地球物理勘探考题2013

电法勘探电法勘探的定义？电法勘探是以岩、矿石之间电学性质的差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关的电场或电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体(岩溶、风化层、滑坡体等)的一类勘查地球物理方法。

电法勘探的分类？就场本身的性质而言，可分为两大类，即传导类电法和感应类电法。

传导类电法以各种直流电法为主，有电阻率法、充电法、自然电场法和激发极化法等。

感应类电法则可分为电磁剖面法和电磁测深法。

按工作场地的不同，又可分为航空电法、地面电法、海洋电法和地下电法等，它们在方法技术上各有不同的特点。

第一节 电阻率法的基础知识1、影响岩土介质电阻率的因素有哪些？怎样影响？自然状态下，岩土介质的电阻率除与介质组分有关外，还与岩石的结构、构造、孔隙度、湿度、矿化度及温度等因素有关。

介质组分：一般来说，当岩石中良导性矿物的体积含量高时，其电阻率通常较低。

相反，当造岩矿物含量高时，岩石电阻率亦很高。

结构和构造：在导电金属矿物含量相同的条件下，岩石的结构起着重要的作用。

浸染状结构岩石中良导性矿物被不导电矿物包围，其电阻率要比良导性矿物彼此相连的细脉状结构岩石为高。

如对含针、片状矿物，沿层理方向（纵向）电阻率小于垂直层理方向（横向）电阻率，两个方向间存在各向异性。

湿度：湿度对岩石的电阻率有很大的影响，这是因为水的电阻率较小，含水岩石的电阻率远比干燥的岩石低。

矿化度：矿化度越高，电阻率越低。

温度：温度的变化直接影响着岩石的电阻率。

这是因为，温度升高时，一方面岩石中水溶液的粘滞性减小，使溶液中离子的迁移率增大。

另一方面，又使溶液的溶解度增加，矿化度提高，所以岩石的电阻率通常随温度的升高而下降。

2、请说明电阻率是怎样测定的？ BN BM AN AM K 11112+--=π上式即为利用四极装置测定电阻率的基本公式，即两个供电电极之间测量一下电流，两个测量电极之间测量一下电位差，根据四个电极之间的相对位置测量装置系数(或排列系数)，代入上式求取即可。

3、研究电流密度随深度的分布规律有怎样的意义？影响探测深度的主要因素是什么？ I U K MN ∆⋅=ρ勘探深度是指在给定装置条件下能产生可靠相对异常、可查明探侧目标的最大深度。

研究电流密度随深度的变化规律，对电阻率法勘探有很大意义。

因为，地面电阻率法是根据地表电流密度的变化来判断地下电阻率有明显差异的地质体的存在。

集中于地表的电流越多，流入地下深处的电流就越少。

当埋藏于深部的岩石中的电流密度很小时，岩石电阻率的差异对地表附近电流密度的影响很小，因而能够进行勘探的深度也就小了。

要想增大勘探深度、只有增加供电极距。

AB越大，勘探深度也越大。

第二节电阻率剖面法1、电阻率剖面法的总体特征是什么？有哪些分类？总体特征：供电极距不变，整个装置沿观测剖面线移动，逐点观测视电阻率的变化。

根据勘探深度和供电极距的关系，由于供电极距不变，勘探深度就保持在同一个范围内。

因此电阻率剖面法研究的是某个深度范围以上横向上电阻率的分布情况。

主要可分为：联合剖面法，适用于探测陡倾的低阻体；（复合）对称四级剖面法，适用于面积性测量；中间梯度法，适用于探测陡倾的高阻体；偶极剖面法等。

2、联系“联合剖面法”方法的命名说明“联合剖面法”的总体特征及主要适用范围？总体特征：联合剖面法是用两组三极装置进行测量，这是“联合”一词的由来。

每组三极装置有一个无穷远极。

在同一测点上，两组三极装置各测一次。

在低阻体上方有正交点存在，在高阻体上方有反交点存在。

优点：灵敏度高、分辨力强、异常幅度大。

缺点：该测量方式工作效率低，因为一点测量两次，装置比较笨重，有笨重的无穷远极存在。

受地形和地表岩性不均匀的影响大，易使曲线发生畸变而出现假异常。

适用范围：主要用于寻找产状陡倾的层状或脉状低阻体或断裂破碎带。

3、联系“中间梯度法”方法的命名说明“中间梯度法”的总体特征及主要适用范围？这种方法的特点是供电电极A和B相距很远且固定不动，测量电极M和N在A、B之间的中部约(1/2-1/3)AB的范围内同时移动，逐点进行测量。

