物探電法勘探.ppt

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1、第一章電法勘探電法勘探的分類（1）電法勘探的分類方法分類（2）：天然場(chǎng)源法：自然電位法、大地電流法、大地電磁法等。人工場(chǎng)源法：電阻率法、激發(fā)極化法、電磁法等。電法勘探的分類方法分類（3）：傳導(dǎo)類電法：電阻率法、充電法、自然電場(chǎng)法、激發(fā)極化法等。電阻率法：剖面法（二、三極剖面、聯(lián)合剖面等）、測(cè)深法感應(yīng)類電法：電磁剖面法（偶極剖面、航空電磁法等）電磁測(cè)深法（大地電磁測(cè)深、頻率測(cè)深等）實(shí)質(zhì)：以巖、礦石之間電磁學(xué)性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和研究電(磁)場(chǎng)在地下的分布規(guī)律，探查地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源主要用途：探查

2、深部和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、尋找油氣田和煤田、金屬非金屬礦產(chǎn)、地下水、工程地質(zhì)和環(huán)境勘察等。第一節(jié)電法勘探基礎(chǔ)知識(shí)一、巖層的電阻率1、電阻率的概念由均勻材料制成的具有一定橫截面積的導(dǎo)體，其電阻R與長(zhǎng)度L成正比，與橫截面積S成反比，即式中，ρ為比例系數(shù)，稱為物體的電阻率。電阻率僅與導(dǎo)體材料的性質(zhì)有關(guān)，它是衡量物質(zhì)導(dǎo)電能力的物理量。不同巖石的電阻率變化范圍很大，常溫下可從10-8Ω·m變化到1015Ω·m，與巖石的導(dǎo)電方式不同有關(guān)。電阻率是電法中最重要的物理參數(shù)，電法的許多方法技術(shù)都與巖石和礦物的電阻率?（或其倒數(shù)--電

3、導(dǎo)率）有關(guān)。巖石的導(dǎo)電方式大致可分為以下三種：金屬導(dǎo)電和半導(dǎo)體導(dǎo)電、溶液離子導(dǎo)電、固體電解質(zhì)導(dǎo)電巖石的電阻率由組成巖石的礦物成分決定巖石和礦物的導(dǎo)電性或電阻率?：取決于物質(zhì)中電荷運(yùn)移的難易程度。礦物的電阻率?：金屬導(dǎo)體：電阻率?很小，例如：金的電阻率?為2?10-8?·m，銅的電阻率?為1.2~30?10-8?·m。半導(dǎo)體：大多數(shù)硫化礦物如黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦等電阻率?小于1?·m。氧化礦物如鉻鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦等電阻率?大于1?·m。固體電解質(zhì)：造巖礦物如長(zhǎng)石、石英、輝石、云母、方解石等電阻率大，大于1

4、06?·m。巖石的電阻率?：火成巖和變質(zhì)巖：電阻率很大，電阻率?變化范圍102~105?·m。沉積巖：電阻率較小。例如：粘土的電阻率?變化范圍100~101?·m，砂巖的電阻率?變化范圍102~103?·m。2、影響電阻率的因素（1）巖石電阻率與礦物成分的關(guān)系巖石電阻率與組成巖石的礦物的電阻率、礦物的含量和礦物的分布有關(guān)。當(dāng)巖石中含有良導(dǎo)電礦物時(shí)，礦物導(dǎo)電性能能否對(duì)巖石電阻率的大小產(chǎn)生影響取決于良導(dǎo)礦物的分布狀態(tài)和含量。如果巖石中的良導(dǎo)礦物顆粒彼此隔離地分布著，且良導(dǎo)礦物的體積含量不大，那么巖石的電阻率基本上

5、與所含的良導(dǎo)礦物無(wú)關(guān)，只有當(dāng)良導(dǎo)礦物的體積含量較大時(shí)（大于30%），巖石的電阻率才會(huì)隨良導(dǎo)礦物的體積含量的增大而逐漸降低。但是，如果良導(dǎo)礦物的電連通性較好，即使它們的體積含量并不大，巖石的電阻率也會(huì)隨良導(dǎo)礦物含量的增加而急劇減小。（2）巖石電阻率與其含水性的關(guān)系沉積巖主要依靠孔隙水溶液來(lái)傳導(dǎo)電流，因此巖層中水的導(dǎo)電性質(zhì)將直接影響沉積巖的電阻率。在其他條件相同的情況下，巖層電阻率與巖層中水的電阻率成正比。影響水的導(dǎo)電性的主要因素是水中離子的濃度和水的溫度。常見(jiàn)的巖層水一般含低或中等濃度的離子，巖層中水的含鹽濃度

6、增大，離子數(shù)量隨之增多，溶液導(dǎo)電性將變好。同時(shí)巖層中水的導(dǎo)電性還與溫度有關(guān)，它的電阻率將隨溫度的升高而降低。這是因?yàn)椋环矫嫠宣}類的溶解度隨溫度的升高而增大，致使溶液中離子數(shù)量增多；另一方面，溫度的升高還會(huì)降低溶液粘度，加快離子的遷移速度。（3）巖石電阻率與層理的關(guān)系層理構(gòu)造是大多數(shù)沉積巖和變質(zhì)巖的典型特征，如砂巖、泥巖、片巖、板巖以及煤層等，它們均由很多薄層相互交替組成。這種巖石的電阻率具有明顯的方向性，即沿層理方向和垂直層理方向巖石的導(dǎo)電性不同，稱為巖石電阻率的各向異性。巖石電阻率的各向異性可用各向異性

7、系數(shù)λ來(lái)表示，定義為式中，ρn代表垂直層理方向上的平均電阻率，稱為橫向電阻率；ρt代表沿層理方向的平均電阻率，稱為縱向電阻率。層狀結(jié)構(gòu)巖石模型（4）巖石電阻率與溫度的關(guān)系巖石電阻率隨溫度的變化遵循導(dǎo)電理論的有關(guān)定理。電介質(zhì)中離子的能動(dòng)性隨溫度升高而增大，其運(yùn)動(dòng)能量積累到一定值時(shí)，很容易脫離晶格，因此導(dǎo)電性增強(qiáng)。半導(dǎo)體的溫度升高時(shí)，導(dǎo)電區(qū)電子濃度增大，導(dǎo)電性也相應(yīng)增大。如前所述，在低溫條件下，含水巖石中水溶液的導(dǎo)電性隨溫度的升高而增大，這是由于溫度升高導(dǎo)致水溶液濃度增大和粘滯度降低，水溶液中離子數(shù)量增多、活動(dòng)性

8、增強(qiáng)的緣故；當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，因水分蒸發(fā)，巖石電阻率略有增加，只有溫度繼續(xù)升高時(shí)，電阻率才開(kāi)始減小。例如，對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行加溫實(shí)驗(yàn)時(shí)，溫度升高到50～100℃時(shí)，試樣的電阻率減小；溫度繼續(xù)升高至200℃時(shí)，試樣電阻率增大；溫度繼續(xù)升高超過(guò)200℃時(shí)，試樣電阻率急劇下降；當(dāng)溫度超過(guò)600℃后，試樣電阻率又呈回升趨勢(shì)。（5）巖石電阻率與壓力的關(guān)系巖石原生結(jié)構(gòu)破壞是壓力作用下巖石性質(zhì)變化的主要原因。根據(jù)壓力特