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5 其它电法勘探方法充电法：充电法原理及应用条件，野外工作方法，充电体参数的确定，地下水流速、流向测定。
自然电场法：自然电场的成因及分布规律，野外工作方法，自然电场法的实际应用。
激发极化法：岩、矿石的激发极化效应及其成因，激发极化特性及测量参数，在找水中的应用。
§5.1 充电法充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天然或人工露头接上供电电极（A）进行充电（用直流电源，也可用交流电源），另一供电电极(B)置于远离充电体的地方。
供电时充电体为一等位体或似等位体，电流由充电体流入围岩，形成稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形态、大小和产状等因素有关。
在地面、钻井或坑道中对其电场的空间分布进行观测和研究，以了解矿体或其它良导体的赋存情况，获得所需要的地质资料。
充电法最初主要用于良导金属矿的勘探，查明矿体的产状、分布及其与相邻矿体的连接情况等。
此后，充电法在水文、工程地质调查中被用来测定地下水流速、流向，追索岩溶发育区的地下暗河等。
自学要求：1、充电法的原理和工作条件。
2、充电法有几种野外观测方法，各种方法的优缺点。
3、导体的充电法异常有何特点？4、几种简单形状良导体的充电法定量解释（方法、公式）。
5、如何用充电法测定地下水的流向、流速？5.1.1 充电法的基本理论电阻率为零的导电体称为超导体（理想导体）。
当理想导体位于一般导电介质中时，向其上任意一点供电（或称“充”）后，电流便遍及整个理想导体，然后垂直于导体表面流向周围介质。
电流在理想导体内流过时，不产生电位降，导体内电位处处相等，故又称理想导体为等位体。
理想导体的充电电场与充电点的位置无关，只决定于充电电流大小、充电体的形状、产状、大小、位置及周围介质的电性分布情况。
许多金属矿体及某些高矿化度的地下，相对其围岩而言，电阻率较低，可近似地图1 充电法工作原理图看成是理想导体。
这样，当它们局部在地表出露或被某种勘探或开挖工程揭露时(图1)，如果向这种天然或人露头充电，并观测其充电电场的分布，便可据此推断整个地下良导电地质体（矿体或高矿化度地下水）及其周围岩石的电性分布情况，解决某些特定的地质问题。
电法勘探原理与方法教案刘国兴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。
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。
1、地球物理勘探?它是以岩矿石(或地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础，用专门的仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律，进而达到查明地质构造寻找矿产资源和解决工程地质、水文地质以及环境监测等问题为目的勘探，叫地球物理勘探，简称物探。
2、地球物理勘探方法特点？1.当利用地球物理勘探方法进行勘探时，被勘探的目标体与其围岩间必须有物性差异；2.必须使用专门的仪器接收地球物理场的变化；3.它是个反演问题，所以存在着多解性。
3、电法勘探？电法勘探是以岩(矿)石之间的电性差异为基础，通过观测和研究与这种电性差异有关的电场或电磁场的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造或寻找矿产资源的一类地球物理勘探方法。
第一节绪言习题参考答案1、什么是电法勘探？到目前为止，电法勘探利用了哪些物理性质？（10分）答：电法勘探是地球物理勘探方法中的一种勘探方法，它以岩、矿石的导电性、电化学活动性(激发极化特性)、介电性和导磁性的差异为物质基础，使用专用的仪器设备，观测和研究地壳周围物理场的变化和分布规律，进而达到解决地质问题为目的的一组地球物理勘查方法。
电法勘探利用的物理性质有：导电性、电化学活动性(激发极化特性)、介电性和导磁性2、简述电法勘探的特点答：简单说是三多一广，即利用的场源形式多、方法变种多、能解决的地质问题多，工作领域（地面、航空、海洋、地下）宽广。
3、简述影响岩、矿石导电性的因素答：（1）组成岩矿石的成分和结构，包括胶结物和颗粒的电阻率、形状及相对含量；（2）岩石的湿度和孔隙度；（3）温度；（4）压力。
