2014电法原理复习重点资料

中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理12014年版电(磁)法原理复习重点一、名词解释：0.电法勘探：以岩矿石的导电性、电化学活动性、介电性和导磁性为物质基础，使用专门的仪器设备、观测地壳周围的物理场变化进而达到解决地质问题的一种物探方法。1.地电断面：按照电阻率差异来划分的地质断面。2.电阻率：表征某种物质导电性的参数，国际单位制中定义为电流流过每边长度为一米的立方体均匀物质所遇到的电阻值。3.视电阻率：在地下岩石电性分布不均匀(同时赋存有两种或两种以上导电性不同的岩石或矿石)或地表起伏不平的情况下，若仍按测定均匀水平大地电阻率的方法计算的结果称之为视电阻率。IUkMNSor2s1HE4.平均电阻率：表示层状岩石的平均导电性tnm5.各向异性系数：表征层状岩石的各向异性程度（Ps：沿层理方向的电阻率ρt垂直于层理方向的ρn）6.自然极化：由不同地质体接触处的电荷自然产生的(表面极化)或由岩石的固相骨架与充满空隙空间的液相接触处的电荷自然产生的(两相介质的体极化)7.人工极化：是在人工电场作用下产生的极化•8.偶极剖面的正交特性：对板状体情况而言，电阻率不同和产状呈正交，而异常形态、特点和分布规律相同的现象被称为偶极剖面法异常的“正交特性”。9.波阻抗：波阻抗是介质对电磁波传播的一种物理特性，据此特性有可能确定介质的电阻率和磁导率。•ZEｘ/Hｙ=-iωμ/k1ZEｙ/Hｘ=iωμ/k1ik119.平面电磁波：在每个固定的时刻波的相位波前是个水平面的电磁波,简单说，就是电场E和磁场H在波的传播中位于同－个平面上，并且E和H都与传播方向相垂直。10.电阻率的饱和效应：即使导电性差异再增大，电阻率异常也不会再有明显的增加，人们将这种现象称为视电阻率异常的饱和效应。11.互换原理：收发线圈互换位置，相对状态不变，观测的异常数值相同12.椭圆极化：由于一次场和二次场在观测点上的空间方向不同，幅值不同，相位不同，而它们的频率相同，所以这两种场合成结果必然形成椭圆，即总磁场(或总电场)矢量端点随时间变化的轨迹为椭圆，我们将这个总场称为椭圆极化场。13.S等值性：三层电测深H、A型曲线中，当1、1h和3相同时，在一tn中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理2定范围内按比例改变2h和2，保持2S值不变，导致不同的地电断面对应形状几乎相同的S电测深曲线。可以外推到n层电测深曲线，只要s不变，S电测深曲线形状就不变。14.T等值性：三层电测深的K、Q型曲线中，当1、1h和3相同时，只要保持2T值不变，虽然层参数2h和2不同，但对应的三层曲线几乎一样。可以外推到n层电测深曲线，只要T不变，S电测深曲线形状就不变。15.面极化：激发极化均发生在极化体与围岩溶液的界面上，如致密的金属矿或石墨矿属于此类。16.体极化：极化单元(指微小的金属矿物、石墨或岩石颗粒)呈体分布于整个极化体内，如浸染状金属矿石和矿化、石墨化岩石以及离子导电岩石均属这一类。17.极化率：表征体极化岩、矿石的激电性质参数00100)(2),(TUtUtT•为简单起见，我们将长时间供电(T→∞，即充电达饱和)和断电瞬间(t→0)η（∞，０）定义为极化率，记为η18.频散率：描述交流激电特性的参数fGfGfDGDUUUffP),(参数P(fＤ，fＧ)为电场幅值在fＤ，fＧ两频率间的相对变化，称为频散率，以百分数表示。19.同线装置：发、收线框在同一条测线上20.旁线装置：发、收线框分别在两条测线同号点上21.穿透深度：在均匀介质中，平面波沿Z轴方向前进振幅衰减为地表（z＝0）值的1/e倍时的距离，称为趋肤深度，又称为穿透深度。)(5031mfb22.波数：亥姆霍兹方程022EkE022HkH中系数k为波数，描述波的传播特性，反映电磁波在传播时，振幅衰减程度和波长缩短情况。)(22jk或k=a+bib：是说明波传播单位距离衰减程度的常数，称为电磁波的衰减常数a：表示波传播单位距离相位的滞后，称为波的相位常数。