电法勘探直流电法剖面法工作方式.pptx

第二章第二章 电阻率法工作方式电阻率法工作方式资源学院：贾豫葛2010 年 10 月 22 日(a)二极装置；二极装置；(b)三极装置；三极装置；(c)联合剖面装置；联合剖面装置；(d)对称四极装置；对称四极装置；(e)偶极装置；偶极装置；(f)中间梯度装置；中间梯度装置；(g)电测深装置电测深装置方法特点：方法特点：研究地电断面横向变化的一类研究地电断面横向变化的一类方法方法采用固定的电极距，沿剖面移动采用固定的电极距，沿剖面移动电极装置，观测一定深度范围内视电阻率电极装置，观测一定深度范围内视电阻率沿剖面的变化。沿剖面的变化。解决主要地质问题：解决主要地质问题：探测产状陡立的高、探测产状陡立的高、低阻体，如划分不同岩性接触带、追索断低阻体，如划分不同岩性接触带、追索断层及构造破碎带。层及构造破碎带。第一节第一节 电阻率法电阻率法-剖面法剖面法电祖率剖面法电祖率剖面法装置特点：各电极间距离保持不变，使整个或部分装置沿着测线移动，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。内不同电性物质沿水平方向的分布情况。分类：分类：电阻率法联合剖面法联合剖面法中间梯度法中间梯度法对称剖面法对称剖面法偶极剖面法偶极剖面法在测量时，在测量时，在测量时，在测量时，C C极固定不动，极固定不动，极固定不动，极固定不动，AMNBAMNB间保持距离不变，四个极沿测线同时移动，间保持距离不变，四个极沿测线同时移动，间保持距离不变，四个极沿测线同时移动，间保持距离不变，四个极沿测线同时移动，逐点进行测量，测点为逐点进行测量，测点为逐点进行测量，测点为逐点进行测量，测点为MM、N N的中点的中点的中点的中点OO。每个点测量两次，得到两个。每个点测量两次，得到两个。每个点测量两次，得到两个。每个点测量两次，得到两个s s值值值值由于由于由于由于C C极为无穷远极，它在极为无穷远极，它在极为无穷远极，它在极为无穷远极，它在o o处产生的电位很小，故可忽略不计，因此，联处产生的电位很小，故可忽略不计，因此，联处产生的电位很小，故可忽略不计，因此，联处产生的电位很小，故可忽略不计，因此，联合剖面法的电场可视为一个合剖面法的电场可视为一个合剖面法的电场可视为一个合剖面法的电场可视为一个“点电源点电源点电源点电源”的电场。的电场。的电场。的电场。1、联合剖面法、联合剖面法1.装置特点及装置特点及s公式公式AO=BO MO=NOOC5AO（AMN）（MNB）联合剖面法联合剖面法AO=BO3h;MN=1/31/5A02.联合剖面法联合剖面法s曲线特征分析曲线特征分析讨论直立低阻薄脉上联合剖面法讨论直立低阻薄脉上联合剖面法s曲线特征曲线特征横向分辨能力强，异常明显。适合于横向分辨能力强，异常明显。适合于水文、工程地质及构造找矿。水文、工程地质及构造找矿。装置相对笨重，地形影响大。解释时装置相对笨重，地形影响大。解释时具体分析。具体分析。由图可见：由图可见：在直立良导薄脉顶部上方，在直立良导薄脉顶部上方，与与 相交，相交，且且 （围岩）（围岩）交点左侧交点左侧 交点右侧交点右侧 ，此，此交点称为联合剖面法的交点称为联合剖面法的“正交点正交点”（或低（或低阻交点）；阻交点）；与与 曲线对称，交点两侧，两条曲曲线对称，交点两侧，两条曲线明显张开线明显张开 当薄脉为直立高阻脉时：当薄脉为直立高阻脉时：联合剖面法曲线联合剖面法曲线s s曲曲线如图。两条曲线也有线如图。两条曲线也有一交点，但交点左侧一交点，但交点左侧 ，交点右侧，交点右侧 ，此交点称为联合剖面法此交点称为联合剖面法的的“反交点反交点”；且反交；且反交点不明显，而且两条曲点不明显，而且两条曲线近于重合。线近于重合。薄脉为直立高阻薄脉为直立高阻当薄脉倾斜时：当薄脉倾斜时：当薄脉倾斜时：当薄脉倾斜时：曲线不对称，交点两侧两条曲线所围的面积不相曲线不对称，交点两侧两条曲线所围的面积不相曲线不对称，交点两侧两条曲线所围的面积不相曲线不对称，交点两侧两条曲线所围的面积不相等。薄脉向两条曲线所围面积较大的一侧倾斜等。薄脉向两条曲线所围面积较大的一侧倾斜等。薄脉向两条曲线所围面积较大的一侧倾斜等。薄脉向两条曲线所围面积较大的一侧倾斜。在实际工作中，常采用不同极距的联合剖在实际工作中，常采用不同极距的联合剖面曲线面曲线交点的位移交点的位移来判断脉状体的倾向来判断脉状体的倾向3.