电法勘探方法技术及应用 PPT

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电法

电法主要包括
❖ 直流电法、激发极化法、电磁法
❖ （一）、直流电法
❖ 包括:自然电场法（天然场）、
❖
电阻率法（电剖面法、电测深法、中间梯度法）
❖
充电法
❖ （二)、激发极化法
❖ 分直流激发极化法、交流激发极化法、磁激发极化法。
❖ (三)、电磁法
❖ 常用的主要有：大地电磁法（MT）、音频大地电磁测深（AMT）、可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、频谱激电（SIP）、瞬变电磁法（TEM）、地质雷达等等。
❖ 交流激发极化法（频率域）
❖ （二）、重点强调的几个问题
❖ 1、多台接收机用于同一测区，必须进行一致
性标定。标定方法……
❖ 2、电极: 供电电极垂直于测线方向并联缠绕
❖ 铁电极单根最大200mA,钢电极无此限制
测量电极（不极化电极）极差小于2mV, 内阻小于1kΩ
❖ 3、系统质检不小于工作量的3%，A级精度为：在ηa≤3%的地段，用均方误差衡量： εηa=±0.12；ηa>3%的地段，用均方相对误差衡量Mηa=±4%，电阻率用均方相对误差衡量Mρa=±4%。
取数原则：4舍1、7舍2…..
8、退检观测
a、畸变点、异常点（如正交点）
b、背景地段适量安排
c、应重新布设测量和供电电极
9、系统质量检查
a、分布要均匀（不同时间、不同地段）
b、一同三不同（同一点位不同时间不同仪器不同操作者）
C、检查量一般为总工作量的3~5%
d、应列专表统计，必要时绘出误差统计曲线
❖ 4、受地形影响小：由于接收时所测的值事实上进行了归一化，因而地形影响大为减弱，由于是水平波场，因此，测区内地形影响也较小；

《电法勘探原》课件

三维成像技术
多学科综合解释
结合地质、地球化学等多学科数据进行综合解释，提高勘探成果的可靠性。
采用三维成像技术对地下结构进行可视化展示，提高数据解释的直观性。
05
电法勘探的挑战与对策
复杂地形与地质条件的挑战
挑战
电法勘探面临复杂地形和地质条件的挑战，如山地、丘陵、沙漠、沼泽等，这些地形和地质条件可能影响电法勘探的精度和可靠性。
技术创新与进步
新型探测技术
随着科技的不断进步，电法勘探将采用更先进的新型探测技术，提高勘探精度和深度。
地球物理反演
利用高性能计算机进行地球物理反演，提高数据解释的准确性和可靠性。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术将被应用于电法勘探中，实现自动化数据处理和异常识别。
智能化与自动化
自动化数据采集
对策
采用高精度探测技术和设备，如高精度磁力仪、高分辨率地震仪等，以提高电法勘探的精度。同时，加强技术研发和创新，推动电法勘探技术的不断进步和发展。
THANKS
感谢您的观看
对策
采用先进的测量技术和数据处理方法，如全站仪测量、三维激光扫描、多频电磁测深等，以提高测量精度和可靠性。同时，加强地质调查和资料收集，了解地形和地质特征，为电法勘探提供更准确的基础数据。
数据处理与解释的挑战
挑战
电法勘探数据处理与解释涉及到多个学科领域，如数学、物理、地质等，数据处理和解释的难度较大。此外，由于电法勘探数据量大、种类繁多，如何有效地处理和解释这些数据也是一大挑战。
01
通过智能化传感器和控制系统，实现自动化数据采集，提高工
作效率。
数据处理智能化
02
利用人工智能技术对数据进行自动处理和解释，减少人工干预