4、什么是自然极化?答：是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)。
5、什么是面极化?什么是体极化?答：面极化是指激发极化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。
体极化是指极化单元(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。
<<电法勘探教程>> 程志平绪言1电阻率法1.1电阻率法基础1.1.1岩石的电阻率及其影响因素1.1.2稳定电流场的基本规律1.1.3均匀大地电阻率的测定及视电阻率的基本概念1.1.4常用电阻率法测量装置1.1.5电阻率法野外工作的几个问题1.2电阻率剖面法1.2.1概述1.2.2联合剖面法和对称四极剖面法1.2.3中间梯度法1.2.4电剖面法的地形影响和校正.1.3电阻率测深法1.3.1概述1.3.2电阻率测深法原理1.3.3水平层状大地对称四极电阻率测深曲线1.3.4水平层状大地对称四极电阻率测深曲线的解释1.3.5非水平层地电断面电阻率测深思考题2自然电场法.充电法2.1自然电场法2.1.1自然电场的成因2.1.2自然电场法的野外工作方法2.1.3自然电场法的应用2.2充电法2.2.1充电法的基本理论2.2.2充电法的野外工作方法2.2.3充电法的应用思考题3激发极化法3.1激发极化法基本理论3.1.1激发极化效应及其机理3.1.2激发极化场的正演计算方法3.1.3常用装置的激电异常3.2激发极化法的野外工作方法及其应用3.2.1激发极化法的野外工作方法3.2.2激发极化法的资料整理与解释3.2.3激发极化法的应用思考题4电磁法4.1电磁法理论基础4.1.1电磁场定解问题4.1.2岩土在交变电磁场中的电磁学性质4.1.3模拟准则,4.1.4均匀介质中平面电磁波的传播4.1.5交变电磁场中局部导体的异常场4.1.6两种常用场源的电磁场4.2地面电磁法4.2.1大地电磁测深法4.2.2频率测深法4.2.3瞬变电磁法4.2.4电磁偶极剖面法思考题附录附录1水平层状大地表面垂直磁偶极子的电磁场附录2水平层状大地表面水平谐变电偶极子的电磁场练习与思考电法勘探1.什么是电法勘探方法？电法勘探方法有哪些分类？2. 电法勘探方法与重力、磁法勘探方法有何异同点？3. 什么是岩矿石的电阻率？简述岩矿石电阻率的特点及影响因素。
论各类电法在测定地下水方面的应用[摘要]随着地球物理方法的不断进步和完善，它所使用的范围也越来越广。
特别是电法勘探，在工程、水文、环境方面应用得越来越多。
本文就电法勘探在水文方面的应用进行了综合的阐述和分析，以期它能更好的在测定地下水方面发挥自己的作用。
[关键词]电法勘探、测定地下水流速流向、充电法，自然电场法，激发极化法中图分类号：g4 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0018-02一、电测深法寻找松散沉积层孔隙水在松散沉积物孔隙较大，连通性好，具有较强的透水性能，可构成良好的孔隙含水层。
图1为某山前冲洪积扇上电测深综合剖面图。
图1a为ab/2=100m 的对称四极视电阻率ρs剖面曲线，图中1～7号点视电阻率ρs值大于100ω.m，为冲洪积扇上、中部的反映；12～18号点视电阻率表现为明显的低阻特征（10～20ω.m），为扇缘潜水溢出带部位。
18号点以后剖面进入平原地带，视电阻率值又升高到20ω.m以上.图1b为等视电阻率断面图，1～7号点位高阻带，等值线密集，这是冲洪积扇的上中部.表层是干燥的砂砾石。
7～12号点，等值线逐渐变稀，反映为潜水溢出带.12号点以后，视电阻率在40ω.m以下，表层低至5ω.m，为冲洪积平原部位（图1）。
二、充电法测定地下水流速和流向首先把食盐（或其他电解质）作为指示剂投入井中，盐被地下水溶解后便形成一良导的并随地下水移动的盐水体。
其次，对良导盐水体充电，见图2。
具体工作方法如下：1、一待测井口为中心，布置夹角为45°的辐射状测线；2、将充电电极a置于井中含水层中部，另一供电电极b打在离井口尽量远处，以大于a电极设置深度的10～20倍为宜；3、固定的测量电极n，置于推测的地下水逆流方向上，距井口距离大致等于两倍含水层的深度。
充电时，测量电极m逐次在各方位的辐射半径上移动，寻找与n电极的等位点，量取各等位点至井孔中心的距离，并作记录；4、在投盐前，测量一次正常等位线。
