1、- 1 -考试复习题：、 电法勘探1、 电法勘探的定义？ 电法勘探是以岩、矿石之间电 学性质的差异为基础，通 过观测 和研究与这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体(岩溶、风化层、滑坡体等) 的一类勘查地球物理方法。2、 电法勘探的分类？ 就场本身的性质而言，可分为 两大类，即 传导类电法和感应类电 法。传导类电法以各种直流电法为主，有电阻率法、充电法、自然电场法和激发极化法等。感应类电法则可分为电磁剖面法和电磁测深法。按工作 场地的不同，又可分 为航空 电法、地面电法、海洋电法和地下电法等，它们在方法技术上各有不同的特点。一、电
2、阻率法的基础知识1、影响岩土介质电阻率的因素有哪些？怎 样影响？ 自然状态下，岩土介质的电阻率除与介 质组分有关外， 还与岩石的 结构、构造、孔隙度、湿度、矿化度及温度等因素有关。介质组分：一般来说，当岩石中良 导性矿物的体积含量高时 ，其 电阻率通常较低。相反，当造岩矿物含量高时，岩石电 阻率亦很高。结构和构造：在导电金属矿物含量相同的条件下，岩石的结 构起着重要的作用。浸染状结构岩石中良导性矿物被不导电矿物包围，其 电阻率要比良 导性矿物彼此相连的细脉状结构岩石为高。如对含针、片状矿物，沿层理方向（纵向）电阻率小于垂直层理方向（横向）电阻率，两个方向间存在各向异性。湿度：湿度对岩石的电阻率
3、有很大的影响， 这是因为水的电 阻率较小，含水岩石的 电阻率远比干燥的岩石低。矿化度：矿化度越高，电阻率越低。温度：温度的变化直接影响着岩石的电阻率。 这是因为，温度升高时，一方面岩石中水溶液的粘滞性减小，使溶液中离子的迁移率增大。另一方面，又使溶液的溶解度增加，矿化度提高，所以岩石的电阻率通常随温度的升高而下降。2、纵向电导和横向电阻的含义 及其公式表述形式？ 为了研究层状介质的导电特性，我 们在层状介质中取底面 积为 l 、厚度为 的六面岩2mh柱体。水平均匀层状介质模型- 2 -当电流垂直于柱体底面流过时，所 测得的电阻称为横向电 阻，用符号 表示。显然，第 iT层的横向电阻等于该电性层
4、的厚度与电阻率的乘积，即： iihT当六面岩柱体由厚度和电性不同的 个岩层组成时，按串联电路原理，其总横向电1n阻为： nnhhT 2121电流平行于岩柱体底面流过时所测得的电导称 为纵向电导 ，用符号 表示，单位为西S门子。显然，第 i 层的纵向电导 等于该电性层厚度与电阻率的比值，即： iiS若六面岩柱体由 个厚度和电性不同的岩层组成时，其总纵向电导为：1n nn hhS /212 3、稳定电流场的边界条件？ （1）、电位连续有限条件：除场源点外，电位处处连续 ，处处有限：在接近点电流源的点上： Ur,0在距场源无限远的点上：（2）、地面上（场源点除外）电流密度法向分量 为零条件 01nJ
5、n（3）、介质分界面上的连续条件：电位连续： 21U电流密度的法向分量连续： 切向分量不连续：,21nj ttj21电场强度的切向分量连续： 法向分量不连续：ttEnE- 3 -3、 一个点电流源的电场具有什么特征？电流密度、 电场 、电位的表述式？ 如图所示，一个点电流源在地下均匀各向同性半空间中的等电位面为一系列以它为中心的同心半球面。在点源附近电位衰减很快，随远离点源衰减变慢。电场的衰减比电位快，其正、负由电流线方向与 轴正向x相同或相反而定。电流线是以点 电流源 A为中心向周围呈辐射状分布。 电流密度 j 的方向与矢径 r 的方向一致，处处与等电位面正交。电位、电流密度和电场强度均与供
6、电电流强度 I 成正比，而电位与 r 成反比，电流密度和电场强度与 r 的平方成反比。均匀各向同性全空间，在距 A 极距离 r 的观测点 M 点处：rIEUrIj2244均匀各向同性半空 间，在距 A 极距离 r 的观测点 M 点处：rIEUrIj225、请说明电阻率是怎样测定的？ IUKMNBA112上式即为利用四极装置测定电阻率的基本公式，即两个供电电极之间测量一下电流，两个测量电极之间测量一下电位差，根据四个 电极之间的相 对位置测量装置系数(或排列系数)，代入上式求取即可。6、说明视电阻率和真电阻率的区 别？ 真电阻率：电阻率是用来表征岩矿石电性好坏的参数。由材料性质决定。在数 值上等