电法勘探-3.ppt

SB
二、联合剖面的干扰分析及校正
1、比值参数的概念及应用 2、地形对联合剖面的影响及校正
石ρ1中，I1=K21I，
且电流符号为正，
使面曲时线，上B1升的，作当用装将置逐21向渐右减12 移小21 动最并后逐ρB渐S便远趋离于分值界
ρ2 。
1、垂直接触面上联剖与对称四极剖面的视电阻率异常
3. ρABS剖面曲线有了上述ρAS和ρBS剖面曲线以且，根据AB S源自A S2B S
的关系式，取各点和的平均值即可得到如
当装置向右移动并逐渐靠近接触面时，虚点源 B1的作用则逐渐加强，这是因为虚点源B1与实点源B相对界面要保持对称，所以实点源B 愈靠近界面，虚点源B1也就愈与界面接近，从而B1到测量电极MN的距离也就愈小，故作用加倍。那么B1的作用是使ρBS 增大还是减小呢？这要看虚点源B1电流（ K12 I）的符号如何来决，在当前条件下，因ρ1 > ρ2 ，故K12＜0，I1 为负号。于是虚源B1电流的方向在测点处与实源B的流方向相反，所以此时虚源B1的作用是使ρBS 减小即ρBS ＜ ρ1 。当B极到达接触面时（D=0），则
SA
2
SB
的关系式，取各点和的平均值即可得到如图 2.1.12和图2.1.13中所示的对称四极装置的ρABS 剖面曲线。
由曲线的跃变亦可确定接触面的位置，但它不如ρ1ρ>BSρ2时的ρAS和ρ1 ＜ ρ2的ρBS跃变明显。
SB
2、低阻球体上的联合剖面ρS曲线
1.低阻球体上的联合剖面曲线
在图2.1.15中，给出了不同极距（AO）的联
对于对称四极曲线，由图可见，在球心正上
方有
AB S
SA
2
B S

地球物理勘探---电法勘探

主要岩矿石电阻率及其变化范围： ρ 沉＜ρ 变＜ρ 火沉积岩：10～10²Ω ·ｍ；火成岩：10²~10 Ω ·ｍ变质岩：介于两者之间
6
（二）、影响电阻率的因素 ①岩、矿石矿物成分（良导金属含量）一般来说，岩、矿石中良导金属含量增高，电阻率就降低。但相比之下岩石的结构更具有关键性的影响。 ②结构
U E
AB M
U U
A M
B M
I 1 1 ( ) 2 AM BM
AB M
I 1 AM 1 BM ( ) 2 2 2 AM AM BM BM
结论： ①靠近电极，电位变化越大 ②在A极（正极）附近，电位迅速升高；在B极（负极）附近，电位迅速下降。在 AB（正负极）中点电位为零。 ③在AB中部（1/2— 1/3）地段，电位梯度很小，场强也较均匀，在AB中点电位为零，电场强度为一常数。（中间梯度法的原理）
介绍最基本的电阻率法
电阻率法是传导类电法勘探方法之一。建立在地壳中各种岩矿石具有各种导电性差异的基础上，通过观测和研究与这些差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，从而达到查明地下构造或者寻找有用矿产的目的。
第一节
一、电阻率法的理论基础
电阻率法
（一）、岩土介质的电阻率岩土介质的电阻率差异是电阻率法的物理前提，电阻率是描述物质导电性能的一个电性参数，从中学物理中我们知道，当电流沿着一段导体的延伸方向流过时，导体的电阻R与其长度L成正比，与垂直于电流方向的导体横截面积S成反比，即 R=ρl/s 式中比例系数ρ成为该导体的电阻率。因此电阻率在数值上等于电流垂直通过单位面积立方体截面时，该导体所呈现的电阻。电阻率的倒数即为导电率ν，直接表征了岩石的导电性能。

环境与工程物探之电法勘探介绍课件

2
1
案例背景：某地区地质构造复杂，需要进行地质构造探测
应用领域：广泛应用于地质灾害预警、地下水资源勘探等领域
电法勘探方法：采用电阻率法、激发极化法等电法勘探方法
探测结果：成功探测出地下地质构造，为工程设计提供依据
4
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿产资源探测
案例一：某地区金矿探测
案例二：某地区铜矿探测
案例五：某地区稀土矿探测
案例四：某地区煤矿探测
案例三：某地区铁矿探测
案例六：某地区石油探测
技术进步
仪器设备：更加轻便、高效、智能化
数据处理：更加快速、准确、自动化
勘探方法：更加多样化、适应性强
应用领域：更加广泛，如地下水、矿产、地质灾害等
01
02
03
04
应用领域拓展
地质灾害监测与预警
地下水资源勘探与评价
城市地下空间探测与规划
工程地质勘察与评价
03
电离层反射法：利用电离层反射信号进行勘探，如地震勘探、地磁勘探等
04
电法勘探应用
地质勘探：用于寻找矿产、地下水资源等
工程勘察：用于确定地下结构、地下障碍物等
环境监测：用于监测地下水污染、土壤污染等
考古研究：用于寻找地下文物、古墓等
城市规划：用于评估地下空间开发利用可行性
灾害预警：用于监测地质灾害、地震等
02
电法勘探的主要方法有电阻率法、激发极化法、电磁感应法等。
03
电法勘探的优点是无污染、速度快、成本低，可以广泛应用于地质调查、矿产勘探、工程勘察等领域。
04
电法勘探方法
电阻率法：通过测量地层电阻率来推断地下地质构造
01
自然电场法：利用天然电场进行勘探，如磁力勘探、重力勘探等

