“地电断面地电断面”根据地下地质体电阻率的差异电阻率的差异而划分划分界线的断面界线的断面。

16、（1）非均匀介质中的地下电流场 由图可见：高阻体高阻体具有向周围排斥电流排斥电流的作用。低阻体低阻体具有向其内部吸引电流吸引电流的作用。（2）视电阻率）视电阻率当地表不水平或者地下电阻率分布不均匀时（存在两种或者两种以上介质），仍然采用前述均匀介质中的供电方式及测量方式，仍由前述的公式计算“电阻率值”，不过，这时计算出的“电阻率值”，既不是1，也不是2和3，而是与三者都有关的一个量，称为“视电阻率”，用符号s表示，即IUkMNs 视电阻率视电阻率 在电场有效作用范围内在电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合影响值。各种地质体电阻率的综合影响值。231（3）影响视电阻率的因素）影响视电阻率的因

17、素电极装置电极装置供电电极供电电极（A、B）及测量电极测量电极（M、N）的排列形式和移动方式 电极装置类型及电极距的大小 测点相对于地质体的位置；电场有效作用范围内各种地质体的真电阻率；各地质体的分布状态（即形状、大小、埋深及相对位置）3、视电阻率的定性分析公式、视电阻率的定性分析公式 视电阻率与电流密度的关系式，即MNMNsjj0式中 测量电极 M、N 间任意点的电流密度和介质的真电阻率。j 为均匀各向同性介质中 M、N 间的电流密度。MNMNj,0上式表明，s 与M、N间的介质的电阻率 MN 和电流密度 jMN 成正比。12345670MNsMNjj剖面曲线的变化曲线的变化能清楚地反映出地

18、下导电性不均匀体导电性不均匀体的位置的位置及电阻率的相对高低电阻率的相对高低。sMNsUKIMNUKI视电阻率视电阻率 虽然不是岩石的真电阻率，但却是地下电性不均匀体和地形起伏的一种综合反映。二二 电测剖面法电测剖面法 装置特点：各电极间距离保持不变，使整个或部分装置沿着测线移动，逐个测量视电阻率的值。所得到的s曲线是反映测线下某一深度范围内不同电性物质沿水平方向的分布情况。分类：电阻率法联合剖面法装置形式联合剖面法装置形式（一）联合剖面法1.装置特点及s公式装置形式：装置形式：它 是 由 两 个 三 极 装 置 即它 是 由 两 个 三 极 装 置 即AM和和MNB联合而成。在两联合而成。在

19、两个三极装置中有个公共的无穷远个三极装置中有个公共的无穷远极极C（），电极排列以测点），电极排列以测点O呈呈左右对称左右对称AO=BO，MO=NO。将。将无穷远极在测线的中垂线上布置，无穷远极在测线的中垂线上布置，OC5AO。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s值由于C极为无穷远极，它在M、N处产生的电位很小，故可忽略不计，因此，联合剖面法的电场可视为一个“点电源”的电场。AAMNASIUkBBMNBBSIUk（AMN）（MNB）MNANAMkkBA2MNANAM 2k联合剖面法测量方法联合剖面法测

20、量方法2 联合剖面法的测量方法：联合剖面法的测量方法：当当A极供电时，测量极供电时，测量MN两两点间电位差点间电位差UMNA及供电回路中及供电回路中电流电流I，根据视电阻率公式计算，根据视电阻率公式计算出出SA；B极供电时，同样可以算极供电时，同样可以算出出SB。因此，一个测点可以得。因此，一个测点可以得到两个视电阻率值。到两个视电阻率值。联合剖面法电极装置系数：联合剖面法电极装置系数：良导直立薄脉联合剖面曲线良导直立薄脉联合剖面曲线 3.几种规则形状地质体联合剖面几种规则形状地质体联合剖面S曲线曲线分析分析（1）良导直立薄脉良导直立薄脉s曲线分析及其特征曲线分析及其特征a.当电极装置位于点当