7、于电流垂直流过单位横截面积条件下， 单位长度导体的电阻。用符号 表示。电阻率越低，导电性越好；电阻率越高，导电性越差。视电阻率：在理想情况（地面为无限大的水平面，地下充 满 了均匀各向同性的导电介质）下，利用电阻率的测量公式测 得的是大地的真电阻率。然而实际情况是地形地质情况复杂，地形往往起伏不平，地下介质 也不均匀，各种岩石相互重叠，断 层裂隙纵横交错，或有良导矿体、溶洞等等，电阻率往往不均匀。此时利用电阻率的测量公式计算得到的电阻率称为视- 4 -电阻率，它不是某一岩层的真 电阻率，而是 该电场分布范围 内，地下各种电性不均匀体和地形起伏的一种综合反映，以 表示。 视电阻率虽然不是岩石的真
8、 电阻率，但可以根据所测视s电阻率的变化特点和规律去发现和探查地下的电性不均匀体，达到找矿和解决其它地质问题的目的。7、怎样根据视电阻率反推地下低阻或高阻体的存在？写出公式。并说明利用该公式反推地下低高阻时有哪些假设？为什么？ 根据视电阻率反推地下低阻或高阻体存在的公式为： ，其中 为 MNMNsj0j电极间任意点沿 MN 方向的电 流密度分量， 为 MN 间正常场的电流密度，只决定于装置0j的大小和类型，对于一定的装置，可认为是已知的。 为 MN 间任意点岩石的电阻率。因MN此视电阻率是与介质真电阻率 成正比的量，其比例系数为 ，这是测量电极间MNj0实际电流密度与假设地下为均匀各向同性介质
9、时正常场电流密度之比。 包含了在电场MNj分布范围内各种电性地质体的综合影响，当地下半空 间有低租不均匀体存在 时，由于正常 电流线被低阻体吸引，使地表 MN 处的实际电流密度减少，故 ， 。这样，地表观测视电阻率的变化，便可揭示地下电性不均匀地质体的存MNj0sMN在与分布，这就是电阻率法能 够解决有关地质问题的基本物理依据。应用该公式时，有一个表土电性均匀的假设，即沿着 测线移动 变化很小，否则 将既取决于 的变化，也MNsMN取决于 的变化，无法判断 视电阻率的变化到底是地表 电性不均匀体引起的， 还是地下电Nj性不均匀体引起的。8、在非均匀介质中电流场具有什么特点？ 实质是什么？ 在非
10、均匀介质中，电流线在不同介 质的分界面会发生折射。总体上表现为：低阻体吸引电流线，致使大部分电流从它的内部流 过；高阻体排斥电流 线，致使 电流线大部分从围岩流过。介质中的电流总是按照所遇阻力最小的路径流 动，或者说总是自动地满足电场做功最小的状态。非均匀介质中的稳定电流场实质上可以看成是由场源和界面上的积累电荷产生的。界面上积累电荷的密度与场源强度及界面两侧的电阻率差异成正比。吸引或排斥均 为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。按同性相斥的原理，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时，界面上积累负电荷，与场源
11、反号，按异性相吸的道理，低阻体对场源发出的电流线起吸引作用。9、研究电流密度随深度的分布 规律有怎样的意义？影响探 测深度的主要因素是什么？ 勘探深度是指在给定装置条件下能产生可靠相对异常、可查明探侧目标的最大深度。研究电流密度随深度的变化规律， 对电阻率法勘探有很大意 义。因 为，地面电阻率法是根据地表电流密度的变化来判断地下电阻率有明显差异的地质体的存在。集中于地表的电流越多，流入地下深处的电流就越少。当埋藏于深部的岩石中的电流密度很小时，岩石电阻率的差异对地表附近电流密度的影响很小，因而能 够进行勘探的深度也就小了。要想增大勘探深度、只有增加供电极距。 AB 越大，勘探深度也越大。- 5
