柳建新-现代物探技术新进展.doc

第十三讲 现代物探技术新进展 主讲:柳建新 引言：两个问题 地球物理勘探是什么东西？ 为什么要用地球物理勘探？ 13.1 地球物理勘探方法 13.1.1定义 研究基础:岩矿石物理性质（电性、磁性、密度、弹性、放射性、导热性等）存在差异。 地球物理场（天然、人工场）局部变化规律及特征。 研究方法与手段：通过不同的物理方法及相应的物探仪器设备进行空间测量，获取地球的物理性质差异引起物理场变化的相关信息。 研究目的：获取地下隐蔽信息。 适用范围：解决地球本身结构及与之有关的各种构造、资源勘探、工程勘察、环境评价、灾害预报预警等问题。 13.1.2分类 （1）地球物理场不同 电法勘探、磁法勘探、重力勘探、地震勘探、放射性勘探、地热勘探 （2）工作空间的不同 地面物探、海洋物探、航空物探、坑道物探、钻孔物探 （3）工作目的和应用范围不同 金属物探、非金属物探、石油物探、工程与环境物探 13.2 电法勘探 13.2.1 定义 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、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。 13.2.2 进展 电法勘探是一门新兴的应用科学，其发展历史不过几十年。虽然早在十九世纪二十年代佛克斯在英国康瓦尔铜矿上测得了由硫化矿体产生的自然电场，但当时还仅限于科学研究，未得到实际应用。 到二十世纪初，由于世界上许多资本主义国家工业发展十分迅速，急需大量矿产资源，科学技术也发展到一定的水平，因此，电法勘探才和其他物探方法一样，进入了实际应用阶段。 在二十世纪二十年代，电法勘探的理论体系和找矿的实践方案已初步形成。以后，在法国、苏联、瑞典、加拿大以及美、英等国，电法斟探应用得越来越普遍，应用范围逐年扩大。 我国解放前仅有极少数人作过一些实验研究性工作。1936年丁毅先生等在安徽省当涂铁矿上进形了电法实验工作，1939年～1942年间，顾功叙先生等在贵州水城县观音山铁矿上进行过电法工怍。1943年他又同王子昌先生等在云南会泽铅锌矿区及巧家县汤舟铜矿上进行过自然电场法工作，1945年顾功叙先生还曾在贵州赫章铁矿上进行过电法勘挥工作。这些工作多属于实验研究性质。 解放后，我国电法勘探事业得到迅速发展。例如，1950年在辽宁鞍山铁矿曾用电测剖面法进行了观测。1955年在辽宁青城子用自然电场法配合联合剖面法找到了大的铅锌矿，接着又在红透山用自然电场法、联合剖面法配合化探次生晕找到了大型铜矿。1957年在辽宁的几个金属矿区试用了激法极化法。1958年在全国各省相继成立了专业物探队，这就更进一步促进了电法勘探在我国的全面发展。 尽管我国的电法工作从无到有，发展速度之快，应用范围之广，地质效果之显著；但是和一些先进国家相比较无论在方法理论研究、仪器研制还是应用研究方面均有一定差距。 近十多年来，由于其他科学技术的不断发展和各学科的相互渗透，又出现了许多新方法新技术。 1）以加大勘探深度为主要目标的大地电磁法、频率测深、瞬变电磁测深； 2）以区分异源性质为主要目标的电化学找矿方法（电提取离子法、接触极化曲线法）、频谱激电法； 3）以提高效率及轻便化为主要目标的近场源激电法。 4）此外在数据处理和解释方面也因电子计算机的快速发展都取得了许多新的突破。 理论和方法的发展推动了电法仪器不断更新换代，仪器的进步又给方法研究提供了新的测试试手段，两者相互促进，密不可分。 13.2.3 方法分类 按场源性质:人工场法（主动源法）、天然场法（被动源法）； 按观测空间:航空电法、地面电法、地下电法、海洋电法； 按电磁场的时间特性:直流电法（时间域电法）、交流电法（频率域电法）、过渡过程法（脉冲瞬变场法）； 中国常用的电(磁）勘探方法：电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、高密度电法、甚低频法、复电阻率法、大地电磁测深法和电磁感应法。 应用范围：主要应用于矿产及能源调查、水文地质调查、岩土工程勘察、追索构造破碎带、岩溶探测、考古探测、地下管线探测、障碍物探测等等。 13.2.3.1 直流电阻率电法 直流电法电阻率包括常规电阻率法、高密度电法。 这些法的共同特点是观测的都是直流稳定电流场，而且岩矿石之间的电阻率差异都直接或间接地影响着这些方法的有效性。 （1）剖面法 根据电极排列形式的不同可以分为二极剖面法、三极剖面法、四极剖面法、联合剖面法、偶极极剖面法。 电剖面法装置的特点是保持供电电极和测量电极之间的距离不变，几个电极同时沿剖面移动观测。这样在每个测点电流场大致不变，因此在各点测得的视电阻率的变化，就可以反映沿测线一定深度和一定范围内的电性变化。从而达到地球物理勘探的目的。 当地下存在比围岩电