21、电极装置位于点1位置时，位置时，jMN=j0,MN=1，sA=1。b.随着电极逐渐向矿脉接近并处于处于随着电极逐渐向矿脉接近并处于处于点点2位置时，与点位置时，与点1相比相比jMNj0，MN极仍极仍在在1介质中，所以介质中，所以MN=1，因此，因此sA1。c.电极装置继续向矿脉靠近处于点电极装置继续向矿脉靠近处于点3的位的位置，矿脉吸引电流线的作用较点置，矿脉吸引电流线的作用较点2更加强更加强烈，烈，SA仍大于仍大于1且比点且比点2还大，这时还大，这时SA取取得极大值。得极大值。良导直立薄脉联合剖面曲线良导直立薄脉联合剖面曲线 d.电极装置于点电极装置于点4位置时，位置时，A极发出极发出的电流

22、线均被矿脉吸引，因此经过的电流线均被矿脉吸引，因此经过MN极的电流线将急剧的减少，所以极的电流线将急剧的减少，所以sA亦亦随之减小，此时获得随之减小，此时获得sA极小值。极小值。e.继续向右移动电极装置至点继续向右移动电极装置至点5位置位置时，时，MN间的电流密度间的电流密度jMN sB，交点右侧，交点右侧sA sB。我们称这种交点为我们称这种交点为低阻正交点低阻正交点。交点的。交点的电阻率电阻率s值低于或接近于围岩电阻率值低于或接近于围岩电阻率1。在用联合剖面法找矿中就是在用联合剖面法找矿中就是利用低利用低阻正交点的位置来确定良导脉及构造破阻正交点的位置来确定良导脉及构造破碎带在地面上的投影

23、位置碎带在地面上的投影位置。高阻直立岩脉高阻直立岩脉s曲线曲线 利用交点性质及电阻率的高低和利用交点性质及电阻率的高低和sA 与与sB两条曲线之间开阔两条曲线之间开阔的程度可区别高阻岩脉与低阻岩脉。的程度可区别高阻岩脉与低阻岩脉。（2）高阻直立岩脉）高阻直立岩脉s曲线特征曲线特征高阻直立脉曲线特点：高阻直立脉曲线特点：1）sA及及sB两条曲线交点处的视两条曲线交点处的视电阻率值远远高于其围岩电阻率值，电阻率值远远高于其围岩电阻率值，交点左侧交点左侧sAsB，我们称这种交点为我们称这种交点为高阻反交点高阻反交点，交点，交点的位置与高阻脉在地面上的投影位置的位置与高阻脉在地面上的投影位置相对应。相

24、对应。2）交点两侧）交点两侧sA及及sB曲线呈两翼曲线呈两翼闭拢状态。闭拢状态。低阻倾斜薄板上联剖曲线低阻倾斜薄板上联剖曲线h=5cm；L=80cm；=30（3）倾斜良导脉）倾斜良导脉s曲线特征曲线特征矿脉倾斜时矿脉倾斜时s曲线特点：曲线特点：1）sA和和sB两条曲线不对称。反倾向两条曲线不对称。反倾向一侧的电极供电时，一侧的电极供电时，s曲线异常反映明曲线异常反映明显。显。2）低阻正交点位置相对于矿体顶部向）低阻正交点位置相对于矿体顶部向矿体倾斜的方向移动。矿体倾角越小、矿体倾斜的方向移动。矿体倾角越小、埋深越浅以及埋深越浅以及AO极距越大，曲线的不对极距越大，曲线的不对称性及交点位移也越大

25、。称性及交点位移也越大。为了判断矿体的倾斜方向，通常采为了判断矿体的倾斜方向，通常采取大小两种极距的联合剖面测量，根据取大小两种极距的联合剖面测量，根据s曲线的不对称性和交点位移情况判断曲线的不对称性和交点位移情况判断矿体的倾斜方向矿体的倾斜方向 在实际工作中，常采用不同极距的联合剖面曲线交点的位移来判断脉状体的倾向直立岩层接触面直立岩层接触面s曲线曲线 浮土下直立岩层接触面浮土下直立岩层接触面s曲线曲线（3）两种直立岩层接触面两种直立岩层接触面s曲线特征曲线特征在两种直立岩层接触面处（无浮土），sA及sB曲线均出现了较大的跳跃。sA曲线变化情况较sB曲线更为明显。所以可用sA曲线极大值点确定