12、 -二、电阻率剖面法1、电阻率剖面法的总体特征是什么？有哪些分 类？ 总体特征：供电极距不变，整个装置沿 观测剖面线移动，逐点观测视电阻率的变化。根据勘探深度和供电极距的关系，由于供 电极距不变，勘探深度就保持在同一个范围内。因此电阻率剖面法研究的是某个深度范围以上横向上电阻率的分布情况。主要可分为：联合剖面法，适用于探 测陡倾的低阻体；（复合） 对称四级剖面法，适用于面积性测量；中间梯度法，适用于探 测陡倾的高阻体；偶极剖面法等。 2、联系“联合剖面法”方法的命名 说明“联合剖面法”的总体特征及主要适用范 围？ 总体特征：联合剖面法是用两组三极装置进行测量， 这是“联合”一词的由来。每组三极
13、装置有一个无穷远极。在同一 测点上，两 组三极装置各测一次。在低阻体上方有正交点存在，在高阻体上方有反交点存在。优点：灵敏度高、分辨力 强、异常幅度大。缺点：该测量方式工作效率低，因为一点测量两次，装置比较笨重，有笨重的无穷远极存在。受地形和地表岩性不均匀的影响大，易使曲线发 生畸变而出现假异常。适用范围：主要用于寻找产状陡倾的层状或脉状低阻体或断裂破碎带。3、联系“中间梯度法”方法的命名 说明“中间梯度法”的总体特征及主要适用范 围？ 这种方法的特点是供电电极 A 和 B 相距很远且固定不动，测量电极 M 和 N 在 A、B 之间的中部约(1/2-1/3)AB 的范围内同时移动，逐点进行测量
14、。此外，MN 还可以在平行于主剖面线 AB 的几条相邻测线中部移动，逐点 进行测量。旁 测线 与主测线的最大垂直距离不超过1/6AB。由于中间梯度法布设一次供电电极可同时观测数条 测线，因此工作效率较高，且能最大限度地克服供电电极附近电性不均匀的影响。中梯法中由于 AB 很大，在 AB 中部测量范围内的电场 可以认为是均匀电场， 视电阻率曲线所反映的必然是 MN 电极附近地层电阻率的变化情况。用中梯法寻找高阻岩脉(如伟晶岩脉、石英岩脉等)可以取得显著的效果。例如对直立高阻脉来说，其屏蔽作用明显，排斥 电流使其汇聚于覆盖层。这将使 jMN 增大而使视电阻率曲线 在高阻脉上方出现突出的高峰。对于低
15、阻的、不宽的断层破碎 带等良导直立薄脉，由于水平电流线均垂直于它( 电流密度的法向分量连续，切向分量为零 )，使 jMN 变化不大， 视电阻率异常不明显。所以，在 实际工作中常用此法追索高阻陡倾地质体。4、联系“对称四极剖面法”方法的命名 说明“对称四极剖面法 ”的总体特征及主要适用范围？ 对称四极剖面法，顾名思义，供电电极和测量电极分别相对 于测量点对称，在观测过程中，四个电极保持相对位置不 动，同 时沿侧线移动。从场的特点看，对称四极剖面法是两个异性点电流源的场，其位于供 电电极的中部，故其正常 场也是均匀 场，且异常的特点与中间梯度法类似。但由于在对称四极剖面中 测量电极是与供电电 极同
16、时移动的，故 视电阻率曲线比中间梯度法复杂一些，生产 效率也低一些。因而，一般能用中 间梯度法解决的问题，就不用对称四极剖面法解决。即：对 于寻找高阻岩脉， 对称四极剖面法不如中 间梯度法经济、效率高；对于探测良导薄脉，又不如 联合剖面法异常反映明显。因此，对称四极剖面法一般不用于寻找薄脉状地质体，在工程、水文及环境地质调查中多用于面积性测量，探测浅部基岩起伏，寻找构造破碎带，以及厚岩层 等地质填图和普查工作，在合适的条件下，还可以圈定岩溶的分布范围及追索古河道等，应 用较为广泛。5、电阻率剖面法和电阻率测深法有什么区 别？ 电阻率剖面法是采用固定极距的电极排列，沿剖面 线逐点供 电和测量，
17、观察视电阻率的变化规律。由于电极距不变，勘探深度就保持在同一范围内。因而视电阻率沿剖面的变化可以把地下某一深度以上具有不同电阻率的地质体沿剖面方向的分布情况反映出来。 电阻率测深法是采用在同一测点上多次加大供电极距的方式，逐次测量视电阻率的变化，反映 该测- 6 -点下电阻率有差异的岩层或岩体在不同深度的分布状况。6、表土电性不均匀对视电阻率曲 线有什么影响？怎样消除？ 覆盖层电性不均匀，将导致视电 阻率曲线出现锯齿状跳动 ，视电阻率异常往往不明显，甚至曲线图上不出现低阻正交点。消除表土电性不均匀的影响，可采用下述两种方法。（1）、比值曲线法对于联合剖面法，比值曲线定 义为： AsBBsAF;
