垂向电测深(野外工作方法).ppt

电电 测测 深深 野野 外外 工工 作方作方法与技术法与技术中国矿业大学中国矿业大学2006.5.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备野外工作方法与技术野外工作方法与技术主要内容主要内容.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理 在电阻率法的野外工作中，实际上是通过测量在电阻率法的野外工作中，实际上是通过测量MNMN电极间电极间的电位差的电位差 及供电回路的电流及供电回路的电流I I，然后利用视电阻率公式，然后利用视电阻率公式 来计算各点的视电阻率。来计算各点的视电阻率。因此，为便于观测和保证精度，要求供电电流输出电流因此，为便于观测和保证精度，要求供电电流输出电流稳定，电压连续可调，仪器在性能上必须满足野外条件下能稳定，电压连续可调，仪器在性能上必须满足野外条件下能准确测量微弱电位差和电流的要求。准确测量微弱电位差和电流的要求。1 1、仪器要求、仪器要求.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理1 1、仪器要求、仪器要求1 1）灵敏度高、测量范围大灵敏度高、测量范围大 仪器的灵敏度越高，测出的仪器的灵敏度越高，测出的 值就越精确，或者说能值就越精确，或者说能够测准的够测准的 就越小。由于当就越小。由于当 一定的条件下，一定的条件下，和供电电和供电电流成正比，所以仪器的灵敏度高就可以减小供电电流，从流成正比，所以仪器的灵敏度高就可以减小供电电流，从而有利于减轻电源重量减少供电电极数目及选用较细的导而有利于减轻电源重量减少供电电极数目及选用较细的导线，使整个装备轻便化。线，使整个装备轻便化。电电 位位 差：差：电流强度：电流强度：.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理1 1、仪器要求、仪器要求2 2）抗干扰能力强）抗干扰能力强 电法勘探的野外工作，经常会遇到诸如大地电流、电法勘探的野外工作，经常会遇到诸如大地电流、工业游散电流等电场的干扰，因此，电测仪器必须具有工业游散电流等电场的干扰，因此，电测仪器必须具有对上述随机干扰电场的较强抑制能力，从而保证仪器对对上述随机干扰电场的较强抑制能力，从而保证仪器对有效信号的灵敏度和稳定性。有效信号的灵敏度和稳定性。.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理1 1、仪器要求、仪器要求3 3）较高的稳定性）较高的稳定性 电法勘探的野外工作坏境比较恶劣，条件变化较大。电法勘探的野外工作坏境比较恶劣，条件变化较大。电测仪器应能适应各种气候条件，并在相当大的温度和湿电测仪器应能适应各种气候条件，并在相当大的温度和湿度变化范围内保持性能的稳定。度变化范围内保持性能的稳定。4 4）输入阻抗高）输入阻抗高 当野外接地电阻变化范围较大时，仪器仍能保证读数当野外接地电阻变化范围较大时，仪器仍能保证读数的准确性。的准确性。.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备当前国外国外主要的电阻率仪器（厂家）瑞典瑞典ABEM公司的公司的SAS1000型、型、SAS4000型；型；美国美国AGI公司的公司的STING R1IP型、型、SUPERSTING R8IP型；型；德国德国DMT公司的公司的RESECS/RESITOMO；日本日本OYO公司的公司的MODEL-2116型；型；加拿大加拿大SCINTREX公司的公司的SARIS。法国法国B.R.G.M公司制造的公司制造的SYSCAL R2.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备日本日本OYO公司的公司的MODEL-2116型电法仪型电法仪.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备德国德国DMT公司的公司的RESECS/RESITOMO.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备法国法国B.R.G.M公司制造的公司制造的SYSCAL R2.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备美国美国AGI公司的公司的STING R1IP型型.