电法勘探的理论基础2.ppt

对上式两边积分得： 当r →∞，V=0，则C=0，可代入上式得 V：与点电源距离为r的任一点M的电位。 一个点电源在地下均匀各向同性半空间中的等电位面为一系列以它为同心半圆面，电流线的方向与等电位面处处正交。 地表正、负两个点电源的正常电流场 叠加原理：当多个点电源同时存在时，任意一点M的电位是各电源单独在该点产生的电位之和；任意一点的电场强度(或电流密度)是各电源单独在该点产生的电场强度(或电流密度)的向量和。 如图所示，在均匀半空间表面布以电极A和B并分别以+Ⅰ和-Ⅰ向介质中供电，根据电场的叠加原理，可写出A、B两个点电流源在M点形成的电位。 3）、两个异性点电源的电场 主测线上的电位及电场强度 在地表通过A、B两个供电电极的连线称为主测线； 在A、B之间，EMA和EMB的方向相同，此时： 在A、B之外， EMA和EMB的方向相反，最终可得主测线上电位与电场强度图 1）地下电流场在供电电极附近分布极不均匀，其值趋于无限大；2）在两极中央地段（AB中间1/3区域内），场的分布较均匀，变化较平缓，被称为均匀场。3）在AB的中点，V =0，中点左边V为正，右边为负；4）AB的中点上，E出现极小值。 4）、地下电流沿深度的分布规律（勘探深度） jh的方向平行于地表 上式表明，AB中垂线上任意一点M处j的大小，除与I有关外，还与M点的深度（h）及电极距大小有关 当h→∞， 当h→0， 当h≠0时， l 大部分电流都集中在近地表地层内！ 结论： 当hAB/6时，jh/j0=85%，因此，在此范围内，可以近似认为是均匀场； 当h=AB时，jh/j0=8.9%，此时，如果有异常体存在时，很难识别异常； 当hAB/2时， jh/j035%，如果有异常体存在时，可以识别； 因此，勘探深度AB/2; h不变，jh随AB的变化规律: 为了探测100m深处的目标体， 如何选择最佳电极距AB？ 什么时候jh最大？ 勘探深度、勘探体积 根据以上讨论可以得出以下结论： ①.在地表由A、B供电时，大部分电流集中于AB附近。AB一定时，在地表观测电场只能反映一定深度的不均匀体； ②.欲增加勘探深度，必须加大供电电极距，使更多的电流流入深处。 ③.在AB连线之间，以中点的电流分布最深，电场最均匀，勘探深度最大。因此，以中点观测最佳，可以以最小的电极距达到最大的勘探深度。 勘探深度：h=AB/2 勘探体积：长AB、宽AB/2、高AB/2 注意： 因为地下地质体的存在，地表观测的电场会发生畸变，从而发现地下地质体。 埋深大于h=AB/2的地质体不会引起地表电场发生可以观测到的变化，因此无法发现这些地质体。 3、电阻率公式及视电阻率1）（均匀大地）电阻率公式 M、N处的电位为： 式中AM、BM、AN、BN分别是A、B与M、N间的距离。上两式相减可得MN两点间的电位差： 则 则 →均匀大地电阻率公式 式中的k—称为装置系数（或布极常数），单位为“米”。由于地下为均匀各向同性介质，故ρ与k、I的值无关。 上面所讨论的情况是在地形水平、地下仅有单一的均匀各向同性介质。 然而实际中，地下岩石的导电性往往是不均匀的、且地形亦不是水平的，因此有必要进一步讨论非均匀条件下地中电流场分布的情况。 2）非均匀介质中的地下电流场及视电阻率“地电断面”—根据地下地质体电性差异而划分的垂向断面。（1）非均匀介质中的地下电流场 高阻体具有向周围排斥电流的作用。 低阻体具有向其内部吸引电流的作用。 （2）视电阻率 当地表不水平或者地下电阻率分布不均匀时（存在两种或者两种以上介质），仍然采用前述均匀介质中的供电方式及测量方式，仍由前述的公式计算“电阻率值”，不过这时计算出的“电阻率值”，既不是ρ1，也不是ρ2和ρ3，而是三者都有关的一个量，称为“视电阻率”，用符号ρs表示，即 ※视电阻率：在电场有效作用范围内各种地质体电阻率的综合影响值。虽然不是岩石的真电阻率，但却是地下电性不均匀体和地形起伏的一种综合反映。 * 电法勘探的理论基础 什么是电法勘探: 以岩、矿石的电学性质（如导电性、介电常数、激发极化特性）差异为基础，通过观测和研究与这些电性差异有关的（天然或人工）电场或电磁场分布规律来查明地下地质构造及有用矿产的一种物探方法，称为“电法”。 0 引言 动画 电法的分类 电法勘探的种类很多，可对其进行分类： 一、按观测的场所分：航空电法、地面电法、海洋电法、地下或井中电法； 二、按地质目标体分：金属电法、石油电法、煤田电法、水（文）工（程）电法； 三、按使用和