18、即将每个测点上所测的 与 按上式计算出 和 ，逐点计算便可得到两条新的As曲线比值曲线。与 曲线相比，比值曲线可以突出 与 分异性较好的异常；对于 s sB与 因地表地形和电性不均匀体的干扰而同步起伏的异常可大为压制；可压制或消除AsBMN 间距不准的影响；把 F 曲线与 视电阻率曲线对比分忻，可以分辨强干扰下的弱异常。s（2）、歧离带变化率曲线解释法（ 简称歧变法）此法是一种整理解释联合剖面资料的新方法， 简称为“ 歧变法”。视电阻率曲线歧离带变化率的计算公式为： 1iBsAis式中， 为希腊字母 的大写，作为歧离带变化率的符号。i、i 1 为 的前、后记录点点位， s值的点位在它们的中间。
19、歧离 带变化率曲线的横轴，以 1 的水平线表示；纵轴用线性算术坐标，也可用对数坐标。或 AiiBsisF1AiF1logl可见， 曲线是在 曲线的基 础上， 进一步研究联合剖面歧离 带变化规律的一种方法。理论计算和模型实验结果表明，在低阻球体或陡立低阻薄板体上的 视电阻率数据， 计算出歧离带变化率后，会呈现一个山峰状突起的异常，其形 态犹如希腊大写字母 。一般说，典型的 峰值异常，多半由良导体引起。在歧变曲线上，主要注意 大于 1 的点。若这种点的左右邻近点上 也大于 1 或接近 1，这种点称作异常点；若这 个 大于 1 的点旁侧紧跟着 极小值点，则不能称作 异常点；若一段曲 线跳动频繁，相
20、邻 点分别在 1 水平线上下分布，也不能作为异常，凡是 小于 1 的点，都不是异常点。歧变曲线计算简单，定性解 释较直观。它能消除浅而小的地电不均匀体、微小地形和高阻薄层的干扰，削弱接触带背景异常，压制电性和厚度稳定 变化的覆盖层影响，区分平列低阻体异常，突出陡倾良导薄脉或低阻球体等有用异常。但不宜划分陡倾岩性界面或圈定高阻- 7 -岩层。7、地形对视电阻率曲线有什么影响？怎 样消除？ 由于地形的影响，使视电阻率曲 线变化复杂，可能掩盖或改变由地下电性异常体引起的视电阻率曲线特征。如本来对应 地下低阻体的正交点由于地形的影响在曲 线上呈现反交点的特征。因此，如不做地形改正直接解释曲线，可能得出
21、错误的结论。为了消除地形影响，突出有用异常，目前一般采用下列经验公式作地形改正： 0地 形实 测改 s式中 是 实测值， 是纯由地形引起的， 是 纯介质的电阻率( 模型实验中为模实 测ss地 形s拟介质的电阻率)， 是消除了地形影响后的 值。将野外实测的视电阻率曲线( )，改 s 实 测s逐点除以相应点纯地形异常（ ），便可得到 。为此，首先要获得 值。野外常采0地 形s改地 形s用模型实验方法获得 曲线。近年来采用 电子计算机进 行地形改正，取得了 满意的效果。地 形s8、比较在联合剖面法、中间梯度法、对称四极剖面法中装置系数的表达式有什么不同？ 联合剖面法：两组三极装置中由于有无穷远极的存
22、在，所以有： BNMAK1212中间梯度法： 112但必须注意，K 值不是恒定的， 测量电极每移动一次要计算一次 K 值对称四极剖面法：由于装置的对称性，有： ),(1112 BMANANMBANMAB 三种方法比较：联合剖面法和对称四极剖面法的装置系数在不同测点测量时是不变的，而中间梯度法每改变测点需重新计算装置系数。另外，联合剖面法的装置系数是对称四极剖面法的 2 倍。9、联合剖面法的两条视电阻率与 对称四极剖面法的视电阻率曲 线有什么关系？ 对称四极剖面法的视电阻率曲线是联合剖面法两条视电阻率曲线的平均。10、什么叫复合对称四极剖面法？它有哪些 应用？ 在一条测线的每个测点上，用两种不同