北京骄鹏工程技术有限公司生产的北京骄鹏工程技术有限公司生产的E60BN型高密度电法仪；型高密度电法仪；中国地质大学（武汉）物探系的中国地质大学（武汉）物探系的GMD-2型分布式高密度电法仪；型分布式高密度电法仪；重庆地质仪器厂的重庆地质仪器厂的DUK-3智能高密度电法测量系统；智能高密度电法测量系统；重庆奔腾数控技术研究所的重庆奔腾数控技术研究所的WGMD-1型高密度电阻率测量系统；型高密度电阻率测量系统；北京地质仪器厂的北京地质仪器厂的DUM-2高密度电阻率仪；高密度电阻率仪；陕西渭南煤矿专用设备厂的陕西渭南煤矿专用设备厂的TD4型高密度数字直流电法仪；型高密度数字直流电法仪；陕西西安石油地质仪器总厂的高密度电法仪。陕西西安石油地质仪器总厂的高密度电法仪。电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备当前国内国内主要的电阻率仪器（厂家）.骄鹏工程技术有限公司生产的骄鹏工程技术有限公司生产的E60BN型高密度电法仪型高密度电法仪电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备重庆地质仪器厂的重庆地质仪器厂的DUK-3智能高密度电法仪智能高密度电法仪.奔腾公司的奔腾公司的WGMD-1型高密度电法仪型高密度电法仪电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备.除了测量仪器外，电阻率法的野外工作尚须如下设备：除了测量仪器外，电阻率法的野外工作尚须如下设备：1)1)供电电源供电电源 2)2)供电电极供电电极 3)3)测量电极测量电极 4)4)导线及线架等。导线及线架等。电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备.电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、电阻率法的仪器原理一、电阻率法的仪器原理2 2、仪器设备、仪器设备.野外工作方法与技术野外工作方法与技术一、测区和测网的密度一、测区和测网的密度 为完整反映出所研究的地质对象，应使为完整反映出所研究的地质对象，应使测区范围测区范围大于勘探大于勘探对象的分布范围，特别是应当尽量将与勘探对象有直接关系的对象的分布范围，特别是应当尽量将与勘探对象有直接关系的区域性构造包括到测区的范围以内，以便有利于为地质解释提区域性构造包括到测区的范围以内，以便有利于为地质解释提供已知的地质信息。供已知的地质信息。对于某些地质情况比较清楚的地段，特别是有钻孔和露头对于某些地质情况比较清楚的地段，特别是有钻孔和露头分布的区段，应尽量包括到测区范围内，或使测线延长至露头分布的区段，应尽量包括到测区范围内，或使测线延长至露头区，以便为地质解释提供必要的电性参数和已知资料。区，以便为地质解释提供必要的电性参数和已知资料。测区测区测线测线测点测点.野外工作方法与技术野外工作方法与技术一、测区和测网的密度一、测区和测网的密度要求：要求：1 1）测线方向要垂直于构造走向；测线方向要垂直于构造走向；2 2）测线的长度应大于勘探对象的预测宽度；测线的长度应大于勘探对象的预测宽度；3 3）测点密度要保证在所探测的最小地质体或构测点密度要保证在所探测的最小地质体或构 造上至少有三个测点以上。造上至少有三个测点以上。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、测区和测网的密度二、测区和测网的密度 说明：说明：测点密度过大，并不一定能提高勘探的详细程度。测点密度过大，并不一定能提高勘探的详细程度。这是由于电测深法是一种体积勘探，测点间距过小可这是由于电测深法是一种体积勘探，测点间距过小可使相邻测点上大极距观测结果大部分重合，并不能互使相邻测点上大极距观测结果大部分重合，并不能互相补充更多的资料。相补充更多的资料。.最小最小AB/2AB/2应能使电测深曲线出现或接近首支渐近线；应能使电测深曲线出现或接近首支渐近线；最大最大AB/2AB/2应能满足勘探深度的要求，使曲线出现尾支应能满足勘探深度的要求，使曲线出现尾支渐近线，尾支渐近线至少有三个极距点控制。可按以下渐近线，尾支渐近线至少有三个极距点控制。可按以下关系来确定最大供电电极距，即：关系来确定最大供电电极距，即：野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择1 1、选择供电电极距、选择供电电极距ABAB原则：原则：式中式中 i i 层序序号；层序序号；N N 决定断面类型的系数决定断面类型的系数.