电法勘探 充电法
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,R=UI ,则为同步变化,不受电流大小影响7.在可控源电磁测深中,反映物性的电磁参数主要是哪个?(B)A. 直立的低阻矿体B. 直立的高阻矿体C. 处于山谷的低阻矿体D. 水平的高阻矿体19. MT中浅部电性不均体主要影响哪个量的测量:(A)A.电场振幅B.电场相位C.磁场振幅D.磁场相位20. 下列条件中,对岩矿石电阻率无影响的是(B)A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度21.下列哪些情况可视为远区工作的有(D)A.观测场为平面波B.发收距大于趋肤深度C.CSAMT工作法D.MT工作法22. 下列地球物理勘探方法中,属于电磁法勘探的是(D)A.充电法B.频率测深法C.激发激化法D.对称四极测深法23. 下列条件中,对岩矿石电阻率无影响的是(B)A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度三、填空题1.在电法勘探中已被利用的岩(矿)石的电学性质有岩(矿)石的电阻率,极化率,介电性以及介电常数。
2. 目前用于煤田的勘探方法主要包括MT、 AMT、CSAMT以及TEM等3.电法勘探按观测的场所分海洋电法、地面电法、航空电法、以及井下电法。
4.大地电磁测深曲线中,高视电阻率对应低相位。
5.中间梯度法理论上在寻找直立的高阻体和水平的低阻体能产生明显的异常。
6.作为边界条件,在两种岩石分界面上,连续的参数有电流密度的法向分量及电场的法向分量。
7. 自然电场法的测量方式有电位梯度测量、电位观测法以及追索等位线。
四、简答题1、瞬变电磁勘探存在一个最小勘探深度,即盲区,为什么?因为无论是发送线圈还是接收线圈,自身有一个过渡过程,在激励关断瞬间,接收线圈接收到的信号既有地下电磁感应信号,又有线圈本身的自感及发送线圈的自感信号,在早期,自感信号大于感应信号。
第 4 页共6 页这个点采集时间需要1/0.0001,也就是10000s,但是半分钟不可能得到如此低频的数据;2.“通过软件直接反演电道磁道数据而无需阻抗数据”不合理,对于人工源,我们是可以知道频谱的,但是对于天然源,我们是无法知晓的,因此天然源只能反应阻抗差,不能直接反演电道磁道数据。
,R=UI ,则为同步变化,不受电流大小影响7.在可控源电磁测深中,反映物性的电磁参数主要是哪个?(B)A. 直立的低阻矿体B. 直立的高阻矿体C. 处于山谷的低阻矿体D. 水平的高阻矿体19. MT中浅部电性不均体主要影响哪个量的测量:(A)A.电场振幅B.电场相位C.磁场振幅D.磁场相位20. 下列条件中,对岩矿石电阻率无影响的是(B)A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度21.下列哪些情况可视为远区工作的有(D)A.观测场为平面波B.发收距大于趋肤深度C.CSAMT工作法D.MT工作法22. 下列地球物理勘探方法中,属于电磁法勘探的是(D)A.充电法B.频率测深法C.激发激化法D.对称四极测深法23. 下列条件中,对岩矿石电阻率无影响的是(B)A 岩矿石结构与岩矿石成分B测量装置 C 温度 D 岩矿石的孔隙度三、填空题1.在电法勘探中已被利用的岩(矿)石的电学性质有岩(矿)石的电阻率,极化率,介电性以及介电常数。
2. 目前用于煤田的勘探方法主要包括MT、 AMT、CSAMT以及TEM等3.电法勘探按观测的场所分海洋电法、地面电法、航空电法、以及井下电法。
4.大地电磁测深曲线中,高视电阻率对应低相位。
5.中间梯度法理论上在寻找直立的高阻体和水平的低阻体能产生明显的异常。
6.作为边界条件,在两种岩石分界面上,连续的参数有电流密度的法向分量及电场的法向分量。
7. 自然电场法的测量方式有电位梯度测量、电位观测法以及追索等位线。
四、简答题1、瞬变电磁勘探存在一个最小勘探深度,即盲区,为什么?因为无论是发送线圈还是接收线圈,自身有一个过渡过程,在激励关断瞬间,接收线圈接收到的信号既有地下电磁感应信号,又有线圈本身的自感及发送线圈的自感信号,在早期,自感信号大于感应信号。
第 4 页共6 页这个点采集时间需要1/0.0001,也就是10000s,但是半分钟不可能得到如此低频的数据;2.“通过软件直接反演电道磁道数据而无需阻抗数据”不合理,对于人工源,我们是可以知道频谱的,但是对于天然源,我们是无法知晓的,因此天然源只能反应阻抗差,不能直接反演电道磁道数据。
电法勘探总复习(二)1、主动源及被动源电法勘探方法的常用方法。
主动电源勘探方法:电阻率法、激发极化法、充电法、电磁法被动电源勘探方法:自然电场法、大地电磁探测法、甚低频电磁法2、岩(矿)石电磁性质。
岩矿石的导电性、岩矿石的介电性、岩矿石的自然介极化性、岩矿石的激发极化性、压电性和震电性。
3、影响岩(矿)石电阻率的主要因素。
(1)电阻值①成分和结构岩、矿石的电阻率决定于胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其百分含量。
沿层理方向的电阻率ρt小于垂直于层理方向的ρn电阻率。
②所含水分岩石电阻率ρ随ρ水成正比关系变化,同时与湿度ω成反变关系③温度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。
④压力在压力极限内,压力大使孔隙中的水挤出来,则ρ变大;压力超出岩石破坏极限,则岩石破裂使ρ降低。