26、岩层接触面位置。有浮土覆盖时，由于良导性浮土的影响使岩层接触面处s曲线变化较平缓，两种岩层接触界面的位置与sA曲线极大值下降三分之一的地方相对应，即与2/3sA极值点的横坐标位置相对应。1测点测点1地形对地形对s曲线的影响曲线的影响（4）山脊山谷地形对）山脊山谷地形对s曲线的影响曲线的影响曲线特点：曲线特点：对应山脊地形对应山脊地形sA及及sB出现低阻正交点；出现低阻正交点；而在山谷地形上而在山谷地形上sA及及sB形成高阻反交点。形成高阻反交点。（1）寻找金属矿中的应用）寻找金属矿中的应用某区内出露岩层有大理岩及闪长岩两种，在两种岩某区内出露岩层有大理岩及闪长岩两种，在两种岩石的接触部位见有矽

27、卡岩及黄铁矿化，并有微量的黄铜石的接触部位见有矽卡岩及黄铁矿化，并有微量的黄铜矿。区内均为浮土掩盖，露头很少。大理岩和闪长岩电矿。区内均为浮土掩盖，露头很少。大理岩和闪长岩电阻率均比较高，为在本区利用联合剖面法寻找接触交代阻率均比较高，为在本区利用联合剖面法寻找接触交代型铜矿创造了物理前提。型铜矿创造了物理前提。4联合剖面法的应用联合剖面法的应用我国某铜矿床上联合剖面曲线我国某铜矿床上联合剖面曲线 图为实测的联合剖面曲线，由图可见，sA与sB曲线出现明显的低阻正交点和曲线的不对称。根据曲线不对称可知，矿体是倾斜的，推断矿体向南西倾斜。后经钻探证实，该异常为赋存于接触带附近接触交代型铜矿所引起。

28、某地破碎带上联合剖面曲线某地破碎带上联合剖面曲线1砂卵石；砂卵石；2流纹岩；流纹岩；3断层断层（2）寻找和追索破碎带）寻找和追索破碎带测线的方向沿横贯河谷布置，采用的电极装置为AO=20，MN=5m，从观测结果可见在6号点处出现了低阻正交点，推断可能为破碎带引起的，因为只有在裂隙中才含有水而呈低阻带。经坑探证明确有破碎裂隙，厚约1米。（2）寻找和追索破碎带）寻找和追索破碎带为了追索破碎带的走向，使用同样的电极距在河谷下游距前一剖面30米处又布置了一条剖面，结果在10号点附近又出现了一低阻正交点，两交点连线的方向即为破碎带的走向。该区河谷宽为200m，河谷内地形平坦，大部分为砂卵石覆盖，在河谷两

29、侧出露的岩石为白垩纪流纹岩。联合剖面法的任务就是在流纹岩中寻找破碎带。某地破碎带上联合剖面曲线某地破碎带上联合剖面曲线1砂卵石；砂卵石；2流纹岩；流纹岩；3断层断层(二)中间梯度法1.装置特点及s公式：采用四级AMNB装置，A、B供电，M、N两电极测量，供电电极距AB很大，MN=（1/501/30）AB工作时,A、B固定不动。M、N在AB中部（1/21/3）AB范围内同时移动，逐点进行测量，测点为 MN的中点IUkMNsBNBMANAMk11112由图可见：中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻薄脉陡倾的高阻薄脉（如石英脉、伟晶岩脉等）原因：在均匀场中，高阻体的屏蔽作用比较明显，排斥电流使其汇聚于地

30、表附近，使jMN急剧增加，致使s曲线上升，形成突出的高峰。而低阻薄脉易于让电流垂直通过，只使jMN发生很小的变化，故s异常不明显。特点分析：（1）利用均匀场 （2）工作效率高（一线供电，多线测量）IUKMNABsMNANAMK对称四极剖面法装置形式对称四极剖面法装置形式1 对称四极剖面法电极装置形式对称四极剖面法电极装置形式（1）对称四极装置特点：）对称四极装置特点：A、M、N、B四个电极在测线上四个电极在测线上排列成一直线，各电极均以测点排列成一直线，各电极均以测点O为为中心呈左右对称布置，即中心呈左右对称布置，即AO=BO，MO=NO。保持个电极间的距离不变，整个保持个电极间的距离不变，整