在双对数坐标系中，各极距的读数应均匀分布在对数坐在双对数坐标系中，各极距的读数应均匀分布在对数坐标纸上，为了保证读数点能在标纸上，为了保证读数点能在11.5cmcm之间，供电电极之间，供电电极距应有如下变化规律。距应有如下变化规律。野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择1 1、选择供电电极距、选择供电电极距ABAB原则：原则：在特殊情况下，如探测岩溶、或水文物探工作等，在特殊情况下，如探测岩溶、或水文物探工作等，可适当加密极距。可适当加密极距。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择2 2、选择测量电极距、选择测量电极距MNMN原则：原则：在不影响勘探深度的条件下，尽可能采用较大的在不影响勘探深度的条件下，尽可能采用较大的MNMN极距，这样会提高观测精度，并可节约电源。但极距，这样会提高观测精度，并可节约电源。但MNMN过大过大会影响勘探深度，并用与理论曲线计算（会影响勘探深度，并用与理论曲线计算（）不一致，）不一致，导致曲线对比误差。一般情况下导致曲线对比误差。一般情况下MNMN的变化范围应满足以的变化范围应满足以下条件：下条件：.野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择3 3、电极排列方式、电极排列方式1)1)活动活动MNMN法法 在施工过程中测量电极在施工过程中测量电极MNMN随供电电极随供电电极ABAB的变化而变化。要的变化而变化。要保持保持MNMN和和ABAB大小按一固定比值变化。一般采用大小按一固定比值变化。一般采用 煤田电法勘探中多用煤田电法勘探中多用 ，这种方优点在于工作方便，可，这种方优点在于工作方便，可提高野外工作效率和得到比较光滑的视电阻率曲线。提高野外工作效率和得到比较光滑的视电阻率曲线。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择3 3、电极排列方式、电极排列方式1)1)活动活动MNMN法法AB/2571015202530506080100120150200MN/20.50.711.522.5356810121520.野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择3 3、电极排列方式、电极排列方式2)2)固定固定MNMN法法 固定固定MNMN法是指测量电极法是指测量电极MNMN不随供电电极不随供电电极ABAB作连续性变作连续性变化，即当化，即当ABAB变化到一定大小之后，变化到一定大小之后，MNMN不能满足不能满足 的条件时，再改变的条件时，再改变MNMN大小。在大小。在MNMN变化对应的供电电极距上变化对应的供电电极距上用变化前后不同的用变化前后不同的MNMN重复测量，以便更好地联接不同重复测量，以便更好地联接不同MNMN所所得的视电阻率得的视电阻率 曲线段。由于曲线段。由于MNMN随随ABAB作踊跃式的弯化，所作踊跃式的弯化，所以所测得的曲线是不连续的，以所测得的曲线是不连续的，MNMN变化前后变化前后 曲线出现正常曲线出现正常的的“脱节脱节”现象。现象。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术二、电极距的选择二、电极距的选择3 3、电极排列方式、电极排列方式2)2)固定固定MNMN法法AB/21.534.56912152030456090120 150 200 300 450 600 900MN/20.5320200.野外工作方法与技术野外工作方法与技术三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题1 1、布极方向和导线铺设、布极方向和导线铺设 地测区内如果地形平坦、岩倾角不大（地测区内如果地形平坦、岩倾角不大（10100 0）时，观测结）时，观测结果不受或较少受布极方向的影响，此时主要考虑工作上的方便果不受或较少受布极方向的影响，此时主要考虑工作上的方便来选择布置测线的方向。一般要求布极方向和测线方向一致，来选择布置测线的方向。一般要求布极方向和测线方向一致，以便利于野外施工。当地层倾角较大时，布极方向应与岩层走以便利于野外施工。当地层倾角较大时，布极方向应与岩层走向一致。向一致。.同一测区各测点的布极方向应一致。但是当由于施工环同一测区各测点的布极方向应一致。但是当由于施工环境的原因不可能采用统一布极方向时，或需改变方向观测时，境的原因不可能采用统一布极方向时，或需改变方向观测时，应在改变布极方向的测点处布置足够数量的十字测深点控制，应在改变布极方向的测点处布置足够数量的十字测深点控制，以便连续对比观测结果。