此外，MN还可以在平行于主剖面线AB的几条相邻测线中部移动，逐点进行测量。

旁测线与主测线的最大垂直距离不超过1/6AB。

由于中间梯度法布设一次供电电极可同时观测数条测线，因此工作效率较高，且能最大限度地克服供电电极附近电性不均匀的影响。

中梯法中由于AB很大，在AB中部测量范围内的电场可以认为是均匀电场，视电阻率曲线所反映的必然是MN电极附近地层电阻率的变化情况。

用中梯法寻找高阻岩脉(如伟晶岩脉、石英岩脉等)可以取得显著的效果。

例如对直立高阻脉来说，其屏蔽作用明显，排斥电流使其汇聚于覆盖层。

这将使jMN增大而使视电阻率曲线在高阻脉上方出现突出的高峰。

对于低阻的、不宽的断层破碎带等良导直立薄脉，由于水平电流线均垂直于它(电流密度的法向分量连续，切向分量为零)，使jMN变化不大，视电阻率异常不明显。

所以，在实际工作中常用此法追索高阻陡倾地质体。

4、联系“对称四极剖面法”方法的命名说明“对称四极剖面法”的总体特征及主要适用范围？对称四极剖面法，顾名思义，供电电极和测量电极分别相对于测量点对称，在观测过程中，四个电极保持相对位置不动，同时沿侧线移动。

从场的特点看，对称四极剖面法是两个异性点电流源的场，其位于供电电极的中部，故其正常场也是均匀场，且异常的特点与中间梯度法类似。

但由于在对称四极剖面中测量电极是与供电电极同时移动的，故视电阻率曲线比中间梯度法复杂一些，生产效率也低一些。

因而，一般能用中间梯度法解决的问题，就不用对称四极剖面法解决。

即：对于寻找高阻岩脉，对称四极剖面法不如中间梯度法经济、效率高；对于探测良导薄脉，又不如联合剖面法异常反映明显。

因此，对称四极剖面法一般不用于寻找薄脉状地质体，在工程、水文及环境地质调查中多用于面积性测量，探测浅部基岩起伏，寻找构造破碎带，以及厚岩层等地质填图和普查工作，在合适的条件下，还可以圈定岩溶的分布范围及追索古河道等，应用较为广泛。

5、电阻率剖面法和电阻率测深法有什么区别？电阻率剖面法是采用固定极距的电极排列，沿剖面线逐点供电和测量，观察视电阻率的变化规律。

由于电极距不变，勘探深度就保持在同一范围内。

因而视电阻率沿剖面的变化可以把地下某一深度以上具有不同电阻率的地质体沿剖面方向的分布情况反映出来。

电阻率测深法是采用在同一测点上多次加大供电极距的方式，逐次测量视电阻率的变化，反映该测点下电阻率有差异的岩层或岩体在不同深度的分布状况。

6、联合剖面法的两条视电阻率与对称四极剖面法的视电阻率曲线有什么关系？ 对称四极剖面法的视电阻率曲线是联合剖面法两条视电阻率曲线的平均。

第三节 电阻率测深法1、什么叫电阻率测深法？电阻率测深法亦可称为“电阻率垂向测深法”，或简称为“电测深法”。

它是研究指定地点近于水平产状的岩层沿铅垂方向分布情况的电阻率法。

在这类方法中通常采用的是对称四极装置。

对地面上某一点进行电测深法测量时，原则上保持测量电极距MN 不变，而在同一测点使供电电极距AB 按一定的规律不断增大；每改变一次极距，即测定一次电位差和电流。

当AB 很大，以致MN 之间的电位差减少到不便于准确读数时，可适当加大极距MN 。

由关于勘探深度的概念得知，加大供电电极距可以增加勘探深度。

因此，在同一测点不断加大供电电极距所测出的视电阻率值的变化，就反映测点下由浅到深的电阻率有差异的岩层在不同深度处的分布情况。

2、画图说明两层、三层、四层地电断面的电测深曲线类型及其特点？（1）、水平二层曲线类型当岩层按电阻率大小分为1ρ和2ρ两层，而且第一层的厚度远小于第二层厚度时，就构成水平二层地电断面。