第四章电法勘探部分PPT课件

（表土电阻率不均匀对ρs曲线的影响采用“比值法”加以消除，方法如下：
1）对各个测点的ρsA与ρsB值取其比值，分别计算出FA和FB。
Fi A
si A si B
Fi B
si B si A
2）绘制F曲线剖面图。
表土电阻率不均匀对联合剖面ρs曲线的影响及其消除
（a）F与F曲线；（b）ρsA与ρsB曲线
1
4.2.1.2 联合剖面法（续2）
2. 几种规则形状地质体联合剖面ρS曲线分析
（1）良导直立薄脉ρs曲线分析及其特征 a.当电极装置位于点1位置时， jMN=j0,
ρMN=ρ1，ρsA=ρ1。 b.随着电极逐渐向矿脉接近并处于处于
点 2 位置时，与点 1 相比 jMN>j0 ， MN 极仍在ρ1介质中，所以ρMN=ρ1，因此ρsA>ρ1。
直立岩层接触面ρs曲线
有浮土覆盖时，由于良导性浮土的影响使岩层接触面处ρs曲线变化较平缓，两种岩层接触界面的位置与ρsA曲线极大值下降三分之一的地方相对应，即与 2/3ρsA极值点的横坐标位置相对应。
浮土下直立岩层接触面ρs曲线
.
7
4.2.1.2 联合剖面法（续8）
3.地形及表土不均匀对联合剖面曲线的影响（1）表土电阻率不均匀对ρs曲线的影响表土不均匀的影响：
c.电极装置继续向矿脉靠近处于点3的位置，矿脉吸引电流线的作用较点2更加强烈，ρSA仍大于ρ1且比点2还大，这时ρSA取得极大值。
良导直立薄脉联合剖面曲线
.
2
4.2.1.2 联合剖面法（续3）
（ 1）良导直立薄脉 ρs曲线分析及其特征
d.电极装置于点4位置时， A极发出的电流线均被矿脉吸引，因此经过MN 极的电流线将急剧的减少，所以ρsA亦随之减小，此时获得ρsA极小值。

电法勘探理论基础PPT课件

(1 AM
1 BM
1 AN
1) BN
（1.4.1）
K U MN
I
(1.4.2)
K
2
1 1 1 1
AM BN BM BN
K----称为装置系数，其单位为米
第30页/共39页
图1-4-1 在均匀半空间表面供电和测量回路的布置
第31页/共39页
1.4.2 视电阻率的概念
1）视电阻率公式
s
K
U MN I
对于电性不均匀体的位置等。
3）视电阻率的微分表达式
s
jMN j0
MN
第33页/共39页
1.4.3 电阻率法分类及装置类型
根据研究地质问题的不同，电阻率法可划分为两种不同的类型，即：电测深法、电剖面法。每类方法中又根据电极装置的不同，还包括了多种变种方法。
1) 电测深法借助改变供电电极距大小，研究测点下深度方向下的视电阻率的变
描述了电场和磁场随空间第2和2页时/共间39页的变化规律，是电磁场必
1.3.2 均匀各向同性半无限介质中的大地H
(1.3.1)式变为
H E E iu0H
H 0 E 0
(1.3.9)
第23页/共39页
（1.3.8）
直流电法有本质的区别。
2）岩矿石的介电常数
岩石、矿石的另一个要素是介电常数。介电常数是表
示岩石、矿石在电场中极化程 0度 r 的一个物理量。介质的绝
对介电常数定义为
0
0 8.851012
r
式中
——真空介电常数，
第9页/共39页
F/m；
大多数造岩矿物的介电常数r 很小，且变化范围