23、供 电电极距的对称四 级装置进行测量。称 为复合对称四极剖面法。常用复合对 称四极剖面法查明覆盖层下基岩的起伏情况。如基岩为高阻的- 8 -凹槽，和基岩为低阻的隆起时 。在上述两种情况下 曲 线( 大极距)都具有相同的特征都ABs有一极小值出现，所以单凭一条 曲线难以辨别基岩的起伏情况。若用复合对称四极剖面ABs法，则能较好地解决这个难题 。因 为 （小极距）曲线可以确定浅部的电性情况，在基岩为高阻凹槽上， 曲线低于 ；而在基岩为低阻隆起上， 曲线位于 曲线的上方。BAss BAs ABs三、电阻率测深法1、什么叫电阻率测深法？ 电阻率测深法亦可称为“电阻率垂向测深法”，或简称为“电测深法”。
24、它是研究指定地点近于水平产状的岩层沿铅垂方向分布情况的电阻率法。在这类方法中通常采用的是对称四极装置。对地面上某一点进行 电测深法测量时，原 则上保持 测量电极距 MN 不变，而在同一测点使供电电极距 AB 按一定的规律不断增大；每改变一次极距，即测定一次电位差和电流。当 AB 很大，以致 MN 之间的电位差减少到不便于准确读数时，可适当加大极距 MN。由关于勘探深度的概念得知，加大供电电极距可以增加勘探深度。因此，在同一 测点不断加大供电电极距所测出的视电阻率值的变化，就反映 测点下由浅到深的 电阻率有差异的岩层在不同深度处的分布情况。2、画图说明两层、三层、四层地电断面的电测深曲线类型及其
25、特点？ （1）、水平二层曲线类型当岩层按电阻率大小分为 和 两层，而且第一层的厚度远小于第二层厚度时，就构12成水平二层地电断面。相应的 电测深曲线类型有两类：当 时称为 G 型，当 212时 称为 D 型 (图 6)。1图 6 水平二层电测深曲线类型（2）、水平三层曲线类型水平三层地电断面的电测深曲线类型有四种：H 、K、A、Q 型。包括的参数有 、 、12、 、 5 个，曲线的基本形态由三层电阻率的大小关系决定 (图 7)31h2H 型： ； A 型： 123123K 型： ； Q 型： - 9 -图 7 水平三层电测深曲线类型（3）、水平四层及多层曲线类型对于水平四层地电断面，按 、 、
26、 和 之间的大小关系，可以构成八种曲线类型1234(图 8)HA 型： ; KH 型： 的水平五层曲线类型为12345KHA 型，以此类推。3、电测深曲线的首支、中段、尾支各有什么特点？ 首支：无论地电断面为几层，当 AB/2 较小时，电测深曲线的首支均出现以第一层电阻率为渐近线的水平直线。中段：为首支向尾支的过渡部分。 对二层曲线， D 型中段单调下降， G 型中段单调上升。对三层曲线，H 型中段有极小值，但由于底 层电阻率的影响，此极小值大于第二层真正的电阻率值；K 型中段有极大值，同样由于底层电阻率的影响，此极大值小于第二层真正的电阻率值；推而广之，对于每层断面，由于下层岩石的影响，其电
27、测深曲线中段极小值或极大值的电阻率都不能达到对应中间层的电阻率值。尾支：有两种形态，当底层电阻率 为有限值时，尾支 为与底 层电阻率为渐近线的水平直线；当底层电阻率为无穷大时，尾支与横坐 标轴成 45 度夹 角。4、电测深曲线为什么会存在等价 现象？根据势场问题解的唯一性定理，一定 层参数的地电断面 对应着唯一确定的电测深曲线，不同层参数的地电断面对应着不同的电测深曲线。然而，在实际工作中，由于存在一定的测量误差因此某些层参数不同的地 电断面所对应的电测深曲 线，在 观测误差范围内，可被看成是“同一条”电测深曲线，这种现象称为电测深曲线的等值现象。- 10 -5、说明纵向电导等价的原理？在什么
28、 类型的测深曲线中会出 现？ 在 H 和 A 型这种中间层电阻率低于第三层电阻率的地电 断面中，会出 现纵向电导等价。因为中间层相对第三层为低阻，因此 电流线倾向于在中间层 内平行层面通过，因此不管中 间层内的层厚和电阻率怎样组合，只要中 间层的纵向电导不 变， 则中间层对电流的传导能力不变，在地表测得的测深曲线也就不 变。6、说明横向电阻等价的原理？在什么 类型的测深曲线中会出 现？ T2 等价现象在 K 型和 Q 型断面中存在， 对这两种断面类型而言，都是第二层电阻率大于第三层电阻率的情况，则电 流趋向于在第二层内垂直层 面流动，所以存在横向 电阻等价现象。以 K 型断面为例。在 、 、