实测曲线的分析及处理实测曲线的分析及处理 上面所讨论的理想情况（如地形水平、围岩电上面所讨论的理想情况（如地形水平、围岩电性均匀）下的联合剖面性均匀）下的联合剖面s曲线的特征。曲线的特征。然而实际的情况是复杂的，当围岩电性不均然而实际的情况是复杂的，当围岩电性不均匀，就会引起匀，就会引起MN的变化；地形起伏可引起的变化；地形起伏可引起 jMN的的变化，造成变化，造成S曲线的复杂度。如纯的地形起伏使曲线的复杂度。如纯的地形起伏使得联合剖面曲线出现得联合剖面曲线出现“正交点正交点”（山谷）或（山谷）或“反反交点交点”（山脊地形），在解释中应引起注意。（山脊地形），在解释中应引起注意。4.应用应用 联合剖面法主要用于探测产状陡倾的良导薄脉（矿联合剖面法主要用于探测产状陡倾的良导薄脉（矿脉、断层、含水破碎带）及良导球状矿体。脉、断层、含水破碎带）及良导球状矿体。高阻球体高阻球体视电阻率异常曲线特征视电阻率异常曲线特征-10-505101.21.1 1高阻球体上联剖与对称四极法的高阻球体上联剖与对称四极法的s s 异常曲线异常曲线MANBC“无穷远无穷远”K水水井井寻找地下水寻找地下水断层构造断层构造地层起伏构造地层起伏构造桥梁工程基础勘查桥梁工程基础勘查断断层层2、中间梯度法、中间梯度法1.装置特点及装置特点及s公式：公式：供电电极供电电极AB=410h的距离取得很大，且固定不动的距离取得很大，且固定不动;测量电极测量电极MN在其中间三分之一地段逐点测量，记录点取在在其中间三分之一地段逐点测量，记录点取在MN=1/201/50 AB中点。中点。目前我国大部分直流激电工作都是采用中梯排列，在获得目前我国大部分直流激电工作都是采用中梯排列，在获得激电参数的同时，也得到了视电阻率的资料。利用视电阻资料有利于对激电激电参数的同时，也得到了视电阻率的资料。利用视电阻资料有利于对激电资料的综合解释。资料的综合解释。K K不是恒定的，而是逐点变化的不是恒定的，而是逐点变化的由图可见：由图可见：由图可见：由图可见：中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻薄脉（如石英脉、伟晶岩脉等）中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻薄脉（如石英脉、伟晶岩脉等）中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻薄脉（如石英脉、伟晶岩脉等）中间梯度法主要用来寻找陡倾的高阻薄脉（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表附近，使聚于地表附近，使聚于地表附近，使聚于地表附近，使j jMNMN急剧增加，致使急剧增加，致使急剧增加，致使急剧增加，致使 s s曲线上升，形成突出的高峰。曲线上升，形成突出的高峰。曲线上升，形成突出的高峰。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，只使而低阻薄脉易于让电流垂直通过，只使而低阻薄脉易于让电流垂直通过，只使而低阻薄脉易于让电流垂直通过，只使j jMNMN发生很小的变化，故发生很小的变化，故发生很小的变化，故发生很小的变化，故 s s异异异异常不明显常不明显常不明显常不明显 。特点分析：特点分析：特点分析：特点分析：（1 1 1 1）利用均匀场）利用均匀场）利用均匀场）利用均匀场 （2 2 2 2）工作效率高（一线供电，多线测量）工作效率高（一线供电，多线测量）工作效率高（一线供电，多线测量）工作效率高（一线供电，多线测量）1.1 1 -3 -2 -1 0 1 2 3 10.90.8qh推测深度：推测深度：h0.7 xh1.3 qh2 m视电阻率异常曲线特征视电阻率异常曲线特征高阻球体高阻球体低阻球体低阻球体3、对称剖面法、对称剖面法1.装置形式及装置形式及s公式公式 A、B、M、N四个电极排列在一条直线上，并四个电极排列在一条直线上，并且相对于且相对于MN的中点的中点O对称分布，对称分布，AO=BO,NO=MO,AMNB又称为又称为“对称四极剖对称四极剖面法面法”还可以对称与还可以对称与“O O”再增加两个供电电极再增加两个供电电极AA和和B B，且，且ABAABA B B 该装该装置称为置称为“复合对称四极剖面法复合对称四极剖面法”。