相应的电测深曲线类型有两类：当2ρ＞1ρ时称为G 型，当2ρ＜1ρ时称为D 型(图6)。

图6 水平二层电测深曲线类型（2）、水平三层曲线类型水平三层地电断面的电测深曲线类型有四种：H 、K 、A 、Q 型。

包括的参数有1ρ、2ρ、3ρ、1h 、2h 5个，曲线的基本形态由三层电阻率的大小关系决定(图7)H 型：1ρ＞2ρ＜3ρ； A 型：1ρ＜2ρ＜3ρ K 型：1ρ＜2ρ＞3ρ； Q 型：1ρ＞2ρ＞3ρ图7 水平三层电测深曲线类型（3）、水平四层及多层曲线类型对于水平四层地电断面，按1ρ、2ρ、3ρ和4ρ之间的大小关系，可以构成八种曲线类型(图8)HA 型：1ρ＞2ρ＜3ρ＜4ρ; KH 型：1ρ＜2ρ＞3ρ< 4ρ HK 型：1ρ＞2ρ＜3ρ＞4ρ； KQ 型：1ρ＜2ρ＞3ρ＞4ρ AA 型：1ρ＜2ρ＜3ρ＜4ρ； QH 型：1ρ＞2ρ＞3ρ＜4ρAK 型：1ρ＜2ρ＜3ρ＞4ρ； QQ 型；1ρ＞2ρ＞3ρ＞4ρ每一类型用两个英文字母表示，前一个字母表示地电断面中前三层电阻率1ρ、2ρ、3ρ之间的关系，与三层曲线的命名法相同；后一个字母则表示除第一层外的2ρ、3ρ和4ρ三者之间的关系，命名法依然不变。

因此，共有HA 、HK 、KH 、KQ 、AA 、AK 、QH 、QQ 型八种。

可见每多一层，测深曲线类型增加一倍。

对于四层以上的多层断面测深曲线命名方法仍按上述原则。

例如地电断面的电阻率关系为1ρ<2ρ>3ρ<4ρ<5ρ的水平五层曲线类型为KHA 型，以此类推。

3、电测深曲线的首支、中段、尾支各有什么特点？首支：无论地电断面为几层，当AB/2较小时，电测深曲线的首支均出现以第一层电阻率为渐近线的水平直线。

中段：为首支向尾支的过渡部分。

对二层曲线，D 型中段单调下降，G 型中段单调上升。

对三层曲线，H 型中段有极小值，但由于底层电阻率的影响，此极小值大于第二层真正的电阻率值；K 型中段有极大值，同样由于底层电阻率的影响，此极大值小于第二层真正的电阻率值；推而广之，对于每层断面，由于下层岩石的影响，其电测深曲线中段极小值或极大值的电阻率都不能达到对应中间层的电阻率值。

尾支：有两种形态，当底层电阻率为有限值时，尾支为与底层电阻率为渐近线的水平直线；当底层电阻率为无穷大时，尾支与横坐标轴成45度夹角。

4、电测深曲线通常绘制在双对数坐标系内，有什么优点？测深曲线的极距AB/2由小到大成倍增加，小自数米大到几千米。

如果用直角坐标表示，则无法选择作图比例尺。

因为比例尺大时，图纸太长；比例尺小时，小极距或浅层电阻率又表现不出来。

而对数坐标的特点是：相差倍数相同的任意两数之间距离相等，例如2和4、3和6、100和200皆差两倍，每一组数在对数坐标上的距离都相同。

故使用对数坐标，既能把小极距又能把大极距时的视电阻率变化表现清楚。

5、比较电阻率剖面法和电阻率测深法的坐标系有什么不同？电阻率剖面法采用算术坐标，横轴表示测点，纵轴表示视电阻率电阻率测深法采用双对数坐标系，横轴表示供电极距，纵轴表示视电阻率。