充电法和自然电场法.ppt

2.自然电场法、充电法 2.1自然电场法 2.2 充电法 2.1 自然电场法 地下存在着天然电磁场，在地面上任意两点都能观测到天然电场所形成的电位差。天然电场既有交变电场，也有稳定电场。 天然交变电场与太阳风、电离层的扰动以及雷雨放电有关，称为大地电磁场。 天然稳定电场与电子导电矿体的电化学作用，地下水中电离子的扩散或过滤作用有关，一般称为自然电场。 一、过滤电场 地下水在岩石的孔隙或裂隙中流动或渗透时，由于岩石颗粒表面对地下水中的正负离子具有选择性吸附作用，且大多数具有吸附负离子的特性。因此，在地下水的上游方向集中了较多的负离子，形成低电位。而在下游方向集中了较多的正离子，形成高电位，由此形成的电场称为过滤电场。山地电场是过滤电场的一种表现形式。 过滤电场的场强与渗透压力的大小以及岩石、溶液的性质有关。利用下式可对过滤电场电位差作出近似估算： ΔU 0.77·ρ水·ΔP .3 扩散电场 溶质由浓度大的溶液向浓度小的溶液扩散以达到浓度平衡，正负离子将随着溶质移动，但其运动速度不同，结果使两种不同浓度的溶液中，分别含有过量的正离子或负离子，形成电动势，这种电场称为扩散电场。 在自然条件下，岩层中扩散电场与过滤电场同时发生，即在不同浓度溶液扩散作用发生的同时，岩石颗粒对离子也产生吸附作用。 扩散电场强度较小，一般只有10~20mv左右。利用扩散电场可以圈定浅部工业排放物的污染范围。 自然电场法的野外工作方法 自然电场法所用仪器设备与电阻率法基本相同。不同之处是不需要电源和供电电极，且测量电极不用铜棒，而需要用不极化电极。观测方法分电位法和梯度法二种，但是电位观测法用得更普遍，仅在工业游散电流干扰严重时，才采用梯度观测。 自然电场法的应用 1、测定浅层地下水的流向及水力联系 2、测定抽水试验中下降漏斗的影响半径 3、确定漏水地点及水力联系 4、寻找金属矿床 5、石墨化、黄铁矿化地层地质填图 .1 测定浅层地下水的流向“8”字形长轴所指示的方向为地下水流的轴向。水流方向上为高电位，背水流方向为低电位。  .2测定抽水试验中下降漏斗的影响半径 下降漏斗范围内“8”字形的长轴方向均指向钻孔；在影响半径以外，“8”字形长轴方向仍和抽水前地下水区域流向一致。 .3确定漏水地点、水力联系及地下水活动情况 该铜矿发现12个自然电位异常。通过钻探验证， 其中8个是矿异常。 ? .5 石墨化、黄铁矿化地层填图 图2-13为我国某铅锌矿区应用自然电场法进行石墨化地层填图的例子。在该区震旦系砂岩与石墨化板岩互层的地层上，得到强度高达-900mv的自然电位异常。异常走向近南北方向，与地层走向一致；异常带内的高负值中心是由该处石墨化程度较高所引起；平面图上等值线密集。利用这些特征，可将其与矿异常区分开来。1-震旦系砂岩与石墨化板岩互层；2-自然电场等电位线 2.2 充电法 充电法原理：在稳定电流场中良导体接近于等位体，在导体周围附近区域，电流场等位面的形状接近于导体的形状。因此利用天然的或人工揭露的良导体露头、地下水出露点，直接接上供电电极A（一般接正极），而将另一供电电极C置于“无穷远”处。这样，整个导体就近似于一个等位体。用两个测量电极MN观测充电电场在地面的分布规律，可以推测良导体的规模和延伸情况等，这就是充电法。 充电法图示 充电法的应用条件是: 1 探测对象的电阻率ρ1 应远小于围岩的电阻率ρ2，围岩的岩性要比较单一，地表介质电性较均匀、稳定，地形起伏不大； 2 埋于地下的充电体必须有露头。 图2-17 在不同观测剖面上椭球体1-充电椭球体截面；2-电位等值线；3-观测剖面 的电位（U）和电位梯度（ΔU /Δx ）剖面曲线 图 2-18 不等位导体上的充电法模型实验结果板状模型尺寸：30×10×2cm ,水平放置，与围岩（水）的电阻率比值约为1：15，模型中心深h 3cm；A-充电点位置；　电位曲线单位：mV/mA；电位梯度曲线单位：mv/ mA.cm 充电法的应用 1、测定地下水的流速、流向 2、追索地下暗河 3、了解良导金属矿矿体分布范围和产状 4、了解良导金属矿矿体在地下连接关系 青海某铜钴矿床用充电法了解良导金属矿矿体分布范围和产状 应用充电法判断相邻两露头矿体是否相连其中a是地质人员根据钻孔资料编制的，该图与充电法结果有很大矛盾。图上1、2号电位梯度曲线分别是在ZK11（1）和ZK58孔充电得到的。两曲线形态基本一致，故应推断两处矿体是相连的，同属Ⅱ号矿体。同时ZK11（2）和V号矿体另一孔中充电所得的曲线3、4的形态也相近，但与曲线1、2