29、一定且 的断面中，若 较小，则在1h323 12/h定范围内改变 和 ，只要保持 T2值不变，则该层对电流的阻力不变， 测深曲线形状就不2会变化。7、在纵向电导和横向电阻等价中存在的一个前提条件是什么？ 中间层的厚度不够大8、根据纵向电导图可以知道什么信息？ 为什么？ 因为纵向电导在数值上等于层厚除以电阻率，当研究区域横向电阻率比较均匀时， 则纵向电导值就反映层厚度的变化。在 S 的剖面图中，横坐 标 是测点位置，纵坐标为纵向电导，则纵向电导的大小就反映高阻标准层的起伏。在 S 的平面等 值线图中，在 纵横坐标表示的研究区域内，等值线的值小表明高阻 标准层的埋深浅，等 值线 的值大表明高阻标准
30、层的埋深大。9、电测深曲线通常绘制在双对 数坐标系内，有什么 优点？ 测深曲线的极距 AB/2 由小到大成倍增加，小自数米大到几千米。如果用直角坐标表示，则无法选择作图比例尺。因为 比例尺大时， 图纸太长；比例尺小 时，小极距或浅层电阻率又表现不出来。而对数坐标的特点是：相差倍数相同的任意两数之间距离相等，例如 2 和 4、3 和6、100 和 200 皆差两倍，每一组数在对数坐标上的距离都相同。故使用对数坐标，既能把小极距又能把大极距时的视电阻率变化表现清楚。10、比较电阻率剖面法和电阻率 测深法的坐标系有什么不同？电阻率剖面法采用算术坐标，横 轴表示测点， 纵轴表示视电 阻率电阻率测深法采
31、用双对数坐标系，横 轴表示供电极距， 纵轴 表示视电阻率。11、在制作电测深曲线理论量板 时， 电阻率和距离都要进行 归一化，怎样归一化？这样做有什么好处？ 凡是电阻率均用 规一化，凡是距离均用 规一化。规一化后可将自变量的个数减少11h两个，从而减少量板的数量。- 11 -12、两层电测深曲线怎样解释 ？ 首先应按实测曲线类型选用合适的量板。然后把绘于透明对数纸上的实测曲线蒙在选好的量板上，保持两者坐标轴 相互平行，上下左右移动实测曲线，使它与量板中某一条理论曲线重合。在透明纸上用 “十”字标志描出量板的坐标原点位置，并在 实测曲线坐标系中读出这个十字点的纵、横坐 标值便是要求的 、 值 。
32、记下与实测曲 线相重合的理1h论曲线的 ( )值，便可计算出212。1213、三层电测深曲线怎样解释 ？ 三层曲线解释的目的是求出各层的电阻率及一、二 层的厚度。现结合一条实测 H 型曲线来说明用三层量板解释二层曲线的步骤。（1）确定 值。最好用电测井 资料确定 值，或是通 过对 岩石露头、岩石标本实测确定。22本例中已给出 9 。m（2）选择合适的量板。首先要正确判断实测曲线类型。判定后，由曲线首部和尾部的渐近值读出 100 ， 150 ，进而可求出： ， 。根据曲13 109.26.153线类型和 ， 值应选择与 这些参数最接近的量板： (图)。23 H（3）将实测曲线与量板对比，求出 和
33、 值。在保 证实测曲 线与量板两者纵横坐标轴都1h2彼此平行的条件下，上下左右移动透明纸(实测曲线)，找出与实测曲线重合最好的理论曲线(可以内插 )，并 记下其参数 3。这时量板坐标原点在实测曲线横坐标的对应位置即为240 m，于是可求出 120m。1hh1（4）等价校正。当所选用的量板与 实测曲线的 ， 都一致 时，按上述方法求出的23即为第二层的真实厚度，否 则应作等价校正。2对于 H 型和 A 型断面，属于 等价性质，校正公式 为： 2SSLSh22对于 K 型和 Q 型断面，属于 等价性质，校正公式为： 2TS22其中标有“ ”的表示断面的真实参数，标有“ ”的为理论曲线参数。本例中
