电法-电阻率法.ppt

矿产综合勘查技术 电阻率法 谭俊 Anyquestion pleasesende mailtotanjunallan orQQ 272813431 由于地下各种岩石 矿石之间存在导电性的差异 因此它将影响由人工建立的或者天然存在的电场的分布状态 电阻率法是利用仪器和方法来了解这种电场的分布状态 从而达到解决地质问题的目的 电阻率法 1基本原理2应用条件3适用范围4具体操作5应用案例 1基本原理 1 岩 矿石的导电机制A岩石孔隙水 带电离子通常1 10 m 很少 100 mB金属导体 自由电子自然铜 金 银 石墨 电阻率低 1 基本概念 C半导体 空穴 导电 杂质 大多数金属硫化物 金属氧化物 电阻率较低 通常 10 6 106 m D固体电解质 离子导电 填隙离子或空格点 绝大多数造岩矿物 石英 长石 角闪石 辉石等等 电阻率高 通常 10 6 m 通常 岩浆岩电阻率最高 变质岩次之 沉积岩最低但 沉积岩中石灰岩 岩盐 石膏 高变质岩中含石墨或碳质 低 2 影响岩 矿石电阻率的因素A 岩 矿石的成分 含量和结构B 岩 矿石的孔隙度和湿度C 水溶液矿化度D 岩 矿石的温度和压力E 构造层 3 电阻率公式及视电阻率 电阻率法中 通常是在地面上任意两点用电极A B供电 在另两点M N测定点位差 K为装置系数 排列系数 各电极间距测 通常 露头法 小电极距 电测井或标本测定 实际工作中 地下地质情况是复杂的 地下介质呈各向异性非均质性分布 且地表不水平地电断面 电法勘探中通常把地下地质体按照电阻率的差异划分的地质断面 与地质断面可能一致 也可能不一致电阻率法所研究的正是这种电阻率不均匀的地电断面 视电阻率是电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合影响值 不同于前述 值 4 视电阻率与电流密度的关系 地形起伏 导电性不均匀体 测量电极距MN很小 地形水平 导电性不均匀体 测量电极距MN很小 MN范围内电流强度和密度恒定 电流线 低阻吸引 高阻排斥 吸引或排斥均系界面上积累电荷的作用 当电流由低阻体进入高阻体时 界面上积累正电荷 与场源同符号 按同号相斥的道理 高阻体对来自场源的电流线起排斥作用 反之 若电流由高阻体进入低阻体 界面上积累负电荷 与场源符号相反 按异性吸引的原理 低阻体对场源发出的电流线起到了吸引作用 5 电流密度随深度的变化集中于地表的电流越多 流于深部的电流就越少 当埋于深部的岩石中电流密度很小时 岩石电阻率的变化对地表附近的电流密度的影响不大 因而勘探的深度就越小 电阻率法勘探深度是一个复杂的问题 可以粗略的认为 能够在地表产生可靠的视电阻率的最大深度 即为所采用电极排列 或电极距 的勘探深度的1 3 最佳电极距 2 电阻率剖面法 是以地下岩 矿 石电阻率差异为基础 人工建立地下稳定直流或脉动电场 按照某种极距的装置形式沿测线逐点观察 研究某一深度范围内岩 矿 石沿水平方向的空间电阻率变化 以查明矿产资源和研究有关地质问题的一组直流电法勘探方法 电极排列方式 1 联合剖面法 2个三极装置A M N B一起移动 注意 A 无穷远极位于侧线中垂线上B CO 5AO AB 2 5 10 H MN 1 3 1 10 AB 2C MN一般等于点距或2倍点距D 各电极距不变 仪器测试 良导薄脉上的联合剖面曲线 薄脉 脉宽度 极距L 良导脉的屏蔽作用 正交点 低阻交点 所谓薄脉 是指脉的宽度比极距L小 在倾斜的良导薄脉上 两条曲线是不对称的 但仍然有正交点 交点位置在脉顶附近 稍移向倾斜一侧 下图为不同倾角时良导薄脉的模型实验曲线 可以看出随着倾角的减小 两条曲线的不对称性越加明显 若低阻脉向B极方向倾斜 则的极小值小于的极小值 反之 则极小值小于极小值 综合各种实验结果得知 低阻薄脉倾角越小 埋藏越浅 以及极距L AO BO 适当地加大时 两条曲线的不对称性就越显著 正交点向倾斜方向的位移也越远 操作中 还可通过改变极距判断倾向 向两条曲线所围面积较大的一侧倾斜 a 高阻脉顶上方有一个不太明显的联合剖面曲线的 反交点 反交点 的左侧和右侧视阻率 图 b 脉顶上呈现高阻异常 其两则曲线同步下降并各自出现极小值 故曲线分异性差 歧离幅度很小 反交点 一般都不用联合剖面法找高阻体地质体 高阻体脉上的联合剖面曲线 A高 低阻 B脉体倾向 C绿框指示 D测点更远曲线会出现什么情况 2 中间梯度法 供电电极AB的距离很大且固定不动 测量电极MN在AB距离中间三分之一地段逐点测量 记录点位于MN中点 两个异性点电源的场 注意 K值不恒定 测量电极每移动一次需重新计算AB 2 35 40 HMN 1 15 1 25 AB 2AB的距离要比勘探深度大得多 在观测范围内 电场可以看作是均匀的AB固定 MN在AB中段1 2 1 3范围内逐点测量 优点 A最大限度的克服了其它电剖面由于供电电极附近电性不均匀对视电阻率测量的影响B一线布极 多线测量 工作效率高C用于寻找陡倾的高阻岩脉 如含金石英脉 伟晶岩 效果显著 或配合激发极化法 了解极化体的电阻率特征 屏蔽 易垂直通过 巩固 复合 对称剖面法 保持四个电极距不变 同时沿着侧线移动巩固充电法 自然电场法 3 电阻率测深法 电测深法是在同一点上逐次扩大供电电极距 使探测深度逐渐增大 以此来得到观测点处沿垂直方向上由浅到深的 s变化情况 简称电测深 又名电阻率垂向测深 是利用岩矿石的导电性差异为基础 分析电性不同的岩层沿垂向分布情况的一种电阻率方法 应用条件 地层应基本水平 地层倾角小于20 各层间有较明显的电阻率差异 地形起伏不大 K为变值 水平二层断面与二层电测深曲线 多层类似组合 双对数坐标 2应用条件 勘查对象与周围地质体间存在明显的电阻率差异勘查对象的电测异常能从干扰背景中分辨出来不宜开展电剖面法工作的地区A地形切割剧烈 悬崖峭壁 河网发育以及通行困难地区B低阻覆盖厚度大 形成电屏蔽层而难以保证获取可靠观测信号的地区 C接地电阻过大 又难以采取措施改善接地条件的地区D因有强大的工业游散电流而使观测困难 难以保证观测质量的地区 3适用范围 4具体操作 简略 测线方向符合下列规则测线应尽量垂直勘查对象的走向 并尽可能避免或减小地形影响和其它干扰因素的影响测线方向应与工区中的地质勘探线 典型地质剖面方向一致 测区中应有足够数量且具代表性的地质物性综合剖面 至少要有1 2条剖面能够比较完整的穿越区内不同地层及各种岩体和矿体 综合剖面应选在地质情况比较清楚 构造比较简单的地段 测网精度 测地工作精度 电极距的选择 联合剖面 中间梯度 此外包括 参数测定