ρρS＝K·△U/I在电场涉及范围内，地表不平坦，地下各种地电体（1）视电阻率s的综合反映结果称为视电阻率。
ηηs=△U2/△U * 100%，在电场涉及范围内，地表不平坦，地下各种（2）视极化率s地激电体的综合反映结果称为视极化率。
ρ：ρT=1/ωμ（|Ex/Hy|2）或ρ＝0.2T|EX/Hy|2 Ex：mv/km Hy：（3）卡尼亚电阻率T伽玛。
由均匀电磁波向地下传播时，导出的交变电磁场中的电阻率参数，该式表明，测量正交的电磁场分量，也可获得电阻率参数。
（4）充电法：对具有天然或人工露头的良导体进行充电，通过在地面用专门仪器观测和研究充电电场的分布规律，来达到研究矿体形状、产状、大小和具体位置或用来解决一些特殊地质问题的详查方法。
（5）自然电位法：在一定的地质-地球物理条件下，地中存在天然的稳定电流场。
基于研究自然电场的分布规律来达到找矿或解决其它地质问题的一种电探方法。
（1）电阻率法：以地壳中岩、矿石不同导电性差异为基础，通过观测和研究人工稳定电流场的地下分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一组勘探方法。
（2）电磁感应法：以地壳中岩、矿石不同导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，进行找矿或解决其它地质问题的一组分支电法勘探方法。
（3）激发极化法：以不同岩、矿石激电效应的差异，通过观测和研究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法勘探方法，简称激电法。
（4）充电法：对具有天然或人工露头的良导体进行充电，通过在地面用专门仪器观测和研究充电电场的分布规律，来达到研究矿体形状、产状、大小和具体位置或用来解决一些特殊地质问题的详查方法。
（5）自然电场法：在一定的地质-地球物理条件下，地中存在天然的稳定电流场。
基于研究自然电场的分布规律来达到找矿或解决其它地质问题的一种电探方法（5）趋肤深度。
图2.1.1 地电观测线路第二篇 大地电场、自然电场法及充电法第一章 大地电场地球表面存在着天然的变化电场和稳定电场。
天然的变化电场是由地球外部的各种电流系 在地球内部感应产生的，分布于整个地表或广大地区，一般具有较小的梯度。
天然的稳定电场 主要是由矿体、地下水和各种水系产生的，分布于局部地区，一般具有较大的梯度。
各种天然 的全球性或区域性的变化电场（电流场、电磁场），称为大地电场，而各种天然的地方性的稳 定电场，称为自然电场。
这两种电场总称为地电场。
本章仅讨论大地电场。
2.1.1 大地电场概述一 大地电场的测量测量大地电场的装置如图 2.1.1 所示。
M ，N 是一对埋 入地下的电极，一般埋深两米左右。
电极间的距离一般在 一公里以上，常用化学性质比较稳定的铅板制作电极，其面积约为 0.3×0.2m 2。
G 是座式电流计，灵敏度约为 10 －7—10 －9 A/mm 。
R 是一个阻抗较大的电阻，必须远大于两个电极之间的接地电阻。
这时，电流计就可以近似地记录M ， N 电极之间的电位差ΔU MN 。
由电位差ΔU MN 和极距 MN 可 算出测点O 处（M ，N 的中点）的平均电场强度 E MN ：MNU E MNMN D =（2.1.1）E MN 就是沿 MN 方向的电位梯度，一般以 mv/km 为单位。
大地电场是个矢量，因此，必须沿 x ，y 两个方向布设两组电极，分别测量出电场的北向 分量 E x ，和东向分量 E y ，才能确定测点 O 处大地电场的强度和方位角α：,22 y x E E E + = xy E E tg / = a （2.1.2）在固定台站上，为了获得较大的信号，电极距常取得很大。
表 2.1.1 给出了世界上几个著 名的地电台采用的极距。
流动台站采用的电极距较小，一般为 400 到 600米。
表2.1.1 几个国家的地电观测极距国 家 台 名 南北极距（公里）东西极距（公里）德 国 Barlin 120 262 美 国 Tueson 56.8 93.9 美 国College1.31.2图2.1.4 大地电场的对比性（1952.2.24 观测）英 国 Greenrich 25.0 15.6 澳大利亚 Watheroo 3.4及2.0 9.9及5.6 西 班 牙 Ebro 1.3 1.4 加 拿 大Chesterfield1.30.9二、 大地电场的特点图 2.1.2 是大地电场的两段记录。