地球物理勘探-第四章电法勘探-PPT课件

该方法为两个三极（ AMN∞和∞MNB）排列的联合。工作中A、M、N、B沿测线一起移动，并保持极距不变，MN的中点O为测点位置。在每个测点上利用换向开关K切换，可分别测出两个三极排列的ΔV和 I，因此，联合剖面法的剖面图上有两条视电阻率曲线
AO=BO﹥3h; AO＝L+l（L和l分别为脉状体的走向长度和下延长度之半）； MN=1/3～1/5A0
电阻率均匀介质中存在一个高阻体
电阻率均匀介质中存在一个低阻体
二、电剖面法
人工建立地下稳定直流或脉动电场，采用不变的供电极距，使整个或部分装置沿观测剖面移动，逐点测量视电阻率ρ的值。电剖面法所了解的是沿剖面方向地下某一深度范围内不同电性物质的分布情况。
由于供电电极及测量电极排列方式不同
1. 联合剖面法装置形式
M A
B N
地面水平，地下为均匀、无限、各向同性介质。
则地表任意两测量电极M和N的电位U的表达式为:
U I 1 2 r
式中AM、AN、BM、BN分别为供电电极A、B与测量电极M、 N之间的距离。将上两式相减可得M、N两点间的电位差：
式中K称为电极排列系数(或装置系数)，其单位为米，是一个仅与各电极间空间位置有关的量。
总场
绝对测量相对测量
辐射场
异常场
地质雷达甚低频法
相对测量
瞬变场
异常场
绝对测量
连续波电磁测井瞬变脉冲电磁测井井中无线电波透视
频率电磁测深法多频振幅相位法多频振幅法水平线圈法倾角法椭圆极化法振幅比相位差法虚分量法
瞬变脉冲电磁法
天然场
天然音频磁场航空电法
航
空
连续波航空电法

电法勘探ppt

如上所述，不同岩石间电阻率常存在差异，这正是电法勘探的地球物理基础。
但是，由于岩石的矿物形成过程的地质条件千差万别，形成后经历的地质变动也不同，而且同一中岩石的电阻率变化范围也很大，因此，应用地电测量判断岩性就比较困难。
（三）影响岩、矿石电阻率的因素
1．与岩、矿石骨架组分和结构有关
岩、矿石的结构、构造比矿物成分及含量对岩、矿石电阻率的影响更大些。
性质的交点称为“正交点”或
“低阻交点”。由图可见，这
时ρs(A)的极小值出现在球体右
边，而ρs(B)的极小值则出在球
体左边。
对称四极剖面法的ρs(AB)曲线
，则在球心正上方有ρs(AB)＜
ρ1的极小值异常。
（二）三极剖面、联合剖面和对称四极剖面法的应用
1．三极剖面法的应用 2．联合剖面法的应用
联合剖面法是用来寻找和追索良导电陡立薄矿脉的最有效方法。另外，当用其寻找等轴状矿体以及划分岩石分界面时，也能有明显效果。
电法勘探
第一节引言
1、应用地电学的地位：应用地球物理学的六大分支方法之一
2、电法勘探的物质基础电法勘探是以岩（矿）石间电磁学性质
及电化学性质的差异作为物质基础。
3、利用的主要物理性质：导电性、介电性、导磁性、激发极化性、
压电性、震电性等
第一节引言 1、电法勘探的物质基础及其研
究的主要物理参数
供电电极距AO或BO的选择应考虑地质目标的埋深，若存在厚度为H的浮土覆盖层时，应取AO>3H；对于寻找良导电的陡立薄矿脉，应根据有工业意义的最小矿脉的大小确定AO。实验表明，最佳极距应选为AO＝L+l（L和l分别为脉状体的走向长度和下延长度之半）。
确定测量极距MN大小的原则是在不明显降低异常的前提下，尽量采用较大的MN。在实际工作中，一般使MN等于测点距，而测点距的确定则取决于异常范围大小。在详查时，测点距一般选为MN＝（1/5～1/3）AO。