31、个装置沿测线一起移动进行测量。装置沿测线一起移动进行测量。因此，所测的因此，所测的s值的变化反映了值的变化反映了沿剖面方向一定深度范围内岩石电阻沿剖面方向一定深度范围内岩石电阻率的变化情况。用下式计算视电阻率率的变化情况。用下式计算视电阻率s：（三）对称剖面法复合对称四极剖面法装置形式复合对称四极剖面法装置形式（2）复合对称四极装置特点：）复合对称四极装置特点：在对称四极剖面法中采用两种大小不同的供电电极距测在对称四极剖面法中采用两种大小不同的供电电极距测量构成的复合对称四极装置。量构成的复合对称四极装置。在每个测点上分别用大极距在每个测点上分别用大极距AB及小极距及小极距AB供电，与供电，与

32、其对应的则可测得其对应的则可测得s AB及及 s AB，这样在一条测线上就可，这样在一条测线上就可以有反映不同深度情况的两条以有反映不同深度情况的两条s曲线。曲线。ABAMNB高阻基岩隆起的高阻基岩隆起的s曲线曲线 可 见，视 电 阻 率可 见，视 电 阻 率S S曲线起伏情况，比曲线起伏情况，比较好的反映了基岩表面较好的反映了基岩表面的起伏。的起伏。2.对称四极剖面法对称四极剖面法s曲线的分析曲线的分析（1）良导覆盖层下高阻基岩隆起）良导覆盖层下高阻基岩隆起s曲线的分析曲线的分析 1号点远离基岩界面，号点远离基岩界面，jMN=j0，MN=1；测点位于测点位于2号点位置时，因基岩号点位置时，因

33、基岩发生隆起其表面靠近地表，电场则因发生隆起其表面靠近地表，电场则因高阻基岩向地表排斥电流线而引起电高阻基岩向地表排斥电流线而引起电流畸变，致使流畸变，致使jmn j0，则视电阻率，则视电阻率S1；测点位于；测点位于3号点处的情况与号点处的情况与1号点相同。号点相同。复合对称四极复合对称四极s曲线曲线（a）12古河道（基岩为低阻）古河道（基岩为低阻）复合对称四极剖面法复合对称四极剖面法是是采用两种不同的供电电采用两种不同的供电电极距、不同的探测深度而极距、不同的探测深度而得到的两条得到的两条s s曲线，区分曲线，区分高阻隆起或古河道的异常。高阻隆起或古河道的异常。（2）复合对称四极）复合对称四

34、极s曲线的分析曲线的分析 在基岩为高阻的隆起上，在基岩为高阻的隆起上，s AB曲线低于曲线低于s AB；在古河；在古河道（基岩为低阻）上，道（基岩为低阻）上，s AB曲线位于曲线位于s AB的上方。的上方。对称四极剖面的等对称四极剖面的等s平面图平面图 3.对称四极剖面法的应用对称四极剖面法的应用（1）确定浮土层下的基岩起伏确定浮土层下的基岩起伏实例实例1：寻找沉积在基岩低洼处：寻找沉积在基岩低洼处 铝土矿。铝土矿。基岩洼地处沉积的铝土矿电阻率最低，并在视电阻率平面等值线图上明显的表示出了低阻闭合圈的位置，根据低阻闭合圈的范围即可确定古生代基岩顶面洼地的位置岩溶区对称四极剖面法岩溶区对称四极剖

35、面法剖面图剖面图1粘土；粘土；2灰岩灰岩实例实例2：确定基岩起伏界面。：确定基岩起伏界面。右图是某地岩溶区对称四极 剖面法S剖面图，它清楚的反映出灰岩基底起伏情况。灰岩中的岩溶漏斗因被低阻沉积物充填，所以S剖面曲线反映出的低阻部位恰与岩溶漏斗对应。对称四极剖面法的对称四极剖面法的剖面平面图剖面平面图1页岩；页岩；2大理岩大理岩（2）对称四极剖面法在地质填）对称四极剖面法在地质填图中的应用图中的应用实例：实例：图为某地寻找页岩及大理岩接触界限的S剖面图。当测点由页岩区进入大理岩地区时，S曲线发生跃变，而在页岩及大理岩地区S曲线比较平稳，所以可以根据S曲线跃变的特点划出两种岩层的接触界面来。对称剖

