电法勘探的应用

高密度电法应用技术一、工作原理高密度电法应用技术是近几年发展应用起来的地球物理电法勘探技术，其工作原理与传统的电法勘探基本相同，其地球物理前提是被勘探体中介质的电性差异。

通过向被勘探体加入一定电压、电流的直流电，由于被勘探体中介质不同或电性存在差异，致使被勘探体存在电位、电流异常，这种异常经过反演得到被勘探体内部结构。

高密度电法技术与传统的电法勘探相比，具有一个排列多电极同时作业、极距根据需要可以加密调整、野外工作效率高、勘探精度高、勘探深度大等优点。

二、G MD高密度电法仪性能指标及野外工作布置（一）仪器性能指标该仪器性能优越，与国外同类仪器相比，各项性能指标处于领先地位。

外业施工方便，一根电缆(10芯)覆盖整个剖面，国内首创，连接方便、灵活。

1、仪器性能指标参数(1) 最大电极通道数240道(2) 电位测量范围±10V，分辨率10μV(3) 电流测量范围±3A，分辨率0.01mA(4) 输入阻抗大于20MΩ（内部>100 MΩ）(5) 供电电流±3A，最大电压400V(6) 50Hz工频抑制≥60dB2、仪器性能指标测试结果高阻斜板高阻背斜（模型）直立铜板充水铜球（二）野外工作布置高密度电法技术野外工作测线布置根据勘探目的，结合场地情况（地质、地形等），进行布线设网。

电极数量、极距应根据勘探目标体的大小、埋深等因素进行选择。

下图为高密度电法野外工作示意图。

三、高密度电法应用领域高密度电法技术应用领域非常广阔，涉及到水利水电、公路、铁路、城市建设、环保、地矿等部门。

在水利水电部门，应用高密度电法技术，进行堤、坝的隐患（管涌、脱空、塌陷等）探测、江河水位探测、地下水位探测和找水等工作；在公路部门，应用高密度电法技术，进行地质构造探测（岩溶、断层破碎带、滑坡体等）、路基检测等；在地矿部门，高密度电法技术用来地质勘探、矿床探测等。

总之，高密度电法技术愈来愈来被工程界看好，其应用领域会被人们的实践不断扩大。

关于各种电法勘探方法特点与应用的探讨摘要：电法勘探技术作为地球物理方法，是按照地壳中岩体电磁的电化学特性研究地质构造，对矿产进行物探。

随着电法勘探技术的广泛应用，配合相关软件开发和仪器设计，使得该方法的技术水平有所提升。

本论文针对各种电法勘探方法特点与应用展开探讨。

关键词：电法勘探方法；特点；应用电法勘探作为一种找矿的物探方法，其是根据岩体的电磁性和电化学特性所发挥的导向性作用而进行的。

根据电磁场的时间特性，可以将电法勘探方法划分为电阻率法和瞬变电磁法。

不同的电法勘探方法以其观测方法不同，对于地质环境的适应性也会有所不同。

因此，在开展地质勘探工作中，要提高工作效率，就要选择不同的勘探方法，也可以综合运用多种方法，以提高勘探工作质量。

一、电法勘探方法的特点（一）电阻率法的特点电法勘探的理论方法研究上，电阻率法的理论资料简单，应用技术相对成熟。

在开展地质勘探中，电阻率法主要用于浅层的地质异常体分辨，随着勘探位置不断加深，其体积勘探的能力就会相应地弱化。

但是，电阻率法同样不适宜用于地表勘探，特别是干燥气候区域的地质勘探，在进行勘探中会严重受到浅部高阻屏蔽的影响。

由此可见，采用电阻率法进行勘探，会受到地形、地貌和勘探深度的影响。

比较适合于低阻地质异常体的勘探，可以获得良好的勘探效果。

（二）瞬变电磁法的特点瞬变电磁法(简称为“TEM”)分析地下资源的分布情况，是将回线中的电流采用的是间歇式发送方式发送到地下，利用电磁场的间歇接收电流，根据地下的地质体感应做出时空分布，并探测区域的地质构造和各种地下资源，同时还可以对探测区域的地质问题有所深入了解。

