第一章 电阻率法(5)
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电法勘探原理与方法刘国兴2003.5总学时64,讲授54学时,实验10绪论:(1学时)绪论中讲5个方面的问题1.对电法勘探所属学科及具体定义。
2.电法勘探所利用的电学性质及参数。
3.电法勘探找矿的基本原理。
在此主要解释如何利用地球物理(电场)的变化,来表达找矿及解决其它地质问题的原理。
4.电法勘探的应用。
1)应用条件2)应用领域3)解决地质问题的特点4)电法勘探在勘探地球物理中所处的位置第一章电阻率法本章为电法勘探的常用成熟的方法,在地质勘察工作中发挥着重要作用,是学习电法勘探的重点之一。
本章计划用27学时,其中理论教学21学时,实验教学6学时。
§1.1电阻率法基础本节计划用7学时,其中讲授5学时,实验2学时。
本节主要讲述如下五个问题一、矿石的导电性(1学时)讲以下3个问题:1)岩,矿石导电性参数电阻率的定义及特性。
2)天然岩,矿石的电阻率矿物的电阻率及变化范围,岩石电阻率的变化范围。
3)影响岩,矿石电阻率的因素。
I.与组成的矿物成分及结构有关。
II.与所含水分有关。
III.与温度有关。
二稳定电流场的基本性质。
主要回顾场论中有关稳定电流场的一些知识,给出稳定电流场的微分欧姆定律公式电流的连续性(克希霍夫定律);稳定电流场是势场三个基本性质。
三均匀介质中的点源电场及视电阻率的测定主要讲述三个内容:1)导出位场微分方程(拉氏方程)及的位函数的解析解法。
2)点电流源电场空间分布规律。
3)均匀大地电阻率的测定方法。
电法勘探中测量介质电阻率的方法由此问题引出,开始建立电法勘探中“装量”这一词教案的概念,本节重点:稳定电流场的求法及空间分布;均匀大地电阻率的公式的导出及测定方法。
以上内容两学时四非均匀介质中的电场及视电阻率(1学时)阐述4个问题1)什么是非均匀介质中的电场?特点,交代出低阻体吸引电流,高阻体排斥电流的概念2)非均匀电场的实质:积累电荷的过程。
3)什么是视电阻率?如何定义?4)视电阻率微分公式。
电阻率的计算公式
电阻率(电阻系数)是材料表征其电阻性质的物理量,它用于衡量一个材料对电流的阻碍程度。
电阻率一般用希腊字母ρ表示,单位为Ω·m(欧姆·米)。
计算电阻率需要两个参数:材料的电阻值和材料的尺寸。
电阻值可以通过电阻的测量获得,而尺寸可以通过测量材料的长度、横截面积和电阻值。
ρ=R×(A/L)
其中
ρ是电阻率
R是电阻值
A是电阻材料的横截面积
L是电阻材料的长度。
这个公式可以从欧姆定律推导而来。
根据欧姆定律,电流I通过一个电阻R,产生的电压V与电流I成正比,即:
V=I×R
将电流I通过一个截面积为A、长度为L的材料时,电阻为R,根据欧姆定律可以得到:
V=I×R=(J/A)×R=(E×A/L)×R
其中J是电流密度,单位为A/m²;E是电场强度,单位为V/m。
R=(E×A/L)
将上述等式中的R代入电阻率的定义公式中,可以得到电阻率的计算
公式:
ρ=R×(A/L)
通过这个公式,可以计算材料的电阻率。
不同材料的电阻率会有所不同,导体的电阻率一般较小,绝缘体的电阻率一般较大。
例如,金属的电
阻率通常在10⁻⁸Ω·m左右,而绝缘体的电阻率可以高达10¹⁰Ω·m以上。
需要注意的是,计算电阻率时需要确保所使用的单位一致。
如果输入
的参数有不同的单位,应该先进行单位换算,然后再进行计算。
第一章电阻率法1、哪些因素对岩石电阻率有影响,其中哪些因素影响比较重要?⑴矿物成分、含量及结构金属矿物含量↑,电阻率↓结构:侵染状>细脉状⑵岩矿石的孔隙度、湿度孔隙度↑,含水量↑ ,电阻率↓风化带、破碎带,含水量↑,电阻率↓⑶水溶液矿化度矿化度↑ ,电阻率↓⑷温度温度T↑,溶解度↑,离子活性↑,电阻率↓结冰时,电阻率↑⑸压力压力↑ ,孔隙度↓ ,电阻率↑超过压力极限,岩石破碎,电阻率↓⑹构造层的问题这种层状构造岩石的电阻率,则具有非各向同性,即岩层理方向的电阻率小于垂直岩层理方向的电阻率主要影响因素为岩石的孔隙度,含水性及水的矿化度。
当岩石含金属矿物、碳质和粘土等良导性矿物时,矿物成分对电阻率的影响明显。
2、岩石结构和构造如何影响岩石的电阻率?岩、矿石中某种组成部分对整体岩、矿石电阻率影响的大小,主要决定于它们的连通情况:连通者起的作用大,孤立者起的作用小。
例如,浸染状金属矿石,胶结物多为彼此连通的造岩矿物,故整个矿石表现为高阻电性;又如含水砂岩,其胶结物为彼此相连、导电性好的孔隙水,故含水砂岩的电阻率通常低于一般岩石的电阻率。
3、岩石电阻率的分布规律?1、质地致密、孔隙度低的火成岩、变质岩和沉积岩中的灰岩、白云岩、砾岩电阻率最高,其变化范围大约在;大多数沉积岩因为具有中等孔隙度,因而也具有中等电阻率,大约在数百左右;孔隙度比较高、又富含粘土矿物的第四系粘土、页岩、泥岩的电阻率比较低,一般在;致密硫化矿体、海水、石墨的电阻率最低,仅有。
2、同类岩石的电阻率并不完全相同,而是有一两个数量级的相当大的变化范围。
3、不同类型岩石的电阻率变化范围往往相互重叠。
103~10510~10210-2~10、列举求解稳定电流场电位时的边界条件。
、何谓电阻率,何谓视电阻率,说明它们的异同。
当地表不水平或者地下电阻率分布不均匀时(存在两种或者两种以上介质),仍然采用均匀介质中的供10.根据地下电流场变化规律,定性分析三级装置B‐MN在过直立接触面时的视电阻率曲线。