电法勘探 充电法

第二章充电法和自然电场法复习：几个基本概念方法

利用的物性电阻率法导电性充电法导电性自然电场法导电性和电化学活动性激发极化法导电性和电化学活动性（直流激电和谱激电法）电磁法导电性和导磁性（频率域电磁法和时间域电磁法）常用的电法勘查方法及利用的物性充电法基本概念及应用领域充电法的基本原理理想导体充电场的基本特征充电球体的电流场充电椭球体的电流场非理想导体的充点场充电法的应用充电法应用的条件充电法的野外工作方法充电法的应用什么是充电法是对地面上、坑道内或者钻孔中已经揭露的良导体直接充电，通过观测其充电场的空间分布来了解矿体规模大小和赋存状态的电法勘探方法。属传导类、主动源直流电法应用范围：金属矿的详查及勘探阶段：查明矿体的产状、分布及其与相邻矿体的连接情况水文、工程地质调查中：用来测定地下水的流速、流向、追索岩溶发育区的地下暗河和研究滑坡等问题一、充电法的基本原理（一）理想导体：

所谓理想导体是指导体本身的电阻率为零。其特征该导体位于一般导电介质中，向其导体上任何一部位接通外加电源供电时（充电），导体均为电压等位体；电流遍及整个导体，无电位降，而后垂直表面流向周围介质之中。

充电导体附近电流线和等电位线的分布

(a)剖面图;(b)平面图;1—电流线;2—等电位线理想导体的充电场（在介质中的电流场），与充电点的位置无关，仅与充电电流强度，理想导体的位置，形状，大小，产状及周围介质的电性分布有关。若围岩为均匀电性介质，其空间等位面分布与充电导体形状相似；其相似程度与相距充电体的距离成反比。对有限三度体不论其外形如何，若距离充分大的条件下，其电位等值面趋于球形分布。（二）充电球体的电流场①平面分布规律由于球体的对称性，其充电电场的分布与位于球心的点电流场极为相似，其电位等值线的平面分布为一簇同心圆。充电球体等位面②剖面分布规律

在主剖面上，电位曲线成轴对称正异常，球心投影点处为极大值，两侧电位对称减小趋于零；电位梯度曲线成左正右负点对称异常,球心投影点处为零，两侧电位梯度绝对值对称减小趋于零；旁侧剖面上，其电位和电位梯度的分布与主剖面相似，但其强度减弱，范围变大。（三）充电椭球体的电流场①平面分布规律充电电场的地表电位等值线呈同心椭圆曲线。与椭球导体的水平截面相近，电位等值线基本上反映了充电椭球体的形状、产状和空间位置。但随着远离充电椭球体，电位等值线趋于圆形②剖面分布规律若充电椭球体在地下成轴对称分布，则主剖面上，电位曲线成轴对称正异常分布，椭球体的中心投影点处为极大值，两侧对称减小趋于零。水平椭球体的异常范围比直立椭球体的异常范围大。电位梯度异常呈点对称分布，极值点位于椭球体边界外侧附近。对倾斜分布的充电椭球体，其电位异常呈现非对称分布，倾斜一侧异常曲线变缓，电位梯度曲线在倾斜一侧异常极值幅度变小。不论是对称分布的、还是倾斜分布的充电椭球体，其剖面异常的电位异常曲线的拐点和电位梯度曲线的极值点基本上反映了地下充电体的地面水平投影边界。（1）当充电点位于不等位体边缘时，电位及电位梯度曲线都不对称；（2）当充电点位于不等位体的中心时，电位及电位梯度曲线均成对称分布（很难与等位体区分开来）（四）非理想导体二、充电法的实际应用（一）充电法应用的条件1、探测对象的电阻率ρ1应远远小于围岩电阻率ρ2；2、围岩岩性比较单一，地表介质电性均匀稳定，地形起伏不大；3、埋于地下的充电体必须有露头，或是天然露头或是人工露头（浅井、泉眼、钻孔、坑道等）（二）充电法的野外工作方法1、电位法

N极置于距充电体足够远的某一固定基点上。M极沿测线逐点移动，观测各测点相对于固定基点的电位差，即为该点的电位值U，为了消除电流变化的影响对电位值进行电流归一，用U/I表示。2、电位梯度法

MN置于同一测线上，保持相对位置和间距不变，沿测线逐点移动，计算电位梯度ΔU/Δx=ΔU/MN，进行电流归一后表示为ΔU/I•MNN3、追索等位线法

布置充电点，以充电点为中心，布设夹角为45°的辐射状测线，距充电点由近及远分别已一定间隔追索等位线。固定电极N放在某一测线的一定位置上，在相邻测线上移动M极寻找以N极点的等位点（UMN=0），记录该点位置，将各等位点连接成等位线。测量结果用等电位线平面分布图表示（三）充电法的应用1.确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、产状、规模、平面分布位置及深度2.确定已知相邻矿体之间的连通关系3.在已知矿附近找盲矿体4.利用单井测定地下水的流速、流向5.研究滑坡及追踪地下金属管线1.确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、产状、规模、平面分布位置及深度相邻不相连导电矿脉上的电位梯度异常曲线两个相邻且相连导电矿脉上的电位梯度异常曲线2.判断矿体是否相连3.测定地下水流速、流向布置电极：将A极至于待测含水层中部，N极固定于水流相反方向，与井口距离约为待测含水层深度；进行正常场测量，井周围介质是均匀各项同性时等位线近似为一个圆；将盛岩布袋悬挂于A极附近，并记下投盐时间t1；按一定时