中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理3p=｜ｋ１p1“近区”p1“远区”。23.近区：近区指的是收—发距很小或频率很低(或波长很长)的范围;24.远区：远区指的是收—发距很大或频率很高(或波长很短)的范围。25.等效电阻率：发生体极化效应时，极化体对极化总场的电阻率。二、简述、绘图题和计算题1、到目前为止，电法勘查利用了岩、矿石的哪些电学性质?其表征参数是什么?简要分析影响这些参数的主要因素有哪些?答：导电性、电化学活动性、介电性、导磁性。导电性参数为电阻率（ρ）：岩、矿石的组成矿物及所含水的导电性、含量、结构、构造及其相互作用、温度和压力。电化学活动性参数为极化率(η)：观测时的充放电时间、电子导电矿物的含量和岩、矿石的结构、构造。介电性参数为介电常数（ε）：岩、矿石的组成矿物及其含水性。导磁性参数为介质的磁导率（μ）：岩石磁性矿物含量、颗粒大小、结构、温度、压力。2、*简述岩、矿石电阻率与温度的关系。电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高而上升；离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低。3、*简述岩矿石电阻值变化的一般规律。岩石的孔隙度减小，ρ减小；化学沉积岩电阻率最高；地质年代越老，由于岩石的致密程度越高，孔隙度和储水能力越低，故电阻率越低。4、*简述岩石和矿石的激发极化特性。某些岩石和矿石在特定的自然条件下，在岩石产生的各种物理化学作用下，岩石可以形成面电荷与体电荷。岩石的这一性质称为岩石极化。5、*简述影响岩、矿石极化率的主要因素。与观测的充放电时间有关，还与岩矿石的成分、含量、结构及含水性等多种因素有关。6、*简述电磁波在导电介质中的传播性质。振幅衰减、波长比空气短、传播系数K概括了这一点：反应了电磁波振幅的衰减、以及波长的缩短情况。7、*均匀大地及岩矿石电阻率的测定方法及原理通过地面A(+)和B(-)向地下供入电流强度I本公式，很容易写出M和N：BMAMIUM112BNANIUN112M、N两点之间的电位差为：BNBMANAMIUUUNMMN11112移项有：IUBNBMANAMMN11112简化为IUKMN中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理4k=BNBMANAM11112称为装置系数用电法勘查仪器实际测出电位差ΔＵＭＮ和供电电流强度I之后，便可按公式IUKMN求得均匀大地之岩石电阻率值。8、*何谓电阻率和视电阻率？试说明它们的异同点。答：电阻率：在地面水平、地下充满均匀各向同性的导电岩石时，按公式计算的结果为均匀大地电阻率。视电阻率：在地下岩石电性分布不均匀或地表起伏不平的情况下，仍按公式MNUKI计算的结果称之为视电阻率。相同点：具有相同的量纲，相同的公式。不同点：影响因素不同。（1）电阻率与岩、矿石的组成矿物及所含水的导电性、含量、结构、构造及其相互作用、温度和压力有关。（2）视电阻率与与地下不同导电性岩石(或矿体)的分布状况有关，还与所采用的装置类型、装置大小、装置相对于电性不均匀体的位置以及地形有关。9、何谓电阻率剖面法？举例说明电剖面法种类及其特点。答：是指供电电极和测量电极间的距离经选定后保持不变，且同时沿一定剖面方向逐点进行观测电位差ΔＵＭＮ、供电电流I，并算出视电阻率ρｓ，借以研究沿剖面方向地下一定深度范围内横向电性变化。种类：A和BMN在AB中段1/3MN中点为记录点。A和测量电极M之间距离(一般为几十米)保持不变，AM沿测线移动，另一供电电极B和测量电极N置于“无穷远”处，固定不动。AM中点为记录点。B置于“无穷远”，而将AMN沿测线排列并进行逐点观测时，便称为三极装置。MN中点为记录点。联合剖面法：两个对称的三极装置AMN-MNB联合组成，其中电源负极接到置于“无C极，正极可分别接至A极或B极。