瞬变电磁勘探又被称为“纯异常法”，采用这种方法进行地下资源探测时，可以对地下的导电介质具有强烈的反映性，可用于断层、隔水层以及裂缝的地质环境进行探测[1]。

（下图为瞬变电磁勘探仪器）瞬变电磁勘探仪器瞬变电磁勘探是在电磁感应的作用下完成的，当电流被传送到地下，如果采用电阻率法会产生电极接触条件发生改变而影响到探测效果。

第二节自然电场法在一定的地质-地球物理条件下，地中存在原天然稳定电流场称为自然电场。

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方法称为自然电场法。

本节将讨论自然电场的成因和分布规律，并在此基础上介绍自然电场法的应用。

一、岩石和矿石的自然极化一般情况下物质都是电中性的，即正、负电荷保持平衡。

但在一定条件下，某些物质或系统的正、负电荷会彼此分离，偏离平衡状态，通常称这种现象为“极化”。

某些岩石和矿石在特定的自然条件下会呈现出极化状态，并在其周围形成自然电场，这便是岩、矿石的自然极化。

1、电子导体的自然极化当电子导体和溶液接触时，由于热运动，导体的金属离子或自由电子可能有足够大的能量，以致克服晶格间的结合力越出导体而进入溶液中。

从而破坏了导体与溶液的电中性，分别带导性电荷，并在分界面附近形成双电层，此双电层的电位差称为所论电子导体在该溶液中的电极电位。

它与导体和溶液的性质有关。

若导体及其周围的溶液都是均匀的，则界面上的双电层也是均匀的，这种均匀、封闭的双电层不会产生外电场。

如果导体或溶液是不均匀的，则界面上的双电层呈不均匀分布，产生极化，并在导体内、外产生电场引起自然电流。

这种极化所引起电流的趋势是减少造成极化的导体或溶液的不均匀性。

故若不能继续保持原有的导体或溶液的不均匀性，使之因极化而引起的自然电流会随时间逐渐减小，以至最终消失。

因此电子导体周围产生稳定电流场的条件是：导体或溶液具有不均匀性，并有某种外界作用保持这种不均匀性，使之不因极化放电而减弱。

图2.2.1 电子导电矿体的自然极化及自然电场如图2.2.1所示，赋存于地下的电子导体矿体，当其被地下潜水面截过时，往往在周围形成稳定的自然电场。

原因是，潜水面以上渗透带，由于靠近地表而富含氧气，使那里的（附着水）溶液氧化性较强；相反，潜水面以下含氧气较少，使那里的水溶液相对来说是还原性的。

潜水面上、下部分总是分别处于性质不同的溶液中，在导体和周围溶液的分界面上形成不均匀的双层面，产生自然极化，并形成稳定的自然极化电流场。

浅析电法勘探方法在水文和工程地质中的应用摘要：文章叙述电法勘探方法的发展概况及其在工程和水文地质中的应用。

关键词：电法勘探；高密度电法；激发极化法；瞬变电磁法；地质雷达中图分类号：p631.3；文献标识码：a；文章编号：本文仅对其中几种主要方法，如高密度电法、激发极化法、瞬变电磁法和地质雷达等作简要介绍，并就这些方法在水文和工程地质中的应用进行阐述。

一、电法勘探的几种方法、原理1、高密度电法高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。

高密度电法具有以下优点：（１）．电极布置一次性完成，不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率；（２）．能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；（３）．野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。

此外，随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。

高密度电法应用领域比较广，尤其在水文和工程地质勘查方面，主要有：底青云（2002）、吴长盛（2001）、郭铁柱（2001）、董浩斌（2001）等使用高密度电法在水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测上见到了好的应用效果；严文根（2002）将高密度电法用在电厂大坝的基岩面起伏及其强度特性评价上；王文州（2001）、王玉清（2001）、侯烈忠（1997）等将高密度电法用在高速公路高架桥、高层建筑选址、机场跑道的地基勘探中；郭秀军（2001）采用高密度电法探测防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障碍物等物理性质有别于周围介质的地下有形体；杨湘生（2001）在湘西北岩溶石山区找水中应用高密度电法确定最佳井位方面取得了好的效果；解爱华（2003）采用高密度电法与瞬态瑞雷面波法完成了国际机场扩建工程中的岩土工程勘察问题，查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深，利用土层的剪切波速划分场地类别。