34、120 SLLhm，再做等价校正 mh10892- 12 -14、在用量板法进行测深曲线 解释时，如果所 选取的量板与 实际不符，要根据纵向电导或横向电阻等价原理进行校正。请举 两例分别说明两种等价现 象的校正过程。 H 型等价校正见上题。K 型等价校正如下：假设已知 ，从实测曲 线的首支和尾支渐近线知 ，则可判断曲102 18453线的类型为 K 型， ， 。由于在已有的 K 型量板中找不到与实82104523际 和 相同的值，故选用与其 值最接近的量板，假 设为 ： ,将实测曲线画在透23 2明纸上，将透明纸蒙在选取的量板，保持纵横轴坐标轴相互平行，移动透明纸直到量板上的某条理论曲线与实测
35、曲线完全重合， 记下（1）该曲线所对应 的 值，假 设为 2，（2）量板坐标原点在透明纸上的位置，该点与 实测曲线坐标原点沿横轴的距离即 为 ，假 设为 3m，则可求1h得 m。由于量板的 和 值与实际值 存在偏差，所以要进行等价校正。63*212h23对 K 型曲线，应做 T 等价，即：，其中上标 表示真 值，上 标 为理论值。ls2sl这里有： ，所以有：90185,022 量 板 采 用 的 llm4.51/96/22 slsh15、请画图说明怎样根据复合 对称四极剖面法判断基岩的起伏情况及基岩相 对上覆岩层电阻率的高低？ 图 a 基岩 为高阻的凹槽，图 b 基岩为低阻的隆起。在上述两种
36、情况下 曲线(大极距)ABs都具有相同的特征都有一极小值出现，所以 单凭一条 曲线难以辨别基岩的起伏情况。ABs若用复合对称四极剖面法，则 能较好地解决这个难题。因 为 （小极距）曲线可以确定浅部的电性情况，在基岩为高阻凹槽上， 曲线低于 ；而在基岩为低阻隆起上， 曲BAss BAs线位于 曲线的上方。ABs图 复合对称四极 曲线探测基岩起伏s(a)高阻凹槽；(b) 低阻隆起大极距 曲线； 小极距 曲线ABssBAss从中可以看出：若大极距曲线在上， 则基岩形状与视电阻率曲 线一致，否 则相反。下层为高阻体时，视电阻率曲线与基岩形状一致；否 则相反。- 13 -据此我们可反过来判断地下的基岩起
37、伏、以及高低阻情况。大小极距曲线相比，若大极距曲线在上，表示基岩为高阻体，对于高阻体其界面起伏形 态与曲线形态一致。若大极距在下，表明基岩为低阻体，对于低阻体其界面起伏形态与曲线 形态相反。四、充电法1、请说明充电法的基本原理。充电法是在天然的或人工揭露的导电性较好的地质体上，直接接上供电电极(A) ，将另一个供电电极(B)置于“无穷远”处接地。然后供 电，这时充电导体相当于一个大电极，电流由充电体流入围岩，形成特殊的人工 稳定电流场。用 测量电极 MN 观测充电点周围电场的分布规律，以探查充电体的形态、大小和产状等有关问题。2、充电法的主要应用范围？ 充电法多用于金属矿区的勘探，追索或圈定
38、矿体范围、确定矿体产状和理深、判断露头相邻的矿体下部是否相连，在工程物探中主要用来 测定地下水流速和流向，追索岩溶地下暗河，研究滑坡等。3、充电法的应用条件？探测对象的电阻率应远小于围岩的电阻率， 围岩的岩性比 较单一，地表介 质电性均匀、稳定，地形平坦，埋于地下的探测对象有天然露头或人工露头( 井、 钻孔、探槽、坑道等 )。4、充电法的曲线特点与探测地 质体的关系？充电法中电位曲线的极大值点和电位梯度曲线的零值点对应地下良导低阻体的位置。5、说明充电法都有哪几种测量方法？怎 样进行？ 电位观测法：将供电电源的正极通过导线和电极 A 与充电体直接接触，另一供电电极B 置于无 穷远处。将一测量电
39、极 N 固定于距充电体足够远 的正常场处，垂直充 电体布置若干条测线，另一测量电极 M 沿测线 逐点移动， 测量各测点相 对于固定基点 N 的电位差，用参数 (单位为毫伏毫安 )来表示观测结果。IUMN/电位梯度观测法：将测量电极 MN 置于同一测线的两个相邻测点上，保持其相对位置和间距不变，沿测线逐点移动，观测各相邻测点间的电位差 ，隔若干点测量供电电流 ，MNUI用参数 单位为毫伏 (毫安米)表示观测结果。IMN追索等位线观测法:充电点布置好后，以充电点在地面投影点为中心布设夹角为 45 度辐射状测线。固定测量电极 N 在某测线的一定位置上，然后距充电点由近及远，在各 测线上移动测量电极