36、面法与中间梯度法都属于两个异性点电源的场，测量电极都位于剖面的中部，属均匀场，s异常曲线的特点与中间梯度法类似。但s曲线比中间梯度的曲线复杂、生产效率低些。)(21BsAsABs因此，一般能有中间梯度法解决的问题，就不用对称四级剖面法。根据场的叠加原理，对称剖面法的SAB为联合剖面法两个视电阻率（SA 和SB）的值的平均值，即：由图可见：显然低阻薄脉上的对称剖面法异常不如联合剖面法的异常反应明显。因此，一般不用对称四极剖面法寻找低阻的薄脉状地质体。上右图为两种不同电阻率的岩层接触带上对称四极剖面法s曲线。曲线1：为A、B过小，s主要反映覆盖层的电阻率；曲线2：为A、B过大，即使测点距离接触面很

37、远时，接触面另一侧岩石已对曲线产生影响，使得曲线中间的倾斜部分很长，难以准确判断接触带位置。曲线3：为A、B极距合适，s曲线变化明显，可根据曲线的拐点位置来确定接触带的位置，利用复合对称四极剖面法有助于解决基底的起伏问题。若基底为高阻向斜，SAB曲线在SAB曲线的下方；若基底为低阻向斜，SAB曲线在SAB曲线的上方；这是因为小极距时SAB曲线反映较浅处岩层的电性情况。2.对称四极剖面法的实际应用用“对称剖面法”研究覆盖层下的基岩起伏（向斜或背斜）和对水文、工程地质提供有关疏松层中电性不均匀体的分布以及疏松层下的地质构造、划分接触带、寻找厚岩层（矿体）等。应用实例例一：用对称四极剖面法寻找地下古

38、河道某古河道两侧以及下部岩石由砂粘土组成，电阻率较低。而古河床中充填的沙卵石则为高阻。例2.用复合对称四极剖面法确定基岩的相对起伏 某地为查明基岩起伏以便为工程地质提供有用资料，为此做了对称四极剖面法见下图。正确地确定工作任务是保证工作顺利进行和取得显著正确地确定工作任务是保证工作顺利进行和取得显著效果的重要环节。效果的重要环节。电阻率剖面法必须具备的地质条件和地电阻率剖面法必须具备的地质条件和地球物理前提：球物理前提：1.被探测的地质体与围岩的电阻率有较大的差异。2.被探测的地质体相对于埋藏深度具有一定的规模。3.被探测的地质体的异常应能从各干扰体的异常背景中区 分显示出来。4.浮土电阻率很

39、低（如沼泽、稻田区），厚度又很大的地 区或地表接地电阻过大（如冻土层厚度大于12m及地表为砾岩掩盖）的地区，不利于开展电阻率剖面法工作。（四）电测剖面法的野外工作方法（四）电测剖面法的野外工作方法1确定任务确定任务2测区范围、测网与比例尺测区范围、测网与比例尺测线的方向应垂直被探测地质体的主要走向。如成矿受构造控制，测线应垂直构造的走向；成矿受岩性的控制，则应垂直岩层走向。当发现的异常走向与测线交角小于90过多时，应垂直异常走向布置补充工作。测网密度由被探测地质体的大小、埋深和工作性质来确定。普查时，至少要有12条测线穿过异常，每条测线上至少有35个测点在异常区；详查时，至少应有35条测线、5

40、10点、线穿过异常。（1）对称四极剖面法极距的选择对称四极剖面法极距的选择实际工作中常用的数据如下：AB（46）HMN=（1/51/3）AB 其中H为矿顶埋深。电剖面法通常取MN大小与点距相等或两倍点距。复合四极剖面中，大极距反映深部情况，一般是AB/2（35）H，（H是覆盖层的平均厚度）；小极距反映浅部情况，一般AB/2（12）H。大极距与小极距两者的比值在两倍以上。3电极距的选择电极距的选择2.联合剖面法极距的选择联合剖面法极距的选择选择最合适的极距称为最佳电极距：AO3H（H为矿顶埋深）对于薄板状良导性矿体，最佳极距为：AO=1/2（L+d）其中：L矿体沿走向的长度。d矿脉向下延伸的长度。邻近有不均匀体时电极距的选择：还应使AO1/2P P为矿体与不均匀体之间的距离。无穷远极的选择：一般取OC（510）OA，最好沿垂直测线方向布置C（）极。对测量电极MN的选择：MN=（1/31/5）AO通常MN等于测点距。谢谢！