高密度电法勘探在工程勘察中的应用摘要：作为一种物探方法，高密度电法除了具有测点密度高、测得信息量大、信息较为准确等特点，并且对所测对象不会造成损伤，探测结果较为直观、精准，已广泛应用于矿山、水文、灭火、城市地质等各工程领域本文首先对高密度电法的原理进行了简要描述，接着阐述了告密度电法勘探在工程勘察中是如何运用的。

关键词：高密度电法;工程勘察;应用;反演处理引言随着我国经济的不断发展，国家的基础设施建设越来越完善，大量工程正在如火如荼的进行，同时对工程地质勘察的精度也越来越高，勘察工作也要越做越全面和详细。

而高密度电法以其数据采集量大、工作效率高、成本低、信息丰富、解释方便等优点在水利工程地质勘探中得到了广泛的应用。

但高密度电法仍存在有一定的局限性，仍是从事物探工作要逐步解决、多加研究的课题。

髙密度电法相对于其他勘探技术而言，具有更简便的操作，拥有先进性、经济性等特点，且是一种直流电法勘探技术。

高密度电法勘探目前已经被广泛应用于矿产勘察、石油勘察、地热资源勘察、不良地质现象勘察等领域。

相对于传统的勘探激素而言高密度电法勘探技术具有信息量大，对探测对象所造成的损伤小，测点密度髙等特点。

利用这种勘探方法所得到的数据直观且准确，勘探成果髙效，其在我国工程勘查的运用已经越来越广泛。

1高密度电法工作原理及特征识别1.1工作原理高密度电法集中了电剖面法、电测深等方法的优势，是一种全新的物理勘探方法，该方法不仅提供了地下一定深度范围内电性的横向变化，也提供了垂向电性的变化。

其基本工作原理是利用地下介质构成和分布的不均匀性，会导致发射的电流分布发生相应的变化。

地下介质电位的改变可以转换成相应的电阻率，通过观测记录相关电阻率的差异来研究分析在电阻率在不同空间上的分布特点和变化规律，形成多方位投影数据资料，并最终反演成像，得出隐伏地质构造和岩溶、风化层、滑坡体等地下介质分布情况以及构成的精准结构。