(2)极化率影响因素:充放电时间;岩矿石的成分、含量、结构及含水性极化率主要决定于所含电子导体矿物体积百分含量ξ及其结构。
导电矿物的颗粒度:导电颗粒越细小η越大;导电矿物的排列:定向排列或序列,η越大;导电矿物的致密程度:矿化岩石越致密,η值越大。
4、瞬变电磁剖面测量装置类型。
同点装置、偶极装置、大回线源装置5、瞬变电磁场状态的基本参数。
6、瞬变电磁法中常用的剖面测量装置。
同点装置、偶极装置和大回线源装置。
7、瞬变电磁法中常用的测深装置。
电偶源、磁偶源、线源和中心回线8、介质相对介电常数εr一般特点。
大多数造岩矿物均很小,且变化范围不大,金属矿物一般有较大的纯水的最大9、激电测深法中常用的装置类型。
对称四极装置,等比装置和固定点源装置。
10、激电剖面法常用的装置类型。
中间梯度装置、偶极装置、近场源装置和联合剖面装置。
11、交流激电法的主要观测参数。
视频散率、视频散电阻率、视频散电导率。
12、直流激电法的主要观测参数。
视极化率、视激电电阻率、视激电电导率。
13、电阻率剖面法的装置类型。
装置:二极,三极装置,联合剖面装置,对称四极装置,中间梯度装置,偶极装置14、电阻率法的主要的装备。
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。
电法勘探概念:电法勘探是根据岩石和矿石导电性的差异,在地面上不断改变供电电极和测置电极的位置,观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布,了解测点电阻率沿深度的变化,达到测深、找矿和解决其他地质问题的目的场源稳定电流场:点电源电场、两异极性点电源电场、偶极子源电场。
变化电流场:电磁场装置类型:对称四极、三极、偶极计算的电阻率,不是某一岩层的真电阻率,而是在电场分布范围内、各种岩石电阻率综综合影响的结果。
我们称其为视电阻率,并用ρs来表示:)1.3.5(IUK MNs∆=ρ高密度电阻率法的测量过程高密度电法野外工作方法:1)测区的选择和测网的布设2)装置形式及参数的选择a装置的选择b极距的确定c测点的分布高密度电法工作原理:高密度电阻率法是集测深和剖面法于一体的一种多装置、多极距的组合方法,它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息的特点。
自然电场:由地球表层内矿体、地下水和各种水系间的物理化学作用产生的电场。
自然电场的形成原因:氧化还原:地下水溶液与矿石间的电化学作用。
过滤作用(吸附):地下水的渗流和过滤作用。
接触扩散:矿化溶液的离子在岩石交界面上的扩散和岩石骨架对离子的吸附作用。
自然电场分类:1、电化学活动形成的自然电场2、过滤电场3、扩散电场激发极化法(简称激电法)是以不同岩、矿石激电效应之差异为物质基础,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。
电子导体的激发极化机理电子导体(包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石)的激发极化机理一般认为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。
离子导体的激发极化机理双电层形变形成激发极化的速度和放电的快慢,决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径长短,因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数(即充电和放电较慢)。
这是用激电法寻找地下含水层的物性基础。
充电法:是以岩石电阻率为基础的一种直流电法勘探,根据充电体与围岩电性差异,向充电矿体充电,使充电体变为一等位体或似等位体,研究充电体和其周围电场分布特征,从而解决充电体的形状、大小和产状等地质问题充电法原理: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。
地球物理勘探知识点一、地球物理勘探概述。
1. 定义。
- 地球物理勘探简称物探,它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。
这些地球物理场包括重力场、磁场、电场、弹性波场等。
2. 目的。
- 寻找矿产资源,如石油、天然气、金属矿等。
- 查明地下地质构造,为工程建设(如建筑、桥梁、隧道等)提供地质依据。
- 研究地球内部结构,了解地球的演化过程。
3. 方法分类。
- 重力勘探:利用地球重力场的变化来探测地下地质体的分布和密度差异。
- 磁法勘探:通过测量地球磁场的变化来寻找具有磁性差异的地质体,如磁铁矿等磁性矿体。
- 电法勘探:包括电阻率法、充电法等多种方法,依据地下地质体电学性质(如电阻率、极化率等)的差异进行勘探。
- 地震勘探:是最重要的地球物理勘探方法之一,利用人工激发的地震波在地下介质中的传播特性来推断地下地质构造和岩性。
- 放射性勘探:测量地质体的放射性强度,主要用于寻找放射性矿产(如铀矿)和研究地质构造。
二、重力勘探。
1. 重力场基本概念。
- 重力是地球对物体的引力与地球自转产生的离心力的合力。
- 重力加速度g,在地球表面不同位置其值略有不同,主要受地球内部物质分布不均匀的影响。
2. 重力异常。
- 理论上地球表面的重力值可以根据地球的理想模型计算出来,但实际测量的重力值与理论值存在差异,这种差异称为重力异常。
