电阻率.ppt

处于潜水面以上的岩石，因大气中的水分通过降雨、雪可渗入地下，也并非完全干燥。在渗透过程中，由于岩石颗粒对水的吸附作用，岩石孔隙中能保存一部分水分。一般孔隙直径越小，吸水性越强，岩石的湿度便越大，故粘土的电阻率较低。 * 现以孔隙中充满水分的石英砂岩为例，确定湿度对岩石电阻率影响的近似数量关系。由于水的电阻率ρ水较砂粒的电阻率ρ2低得多（ρ水ρ2），考虑到岩石中体积含水量或湿度 ，故代入上式得据式(1.1—2)可得岩石的电阻率为 式中ω为岩石的湿度，并有ω=1－V，式中V为矿物颗粒的百分体积含量。 * * 3．岩、矿石电阻率与温度的关系 图1.1—5 含水砂岩电阻率随温度变化的实验曲线 砂岩孔隙度为12%；湿度ω=1.5% 　　随温度的增高，电阻率是下降 * 图1.1—7 北京地区花岗岩的?－t曲线 * 4．岩、矿石电阻率与压力的关系 图1.1—9 不同胶结度的粘土质砂岩的 ?/?0－p曲线 1．薄膜胶结，胶结度12%；2.孔隙胶结，胶结度20%；3.孔隙胶结，胶结度28%；4.孔隙胶结，胶结度25%；5.基底胶结，胶结度35% 随压力增大,电阻率增大 * 1.2 岩石和矿石的介电极化性质 1.2.1 介电极化的机理 对于具有高电阻率的岩、矿石来说，介电极化是一个重要的电学现象。一般物质都是电中性的，其中正、负电荷相互平衡，不产生宏观电场。但是，在外电场作用下，各种物质总在不同程度上出现正、负电荷两极分化，偏离平衡，形成极化。这种纯粹由物理（电力）作用所形成的极化，称为介电极化。现代物理学认为，物质的介电极化机理主要是电子极化、离子极化和取向极化三种。 * 电子极化：大家知道，物质的原子是由带正电的原子核和在其周围沿一定轨道运动的若干带负电的电子所组成。通常，正、负电荷的中心是彼此重合的，故不产生宏观电场。当物质位于外电场中时，在外电场电力作用下，带正电的原子核将沿电场方向发生一微小的位移；同时，电子轨道也将稍许移向反电场方向，形成极化。各种物质都能在不同程度上产生电子极化。 * 离子极化：它发生于带离子键的物质中，大多数造岩矿物都属于这种物质。当外电场加于带离子键的物质上时，其分子中的阳、阴离子将分别沿电场方向和反电场方向发生微小位移，形成极化。 图1.2—1示出了电子极化和离子极化的理想模式。其中（a）表示未极化时，正、负电荷处于平衡的情况；（b）表示在外电场作用下，正电荷沿电场方向（向上）位移，而负电荷反电场方向（向下）移动，形成正、负电荷两极分化，偏离平衡的情况。 * 图(a)是无附加电场,图(b)正电荷因迎着电场方向,电场中部不变,负电荷逆电场方向,附加电场与外电场方向相反 附加电场方向 图1.2—1 电子或离子介电极化的模式 * 取向极化：它发生于有极性分子所组成的物质中。这种极性分子的正、负电荷中心本来就不相重合，好似一个小的电偶极子。不过，由于分子的热运动，通常它们在物质中成不规则指向，所以总的看来物质还是正、负电荷平衡，合成偶极矩为零，不呈现“极性”（见图1.2—2（a））。但当这种物质被置于外电场中时，在外电场作用下，极性分子将会趋向于绕其重心旋转，使它们的偶极距方向（从负电荷中心到正电荷中心的方向）与外电场方向一致，形成极化（图1.2—2b）。地壳中最常见的呈现取向极化的物质是水，除此之外，还有石油和煤等碳氢化合物。 * 第一篇 电阻率法 电阻率法是以地壳中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电流场（稳定场或交变场）的分布规律达到找矿目的和解决其他地质问题的一组电法勘探分支方法。 第1章 岩石和矿石的导电性 在电法勘探中表征物质导电性的参数是电阻率?或电导率? 当：L=1m, S=1m2时: 某种物质的电阻率被定义为电流垂直流过1m3的立方体均匀物质时，所表现的电阻（?）值。电阻率的单位为欧姆·米，记作?·m。电导率为电阻率的倒数，其单位为西门子/米，记作s/m，物质的导电性越好，其电阻率值便越小，电导率便越大，反之亦然。 * 在物理学中，把所有物质按导电性分为三类： 导体 10-8－10-5?·m 半导体 介于导体与绝缘体 绝缘体 107?·m以上 按载流子的性质，导体又可以分为电子导电的金属导体和离子导电的固体电解质两类。 * 1.1.1 岩、矿石电阻率的一般特点 1 矿物的电阻率 岩石和矿石都是矿物组成，按导电机制不同，固体矿物可分为三种类型，即金属导体、半导体和固体电解质。 大多数金属矿物均属于半导体。半导体中的电子很少，它们主要不靠自由电子导电，而是靠空穴导电，因此，其电阻率都高于金属导体，并有较大的变化范围（10－6~106?·m），见表1.1—1。由表