1.2高密度电法大特征识别根据已有地质资料，可以看出，不同岩层有着不同的物理性质。

电法勘探实验报告电法勘探实验报告引言电法勘探是一种广泛应用于地质、环境和工程领域的地球物理勘探方法。

通过测量地下电阻率的变化，电法勘探可以提供地下结构的信息，从而帮助我们了解地下的地质特征和水文地质条件。

本实验旨在通过模拟电法勘探实验，探索不同地下结构对电阻率测量结果的影响，并分析实验结果。

实验方法实验中，我们使用了一个模拟地下结构的实验装置。

该装置由一个长方体容器组成，容器内填充了不同材料的模拟地层。

在容器的两侧分别安装了电极，以模拟电极的布置方式。

通过改变电极之间的距离，我们可以模拟不同的探测深度。

在实验过程中，我们使用了电阻率仪器对模拟地层进行了电阻率测量。

实验结果在实验中，我们分别模拟了均质地层、层状地层和断层地层。

通过对实验结果的分析，我们得出了以下结论：1. 均质地层的电阻率测量结果相对简单，电阻率随着探测深度的增加而逐渐增大。

这是因为均质地层的电阻率分布相对均匀，电流通过地层时受到的阻力较小。

2. 层状地层的电阻率测量结果会呈现出多个峰值。

这是因为层状地层中存在不同电阻率的层，电流在穿过这些层时会受到不同程度的阻力。

因此，电阻率测量结果会受到各层电阻率的影响。

3. 断层地层的电阻率测量结果会出现异常值。

断层是地下构造中的一种断裂带，其电阻率通常会与周围地层有较大的差异。

因此，在电法勘探中，断层地层的存在会对电阻率测量结果产生明显的影响。

讨论与分析通过以上实验结果，我们可以看出电法勘探在不同地下结构中的应用潜力。

均质地层是电法勘探的理想对象，其电阻率测量结果相对简单且准确。

然而，现实中很少存在完全均质的地层，因此在实际应用中需要考虑其他因素的影响。

层状地层是电法勘探中常见的地下结构之一。

通过对层状地层的电阻率测量结果进行解释和分析，我们可以推断出地下各层的性质和分布情况。

这对于石油勘探、地下水资源评价等领域具有重要意义。

断层地层是电法勘探中的一个挑战性问题。

断层的存在会导致电阻率测量结果产生异常值，使解释和分析变得更加困难。

常用电法勘探技术原理及其应用实例电法勘探是以岩石或矿石与围岩之间的电性差异为基础，对天然产生的或人工建立起来的电场或电磁场的空间的或时间的分布特征进行观测，以查明地质构造和有用矿产的一种物探方法。

文章对目前常用的几种电法勘探技术的原理进行了解释，并举例说明了其在实际中的应用效果。

标签：岩土体电阻率测试技术三维直流电法高密度电法激发极化法可控源音频大地电磁法电法勘探是根据岩石和矿石电学的性质来寻找矿藏和研究地质构造的一种地球物理勘探方，主要是通过过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场等手段来勘探矿脉。

目前，电法勘探已经成为寻找矿产、煤田、油气藏和地下水的有效方法，近年来其应用领域又逐渐扩展到地质工程、工程勘查、环境监测等各个领域，与国民经济建设、人民社会生活的关系越来越密切。

1我国电法勘探的发展从50年代初期到中期是我国电法勘探技术的建立时期，自然电场法，电阻率剖面法和电测深法在这一时期得到了完善和发展。

在一些矿产资源勘查中，自然电场法很快成为勘查浅埋良导矿的经济而有效的手段，电测深法也成为煤田等资源勘查的重要方法，各种相关装置也得到了广泛的试验，联合剖面装置已经成为确定各种电性体地面投影位置和产状要素等最有效的一种手段。

50年代中期至60年代中期是我国电法勘探技术的全面发展阶段。

倾角法、振幅相位法、虚分量振幅法，小功率瞬变脉冲电磁法或称过渡场法，大地电流法、激发极化法等技术方法及其相应仪器在这一时期受到广泛的重视。

60年代中期到70年代是电法勘探技术的提高和发展时期。

在理论、技术和应用领域等方面激电法、充电法和各种电阻率法等方法都有较大提高和发展，并且引进了电偶源和磁偶源频率测深、大地电磁测深、音频大地电磁测深、甚低频和地质雷达等方法和相应仪器。

80年代至今是电法勘探技术再提高、再发展并已臻成熟的时期。

我国金属矿的找矿主体进入勘查深部隐伏矿的新阶段，要求电法勘探向深部进军并具有区分常规电法干扰的能力此时期，针对这个要求，针对我国矿业发展的要求，不仅对上述上述已开展的方法技术作了相应的深入研究，而且引进了可控源音频大地电磁法、新颖时域瞬变脉冲电磁法和电磁测深法、宽频谱激电法等新的方法技术及其相应的仪器设备。

1 前言高密度电法是集激电剖面及激电测深为一体，采用高密[1]度布点，进行二维地电断面测量的一种勘探方法。

采用了程控式电极转换开关和高密度数字电测仪，在一条剖面上可以采集大量不同装置和不同极距的数据，经数据处理，便可获得相应的剖面图或断面图。

和常规电法相比，具有测点密度高、采集信息量大、人为干扰少、工作效率高等优点，已广泛用于矿产勘查、工程勘察与检测、寻找地下水等各领域。

2 高密度电法工作方法简述高密度电阻率法数据采集系统由主机、多路开关转换器、电极系三部分组成（见图1）。

多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态；主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出指令，控制电极供[2]电、测量接收并存贮测量数据。