利用该装置可以了解同一剖面上两种深度范围内导电性有差异的利用该装置可以了解同一剖面上两种深度范围内导电性有差异的地质体的分布情况。地质体的分布情况。为了便于分析对称剖面法的为了便于分析对称剖面法的 s s曲线，首先将对称四极剖面法与中曲线，首先将对称四极剖面法与中间梯度法和联合剖面法作一比较。间梯度法和联合剖面法作一比较。从从“场的特点场的特点场的特点场的特点”看：看：复合对称四极剖面法复合对称四极剖面法对称剖面法与中间梯度法都属于两个异性点电源的场，测对称剖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，量电极都位于剖面的中部，属均匀场，s s异常曲线的特点异常曲线的特点与中间梯度法类似。但与中间梯度法类似。但 s s曲线比中间梯度的曲线复杂、生曲线比中间梯度的曲线复杂、生产效率低些。产效率低些。因此，一般能用中间梯度法解决的问题，就不用对称四级剖面法。因此，一般能用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，一张名对称剖面法的根据场的叠加原理，一张名对称剖面法的 S SABAB 为联合剖为联合剖面发两个视电阻率（面发两个视电阻率（S SA A 和和 S SB B ）的值的平均值，即：）的值的平均值，即：由图可见：显然低阻薄脉上的对称剖面法由图可见：显然低阻薄脉上的对称剖面法异常不如联合剖异常不如联合剖面法的异常反应明显。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因此，一般不用对称四极剖面法寻找低阻的薄脉状地质体。薄脉状地质体。下图为两种不同电阻率的岩层接触带上对称四极剖面法下图为两种不同电阻率的岩层接触带上对称四极剖面法 s s曲线。曲线。曲线曲线1：为：为A、B过小，过小，s主要反映覆盖层的电阻率；主要反映覆盖层的电阻率；曲线曲线2：为：为A、B过大，即使测点距离接触面很远时，接触面另一侧过大，即使测点距离接触面很远时，接触面另一侧岩石以对曲线产生影响，使得曲线中间的倾斜部分很长，难以岩石以对曲线产生影响，使得曲线中间的倾斜部分很长，难以准确判断接触带位置。准确判断接触带位置。曲线曲线3：为：为A、B极距合适，极距合适，s曲线变化明显，可根据曲线的拐点位曲线变化明显，可根据曲线的拐点位置来确定接触带的位置，置来确定接触带的位置，在探测基岩起伏以及地下只有一个典型界面的背脊或向在探测基岩起伏以及地下只有一个典型界面的背脊或向斜构造时，往往在不同的地质情况下得到类似的对称四极斜构造时，往往在不同的地质情况下得到类似的对称四极剖面法剖面法 s s曲线曲线.判断基岩相对覆盖层是高阻还是低阻判断基岩相对覆盖层是高阻还是低阻根据大极距曲线形态勾画基岩起伏根据大极距曲线形态勾画基岩起伏利用复合对称四极剖面法有助于解决基底的起伏问题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，若基底为高阻向斜，S SABAB曲线在曲线在 S SABAB曲线的下方；曲线的下方；若基底为低阻向斜，若基底为低阻向斜，S SABAB曲线在曲线在 S SABAB曲线的上方；曲线的上方；这是因为小极距时这是因为小极距时 S SABAB曲线反映较浅处岩层的电性情况。曲线反映较浅处岩层的电性情况。2.2.对称四极剖面法的实际应用对称四极剖面法的实际应用用用“对称剖面法对称剖面法”研究覆盖层下的基岩起伏（向斜或背斜）和对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。下的地质构造、划分接触带、寻找厚岩层（矿体）等。应用实例应用实例例例1 1：用对称四极剖面法寻用对称四极剖面法寻找地下古河道某古河道两侧找地下古河道某古河道两侧以及下部岩石由砂粘土组成，以及下部岩石由砂粘土组成，电阻率较低。而古河床中充电阻率较低。而古河床中充填的沙卵石则为高阻。填的沙卵石则为高阻。例例2.2.用复合对称四极剖面法确定基岩的相对起伏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，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。为此做了对称四极剖面法见下图。