电法勘探方法技术及应用.ppt

确定测量极距MN大小的原则是在不明显降低异常的前提下，尽量采用较大的MN。在实际工作中，一股使MN等于测点距，而测点距的确定则取决于异常范围大小。在详查时，测点距一般选为MN＝（1/5～1/3）AO。
对称四极剖面法的应用对称四极剖面法主要应用于地质填图，研究覆盖层下基岩的起伏和为
水文、工程地质提供有关疏松层中电性不均匀体的分布以及疏松层下的地质构造等。
相对无覆盖层而言：
高阻覆盖层：异常幅度变大，曲线变陡
低阻覆盖层：异常幅度变小，曲线变缓
H=1,h0=6 1：u21=99 ，2：u21=4 3：u21=1， 4：u21=0.5 5：u21=0.25 6：u21=0.11 7：u21=0.042
36
测线与矿体走向斜交
37
起伏地形条件下中梯装置的激电异常
自然电场法的观测方式和充电法的观测方式相似，最常用的是电位观测法；当工作地区游散电流干扰严重时，可采用电位梯度观测法；用于解决水文地质问题时，还可采用电位梯度环形测量法。
与电阻率法和充电法不同，自然电场法不能用极化补偿器来消除极差的影响，因此，测量电极需采用“不极化电极”。常用的不极化电极有 Cu－CuSO4和 Pb—PbCl不极化电极。 30
天然场源（被动源）电法人工场源（主动源）电法
15
16
供电极距的大小决定勘探深度
17
频率域电磁测深的基本原理
天然电磁波
18
时间域电磁测深原理
早
期
信
号反映浅部结构
晚期信号反映深
部
结
构
19
电法勘探的场源形式
天然场源：大地电磁场，自然电位场
人工场源：点电源电偶极子源磁偶极子源大回线场源有限长度电偶源无限长度电偶源