数据采集结果自动存入主机，主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机，计算机将数据转换成处理软件要求的格式，经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正的预处[3]理后，最终二维反演成图。

3 矿区概况矿区地处念青唐古拉山区，位于冈底斯—念青唐古拉板片次级构造单元念青唐古拉背断隆之东段。

矿区主要出露2地层为石炭系上统—二叠系下统来姑组二段（C P l ）和三313段（C P l ），其中来姑组二段出露于工作区北部，岩性为31千枚状板岩夹变质石英砂岩，局部夹泥质板岩、硅质板岩；来姑组三段主要出露于工作区南部，岩性为灰色含砾砂质板岩[4]夹变质石英砂岩，局部夹灰岩、凝灰岩、泥质砂岩。

矿区内石膏矿体主要产于石炭系上统—二叠系下统来姑组二段及来姑组三段接触部位，矿体呈层状产出。

矿石多呈白色、褐黄色，条带状、条纹状构造，纤维集晶状结构。

矿体围岩主要为千枚状板岩与含砾砂质板岩。

根据收集的资料显示，千枚状板岩与含砾砂质板岩其电阻率变化范24围为n×10-n×10Ω·m；石膏为固体离子型导电矿物，其6电阻率较高，一般实验室测量结果都大于10Ω·m。

在理论上，石膏矿体电阻率比围岩要高出两个数量级以上，矿体[5]与围岩存在显著的电阻率差异。

电法和电磁法勘探（包括航空、地面、井地和井间电法电磁法）在油气勘探中的应用电法勘探的研究可以追溯到19世纪初期福克斯在英国的康瓦尔铜矿上观察到天然电流场现象，当时仅限于科学研究。

一直到20世纪一方面为了适应工业发展的需要、促进矿产资源的开发，另一方面也是因为科学技术的进步，电法勘探方法才开始逐步应用到生产实际中。

这其中就包括在油气探测中的应用。

众所周之，在油气勘探中，从上世纪60 年代以来，地震方法始终占绝对的主导地位，起着不可替代的作用。

但是随着油气勘探工作的不断深入，勘探工区地表地质条件更加复杂（譬如在山地、高陡构造区、构造复杂区、火成岩覆盖区等），地震勘探的成本急剧上升，但是却难以取得较好的效果；而且未来油气勘探将会面临更加复杂的勘探难题，单一的物探方法显然难以达到勘探要求，这就需要我们搞多种方法的联合勘探。

而地下油气藏其实具备多种物理化学属性特征，在绝大多数地质情况下，含油气储层的电性特征是最为明显的。

与不含油气储层相比，含油气储层的电性参数可高出几倍以上；而相同情况下，含油气与不含油气储层的地震属性差异仅为10%左右。

所以说我们可以通过利用电法勘探来探测地下与油气藏存在有关的多种电性异常信息，这其中就包括电阻率异常以及自然极化与人工激发极化异常等等。

而且电法勘探方法相比较地震方法，还具有装备轻、成本低、效率高的特点。

因此，通过研究电法勘探方法找油并且将其与其它的物探、化探方法相结合不但对于提高预测油气的可靠性而且还包括提高油气钻探的成功率、同时对于解决非构造油气藏的勘探问题，扩大寻找油气的领域都有重大意义。

60年代刚开始主要立足电阻率的异常来进行油气藏探测，主要用到的方法是电阻率测深方法，这其中包括垂向直流电测深、大地电磁测深法以及远区的建场测深法等。

在60 年代末期则又提出利用激发极化异常来探测油气藏。

并且在进行激电法找油试验区的内外进行了专门的钻孔以及激发极化测井和取芯的矿物分析，结果证明在油藏的上覆的某些层段中存在极化率相对较高的、浸染的、次生黄铁矿化以及其它的金属硫化矿物，但是在油气藏的范围以外却缺乏这种现象。