- 正重力异常:当测量点下方存在高密度地质体时,实测重力值大于理论值。
- 负重力异常:如果测量点下方是低密度地质体,实测重力值小于理论值。
3. 重力勘探仪器。
- 重力仪是用于测量重力加速度的仪器。
现代重力仪具有高精度、高灵敏度的特点,能够测量出极其微小的重力变化。
4. 重力勘探的应用。
- 寻找金属矿,如铜、铅、锌等金属矿往往与高密度的岩石有关,会引起正重力异常。
- 研究地质构造,如盆地、山脉等不同地质构造单元具有不同的密度结构,会在重力场上有明显反映。
- 探测地下洞穴,地下洞穴相对于周围岩石密度较低,会产生负重力异常。
电法勘探及分类电法勘探及分类2010年07月13日星期二上午09:40电法勘探,什么是电法勘探?什么是电法勘探?电法勘探(electrical prospecting)是根据岩石和矿石电学性质(如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性,即所谓"电性差异")来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。
它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场,分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。
电法勘探分为两大类。
研究直流电场的,统称为直流电法,包括有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等;研究交变电磁场的,统称为交流电法,包括有交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。
按工作场所的差别,电法勘探又分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。
电法勘探的发展历史电法勘探方法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现自然电场现象,至今已有100多年的历史。
我国电法勘探始于20世纪30年代,由当时北平研究院物理研究所的顾功叙光生所开创。
经过70余年的发展,我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展,使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。
同时,经过广大地球物理工作者不懈努力,在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域,电法已经和正在发挥着重要作用。
限于篇幅,本文仅对其中几种主要方法,如:高密度电法、激发极化法、CSAMT等作简要介绍,并就这些方法在水文和工程地质中的应用进行阐述,供广大水文和工程地质、工程物探人员参考电法勘探原理电法勘探是根据岩石和矿石电学性质(如导电性、电化学活动性、导磁性和介电性,即所谓"电性差异")来找矿和研究地质构造的一组地球物理勘探方法。
它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场,分析、解释这些场的特点和规律,达到找矿勘探的目的。
电法勘探是以地壳中岩矿石的导电性差异为物理基础,通过观测并研究地表电场的分布规律来达到找矿或解决其他地质问题的一种勘探方法矿物如何按导电机理进行划分?按导电机理分将矿物分为金属导电类矿物,半导体类导电矿物,固体离子类导电矿物。
影响岩石和矿石电阻率的因素:岩、矿石电阻率与成分和结构的关系;岩、矿石电阻率与所含水分的关系(湿度与孔隙度)岩、矿石电阻率与温度的关系三大岩类的电阻率如何变化?沉积岩的电阻率最低,火成岩的电阻率最高,变质岩介于两者之间。
何为非各向同性系数?如何表征对针状和片状的结构的岩石和矿石,无论ρ1、ρ2 及矿物颗粒的百分含量V大小如何,总有ρn ≥ρt,即垂直针状或片状颗粒长轴方向的岩、矿石电阻率总是大于沿着颗粒长轴方向的电阻率。
这表明针状和片状结构的岩石和矿石电阻率具有明显的方向性,即非各向同性;非各向同性系数λ岩石和矿石标本电阻率的测定方法有哪些?露头法、电测井、(岩芯)标本测定法电法勘探进行正演问题数值模拟时,一般会采取哪几种方法?每种方法的特点是什么?一是通过物理模拟,即通过模型实验直接测量得到某种介质和场源条件下稳定电流场的分布情况;物理模拟方法主要有土槽、水槽、导电纸等手段。
二是通过数学模拟途径,即寻求满足边界条件下的拉普拉斯方程解。
数值模拟可分为解析法和数值计算方法两种。
电阻率法的原理是什么?电阻率法是以不同岩矿石之间导电性差异为基础,通过观测和研究人工电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。
实质是通过接地电极在地下建立电场,以电测仪器观测因不同导电地质体存在时地表电场的变化,从而推断和解释地下地质体的分布和产状,达到解决地质问题的目的。
何为视电阻率?地下多种非均匀介质电阻率的综合反映单位仍为Ω.m,以符号ρs视电阻率微分表示式及其含义?视电阻率不是该地电断面上某种岩石的真电阻率,而是地下电性不均匀体的一种综合反映。
视电阻率是电法勘探中的一个重要的概念,其意义是:既然视电阻率是地下电性不均匀体的一种综合反映,那么当地下存在高阻或低阻体时,地下介质的导电性能发生变化,从而引起视电阻率的变化,因而可利用视电阻率变化规律以发现和探查地下电性不均匀体,达到找矿和解决其它地质问题的目的。