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确定测量极距MN大小的原则是在不明显降低异常的前提下，尽量采用较大的MN。在实际工作中，一股使MN等于测点距，而测点距的确定则取决于异常范围大小。在详查时，测点距一般选为MN＝（1/5～1/3）AO。
对称四极剖面法的应用对称四极剖面法主要应用于地质填图，研究覆盖层下基岩的起伏和为
水文、工程地质提供有关疏松层中电性不均匀体的分布以及疏松层下的地质构造等。
充电法的最大研究深度一般仅为充电体延伸长度之半。充电法主要用于详查或勘探阶段。
频率域电磁测深的基本原理
天然电磁波
时间域电磁测深原理
早
期
信
号反映浅部结构
晚期信号反映深
部
结
构
电法勘探的场源形式
天然场源：大地电磁场，自然电位场
人工场源：点电源电偶极子源磁偶极子源大回线场源有限长度电偶源无限长度电偶源
电法勘探的观测参数
➢电场：无论是稳定电流场还是交变电磁场，无论是一次场还是二次场，实质都是观测两点间的电位差
，当用其寻找等轴状矿体以及划分岩石分界面时，也能有明显效果。供电电极距AO或BO的选择应考虑地质目标的埋深，若存在厚度为H的
浮土覆盖层时，应取AO>3H；对于寻找良导电的陡立薄矿脉佳极距应选为AO＝L+l（L和l分别为脉状体的走向长度和下延长度之半）。
三极剖面法、联合剖面法、对称四极剖面法、中间梯度法和偶极剖面法等）和电阻率测深法（含二极测深法、三极测深法、对称四极测深法）。
充电法自然电场法激发极化法：细分类与电阻率法平行建立。（2）感应类电法或电磁感应法：分为电磁剖面法：不接地回线法、电磁偶极剖面法、航空电磁法、甚低频法。电磁测深法：大地电磁测深法、频率测深法、瞬变测深法等。
由于中梯法布置一次供电电极，可同时观测数条测线，因此，该法生产效率较高。
偶极剖面法的应用
偶极剖面法在各种金属矿上的异常反映也是相当明显的。加之，由于它的供电电极AB和测量电极MN是分开的，且所需导线均很短，因此它在减弱游散电流或电磁感应作用引起的干扰方面，相对其它装置有明显的优越性。偶极剖面法的主要缺点是，当极距较大时，在一个矿体上往往可出现两个异常。故当有多个矿体存在或围岩电性不均匀时，将使曲线变得很复杂，给解释工作带来困难。尽管如此，偶极剖面法在实际找矿和填图工作中仍取得了较好的地质效果。
电阻率测深法的应用（一）电极距的选择
供电电极距AB的选择：最小AB距离应能使电测深曲线的首支为近似于水平线段，以便由它的渐近线求出第一电性层的电阻率；最大AB距离应能满足勘探深度的要求，并保证测深曲线尾支完整，可解释出最后一个电性层；为使曲线光滑，以保证解释精度，各供电电极距在对数的AB/2轴上应均匀分布，一般使相邻两极距在模数为6.25cm对数纸上相距约0.5～1.5 cm。
➢磁场：观测磁场本身或磁场的时间偏导数
电阻率法
电阻率法是以地壳不同岩石和矿石的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律以达到找矿和解决其它地质问题目的的一组电法勘探分支方法。
联合剖面和对称四极剖面法的应用
联合剖面法的应用联合剖面法是用来寻找和追索良导电陡立薄矿脉的最有效方法。另外
按工作场所，通常分为：
航空电法地面电法海洋电法地下电法
TRIDEM固定翼三频航空电磁测量系统
IMPULSE直升机吊舱航空电磁测量系统
海洋电磁法系统
• 系统由发射机和接收机两大部分组成。
按建场方式，通常分为：
天然场源（被动源）电法人工场源（主动源）电法
供电极距的大小决定勘探深度
中间梯度法的应用
中间梯度法是用于追索陡立高阻脉状体的有效方法。由于许多热液型矿床与高阻岩脉在成因或空间上有密切关系，因此追索高阻岩脉便具有直接找矿意义。
中梯法的供电电极距（AB）很大，通常为几百米到几千米。因为AB越大，均匀电流场的分布范围越宽，因此测量范围越大。在主剖面上，一般可测区段为其中部的 (1/2 ～ 1/3)AB，在平行于主剖面的旁侧剖面上，其与主剖面的最大垂直距离不应超过1/6AB。
测量电极距MN的选择：在实际工作中，由于AB极距的不断加大，MN距离如始终保持不变，那么当AB极距很大时，MN 电位差将会太小，以至于无法观测。因此，随着AB极距的加大，往往也需要适当加大MN距离，通常要求MN满足条件
AB/3>=MN>1/30AB
充电法和自然电场法
充电法属人工场法，主要用于良导电矿体的详查或勘探阶段。自然电场法属天然场法，主要用于普查找矿阶段。此外，这两种方法还可用来解决某些水文地质和工程地质问题。
电法勘探所利用的主要电性参数有：电阻率（ρ）极化率（η）磁导率（μ）介电常数（ε）
激发极化法是金属矿探测的首选方法
电法勘探的分类
分类的依据：（1）电场的性质（2）工作场所（3）建场方式
按电场的性质，通常分为两大类。
（1）传导类电法：以各种直流电法为主，有电阻率法：分为电阻率剖面法（含二极剖面法、
充电法的应用（一）充电法的应用范围及应用条件充电法可以用来解决以下几方面的地质问题： 1．确定已揭露（或出露）矿体隐伏部分的形状、产状、规模、平面分布位置及深度； 2．确定已知相邻矿体之间的连接关系； 3．在已知矿附近找盲矿体； 4．利用单井测定地下水的流向和流速； 5．研究滑坡及追踪地下金属管线等。充电法的应用条件是： 1．被研究的对象（充电体）至少已有一处被揭露或出露，以便设置充电点。 2．充电体相对围岩应是良导电体。 3．充电体规模越大，埋藏越浅，应用充电法的效果越理想。
电法勘探方法技术及应用
电法勘探的特点
➢ 利用的物性参数多 ,, ,
➢ 分支方法多（时间域、频率域） ➢ 观测参数多（电磁场五分量） ➢ 场源形式多（天然场源、人工场源）
解决问题能力强，应用领域广，能满足具备物性前提的各种勘查工作的需要。
电法勘探的物质基础
电法勘探是以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础。