以便连续对比观测结果。野外工作方法与技术野外工作方法与技术三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题1 1、布极方向和导线铺设、布极方向和导线铺设 .野外工作方法与技术野外工作方法与技术三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题2 2、十字测深技术、十字测深技术 十字测深是指在同一测点和两个相互垂直方向上分别布极十字测深是指在同一测点和两个相互垂直方向上分别布极观测，可获得两条不同方向上的电深测曲线。其目的是为了了观测，可获得两条不同方向上的电深测曲线。其目的是为了了解地下地层倾向和各向异性大小情况，以研究某些特殊构造，解地下地层倾向和各向异性大小情况，以研究某些特殊构造，如断层位置、岩溶分布等。如断层位置、岩溶分布等。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题3 3、环形测深技术、环形测深技术 环形测深与十字测深相比，是在同一测点进行多方位观测，环形测深与十字测深相比，是在同一测点进行多方位观测，获得不同主向上电测深曲线。主要环形深深主要用于研究地下地获得不同主向上电测深曲线。主要环形深深主要用于研究地下地层各向异性变化和某些特殊地质问题。在煤田和水文调查中用来层各向异性变化和某些特殊地质问题。在煤田和水文调查中用来研究断层、裂隙及岩溶发育的延伸变化。研究断层、裂隙及岩溶发育的延伸变化。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题3 3、环形测深技术、环形测深技术 环形测深通常在同一点布置四个方向观测，测量结果以极形环形测深通常在同一点布置四个方向观测，测量结果以极形图的形式表示，即某一极距在各方向上的图的形式表示，即某一极距在各方向上的 值以一定比例尺绘在值以一定比例尺绘在对应的方位线上，然后将这些端点联成一折线（或曲线）构成该对应的方位线上，然后将这些端点联成一折线（或曲线）构成该极距的视电阻率闭合曲线。对所有或部分极距极距的视电阻率闭合曲线。对所有或部分极距 值分别按上述方值分别按上述方法绘制法绘制 闭合曲线，以便得出一张环形测深平面图（极形图）。闭合曲线，以便得出一张环形测深平面图（极形图）。极形图长轴方向反映了断层、破碎带、岩溶发育或岩层走向方向；极形图长轴方向反映了断层、破碎带、岩溶发育或岩层走向方向；长短轴差异大小说明岩层各向异性程度。长短轴差异大小说明岩层各向异性程度。环形测深通常在同一点布置四个方向观测，测量结果以极形环形测深通常在同一点布置四个方向观测，测量结果以极形图的形式表示，即某一极距在各方向上的图的形式表示，即某一极距在各方向上的 值以一定比例尺绘在值以一定比例尺绘在对应的方位线上，然后将这些端点联成一折线（或曲线）构成该对应的方位线上，然后将这些端点联成一折线（或曲线）构成该极距的视电阻率闭合曲线。对所有或部分极距极距的视电阻率闭合曲线。对所有或部分极距 值分别按上述方值分别按上述方法绘制法绘制 闭合曲线，以便得出一张环形测深平面图（极形图）。闭合曲线，以便得出一张环形测深平面图（极形图）。极形图长轴方向反映了断层、破碎带、岩溶发育或岩层走向方向；极形图长轴方向反映了断层、破碎带、岩溶发育或岩层走向方向；长短轴差异大小说明岩层各向异性程度。长短轴差异大小说明岩层各向异性程度。.野外工作方法与技术野外工作方法与技术三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题3 3、环环形形测测深深技技术术 .野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法1 1、接地电阻对观测结果的影响接地电阻对观测结果的影响2 2、电极极化不稳定电极极化不稳定3 3、漏电影响漏电影响4 4、大地电流和流散电流的干扰大地电流和流散电流的干扰.接地电阻：接地电阻：电流经电极通入地下时受到阻力，在电法勘探电流经电极通入地下时受到阻力，在电法勘探中称之为接地电阻。中称之为接地电阻。接地电阻过大时，影响供电电流大小，测量电极接地电阻接地电阻过大时，影响供电电流大小，测量电极接地电阻过大会影响观测精度。所以，在野外施工中，接地点的选择过大会影响观测精度。所以，在野外施工中，接地点的选择和减小接地电阻的处理是十分重要的工作步骤。和减小接地电阻的处理是十分重要的工作步骤。