记录点取在MN的中点对称四极剖面法：AM=NB，记录点取在MN的中点偶极剖面法:这种装置的特点是供电电极AB和测量电极MN分开有一定距离。取OO′中点为记录点(O为AB中点，O′为MN中点)，由于四个电极都在一条直线上，故又称轴向偶极。MNUKI中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理510、*举例说明电剖面法确定地质体走向、产状的方法。举联合剖面法为例：通过联合剖面法的交点可以确定地下地质体在平面上的投影，因此可以通过布置多条测线，通过它们的交点坐标可以得到走向。通过联合剖面法改变极距，所得ρs曲线交点对应的方向可以确定地质体的产状。11、掌握典型地电断面上中梯、联剖装置上ρｓ和ηｓ异常特点。（我只画出了电阻率的，别忘了极化率的啊）答：一、中间梯度装置：球体：球体为低阻时，在球心正上方s有极小值，两侧有1s极大值。球体为高阻时，在球心正上方s有极大值，两侧则有1s的极小值。因此，根据s曲线主极值点的坐标，可确定球心在地面的投影位置。板状体：直立良导薄脉上(μ１２)，中间梯度法的ρｓ异常很小，极不明显(除非c/h0直接出露地表)；直立高阻薄脉上(μ１２)，中间梯度法ρｓ异常明显，其相对异常值随c/h0的增大而增大，即高阻脉中心深度h０ρｓ相对异常越大。(μ12)上，ρｓ异常明显，并且薄板的水平宽度愈大，异常(μ12)上，ρｓ异常很小。联剖装置：垂直接触带：中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理6球体：无论哪种极距(AO)，其ρｓA和ρｓＢ曲线在球心正上方(或球顶上)均有一个交点(ρｓA=ρｓＢ)，并在交点左边有ρｓA＞ρｓＢ，右边则ρｓＢ＞ρｓA。这时ρｓA的极小值出现在球体右边，而ρｓＢ的极小值则出在球体左边。对称四极剖面法的ρｓρｓAB＜ρ１的极小值异常板状体：低阻：中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理7：在正交点两翼，两条曲线明显地张开，一个达到极大值，另一个则为极小值，形成横“8”字式的明显岐离带。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。高阻：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ρｓA＜ρｓＢ；右侧ρｓA＞ρｓＢ②脉顶上呈现高阻异常，其两侧ρｓA和ρｓＢ曲线同步下降并各自出现极小值。故ρｓAρｓＢ曲线分异性差，岐离幅度很小。值得注意的是，当供电电极通过高阻脉时，在相应的ρｓ曲线上还会出现一个次级的峰12、简述电测深曲线的等值性?答：在实践中人们发现，某些参数不同的地电断面对应的三层电测深曲线，彼此相差甚小(在实际观测误差5%以内)，以至区别不开，实际上可以认为是相同的。上述三层曲线的性质称为中间层的等值性，即三层曲线的等值性。中国地质大学（武汉）地空学院061121班沈杨整理813、根据电流密度在地下的分布规律，用视电阻率微分表达式，画图并定性分析直立低阻体的联合剖面法As和Bs曲线的变化规律。答：视电阻率微分表达式：0MNSMNjj首先分析ρｓAAMN流的畸变作用较小，因jAMN=jA0，ρｓA＝ρ1(见曲线上的1号点)AMNMNMNjAMN＞jA0，故ρｓA＞ρ1，ρｓ曲线上升(见曲线上的2号点)AMN致使ρｓAMN电流，使jAMN相对减小，ρｓA曲线亦开始下降，因而在3号点形成了一个极MN作用最强烈，jAMN急剧减小，因而ρｓA曲线也随之迅速下降。A和MN各处在良导脉的一侧，由于良导脉的屏蔽作用使ρｓA曲线出现一段比较宽的低值段(见4号点)。AMNjAMN逐渐增大，从而使ρｓA≈ρ1(见曲线上的5和6号点)同理，可以分析ρｓＢ曲线。ρｓA和ρｓＢ两条曲线相交，交点位于直立良导脉顶上方；且在交点左侧ρｓA＞ρｓＢρｓA＜ρｓＢ。14、简述充电法的原理、应用条件、应用范围和观测方式。答：充电法是以地下岩、矿石导电性差异为物质基础的另一种传导类