40、M，寻找与 N 极点的等位点（ )记下该点的位置，各等位点连接成等电0MNU位线。 测量结果用等电位线平面分布 图表示。电位观测法可以较快地圈出矿体的平面范围，而且工作地段内地质情况比较复杂， 围岩浮土电性不均时，用此法较合适些。电位梯度法较电位法有更好的分辨能力，宜用以确定矿体 顶端的位置、 矿体沿走向的延伸长度。这里必须指出，野外工作中，不允许将电位观测结果直接换算成电位梯度曲线，虽然二者之间的换算在理论上是成立的。6、怎样利用充电法测定地下水的流速、流向？ 将食盐或其它强电解质投入一口已穿透含水层的井中，盐离子在水溶液中因浓度差及- 14 -分子热运动而扩散形成盐晕。在投入食 盐的最初时
41、刻， 盐晕 成圆形。随后， 盐晕随地下水运动而向前运移，盐晕的形态也随之而 变成椭圆。可将 盐晕看成等 电位体，对其充电后，在地面上观测到的等位线反映了盐晕的形态，因而根据不同 时间 里地面等电位线形态的变化，可以了解地下水的流速和流向。地下水流向：等电位线图中等位点移动最大的方向。流速: ， 为在水流方向的剖面上不同时间观测的等位线的中心位移量。12txVm7、比较充电法和电阻率法在原理上的差异？ 同样是两个供电电极供电，两个 测量电极测量，但充 电 法对良导体的露头直接供电，借以探查良导体的形态、大小和 产状等分布情况。要求良 导体本身相当于等 电位体，且有天然或人工露头揭露。五、自然电场
42、法1、过滤电场的原理？ 当地下水在岩石的孔隙或裂隙中运动时，由于岩石 颗粒表面 对地下水中正、 负离子有选择的吸附作用，便出现了正负 离子分布的不均衡，从而形成自然电场，称为过滤电场或渗透电场。大多数岩石颗粒具有吸附 负离子的作用，因此孔隙壁表面吸附了固定的负离子层，使运动着的地下水中正负离子的数目不相同， 结果在靠近孔隙出口的一端出 现多余的正离子，而在水流的反方向滞留着负离子。随 时间的延续， 这种正负 离子分布的差异形成了电位差，形成了与地下水流向相反的稳定的自然电场。2、怎样根据过滤电场判断地下水的流向及地表水与地下水的补给关系？由于过滤电场的方向与地下水流向相反。且在地下水流入端具
43、负电位，流出端具正 电位。因此在地下水流动方向上出现自然电位差极大值，在垂直地下水流动方向上出现极小值。判断地下水和地表水的补给关系时，如果我 们观测到正电 位， 则为地下水补给地表水，如果观测到负电位，则为地表水 补给地下水。3、扩散电场的原理？两种不同浓度或成分的水溶液相接触时，便会 发生扩散现 象，溶液之 间形成离子的迁移，但不同离子的迁移速度不同，结果使两种不同浓度的溶液中，分别含有过量的正离子或负离子，形成电动势，这种电场称为扩散电场。例子：当岩层中含氯化钠的水溶液的浓度相差很大时，溶液中 Cl-与 Na+ 将向浓度小的溶液一方移动，由于 Cl-的迁移率大于 Na+ ，因而在 浓度小
44、的一侧 Cl-数较 Na+ 多， 获得负电位，另一侧为正电位，形成扩散电场。 4、氧化还原电场的原理？金属导体（电子导体）埋藏在潜水面附近时，由于氧化 还原作用而形成的自然 电场称为氧化还原电场。位于潜水面以上的 电子导体与氧化带中的地下水 发生氧化作用， 导体失去电子而带正电，围岩则获得电子而 带负电。位于潜水面以下的导体，由于所处的还原环境使导体的电化学反应与上相反，即 围岩失去电子而带正电， 电子 导体获得电子而带负电。在导体与围岩之间，导体上端和下端 产生了符号相反的电位跳跃 。因此在 导体上下端形成电位差，产生自上而下的电流，而在围 岩中产生自下而上的电流，构成电流回路5、说明什么叫山地电场？ 由地形起伏形成的过滤电场常称为山地电场。是由潜水由山顶向山谷渗透时产生的，在- 15 -山顶形成负电位，在山谷形成正 电位。六、激发极化法1、说明激发极化法的基本原理。 2、说明电子导体激电场的成因。 3、说明离子导体激电场的成因。