1 1、接地电阻对观测结果的影响接地电阻对观测结果的影响野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法.1 1、接地电阻对观测结果的影响接地电阻对观测结果的影响野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法 解决方法：解决方法：1 1）电极的选择，要求电极的导电性好。供电电极多用铁电极的选择，要求电极的导电性好。供电电极多用铁或铝质电极；测量电极一般用化学活动性稳定的铜棒电极。或铝质电极；测量电极一般用化学活动性稳定的铜棒电极。2 2）电极与介质充分接触：要求入地要深。电极与介质充分接触：要求入地要深。3 3）选择接地点：要求接地点导电性强选择接地点：要求接地点导电性强 4 4）电极组合。（相当与电阻并联，电阻减小）电极组合。（相当与电阻并联，电阻减小）.2 2、电极极化不稳定、电极极化不稳定野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法 电极极化电位：电极极化电位：埋入土壤中的金属电极与土壤中盐溶液发埋入土壤中的金属电极与土壤中盐溶液发生电化学作用，在电极表面产生极化电位，在生电化学作用，在电极表面产生极化电位，在MNMN间便形成一间便形成一个极化电位差，称之为电极极化电位。个极化电位差，称之为电极极化电位。在潮湿地段，如水田、河流沿岸，以及居民点等等，电极在潮湿地段，如水田、河流沿岸，以及居民点等等，电极极化电位较大，且不稳定，直接影响观测结果。极化电位较大，且不稳定，直接影响观测结果。.2 2、电极极化不稳定、电极极化不稳定野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法 解决方法：解决方法：1 1）使用数字电法仪。可自动处理电极极化电位和有化不使用数字电法仪。可自动处理电极极化电位和有化不 稳定产生变化的极化电位，且不影响最终人工电位差稳定产生变化的极化电位，且不影响最终人工电位差 的观测结果；的观测结果；2 2）电极材料的选择。通常采用化学活动性稳定的紫铜电电极材料的选择。通常采用化学活动性稳定的紫铜电极作测量电极，以减小极化不稳定对测量结果的影响；极作测量电极，以减小极化不稳定对测量结果的影响；3 3）接地点的选择。工作过程中，尽量避免电极安置在沼接地点的选择。工作过程中，尽量避免电极安置在沼泽地、脏水等地段，以有经常保持电极表面清洁。泽地、脏水等地段，以有经常保持电极表面清洁。.3 3、漏电影响、漏电影响野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法导线长期使用会有损坏，发生漏电，结果造成观测误差或错误。导线长期使用会有损坏，发生漏电，结果造成观测误差或错误。解决方法：解决方法：1)1)使使MNMN和和ABAB导线平行相隔一定距离，不相交；导线平行相隔一定距离，不相交；2)2)减小供电电极接地电阻；减小供电电极接地电阻；3)3)仪器位于仪器位于MNMN中心位置，减少仪器漏电的影响；中心位置，减少仪器漏电的影响；4)4)电池箱绝缘。电池箱绝缘。.为保证在不漏电的情况下进行观测，除定期检查电缆绝为保证在不漏电的情况下进行观测，除定期检查电缆绝缘程度外，在每次观测前先检查线路漏电情况。同时在测量缘程度外，在每次观测前先检查线路漏电情况。同时在测量的过程中，绘制视电阻率曲线对异常突变进行确认。的过程中，绘制视电阻率曲线对异常突变进行确认。3 3、漏电影响、漏电影响野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法如果检查漏如果检查漏电情况电情况?.3 3、漏电影响、漏电影响野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法.3 3、漏电影响、漏电影响野外工作方法与技术野外工作方法与技术四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法.4 4、大地电流和流散电流的干扰、大地电流和流散电流的干扰野外工作方法与技术野外工作方法与技术四、野外观测的干扰因素及消除方法四、野外观测的干扰因素及消除方法.内容回顾内容回顾电阻率法的仪器装备电阻率法的仪器装备一、仪器要求一、仪器要求二、仪器设备二、仪器设备野外工作方法与技术野外工作方法与技术一、测区和测网的密度一、测区和测网的密度二、电极距的选择二、电极距的选择三三、野外工作中的几个技术问题、野外工作中的几个技术问题四四、野外观测的干扰因素及消除方法、野外观测的干扰因素及消除方法.