《电阻率法基础》PPT课件.ppt

电法勘探,按原理分类：,方法 利用的物性电阻率法 导电性 充电法 导电性自然电场法 导电性和电化学活动性 激电法 导电性和电化学活动性（直流激电 和谱激电法）电磁法 导电性、导磁性和介电性（频率域电磁法和时间域电磁法）,1 电阻率法,1.1 电阻率法基础知识1.1.1 岩土介质的电阻率,一、岩、矿石的电阻率,（一）电阻率基本公式,（二）电阻率单位,SI制中,电阻R（）长度（m）截面积（m2）,电阻率（m）,(三)岩石的导电机制1、固体矿物的导电机制按照导电机制可将固体矿物为分三种类型：金属导体:一般106m半导体:大多数金属矿物属于半导体,其电阻率高于金属导体，通常101m固体电解质:绝大多数造岩矿物(如辉石、长石、云母、方解石、角闪石、石榴子石等)在导电机制上属于固体电解质。通常106m。,火成岩电阻率最高（102-106m）变质岩较高（101-105m）沉积岩电阻率最低（主要是砂、页岩），变化范围大（灰岩电阻率很高，可达n107m）,2、孔隙水的导电机制几乎所有的天然岩石都或多或少地含有水分。这些存在岩石裂隙或孔隙中的水分(统称孔隙水)通常对岩、矿石的导电性质有影响。纯的蒸馏水的导电性极差，几乎可以看成是绝缘体。但是，天然岩石中的孔隙水总是在不同程度上含有某些盐份(电解质)，当电解质溶于水形成电解液时，其中一部分电解质的正、负离子会彼止分开，并可在溶液中互不依赖地自由运动，即所谓电离或离解。,电解液正是借助于其中处于电离状态的正、负离子而导电，故为离子导体。因此，孔隙水的电阻率一般都远小于造岩矿物。大量实测资料证明，岩石孔隙水的电阻率值很少超过100m，通常在1 10m之间。,二、影响岩、矿石导电性的因素,（1）矿物成分、含量及结构金属矿物含量，电阻率结构：侵染状 细脉状（2）岩矿石的孔隙度、含水饱和度孔隙度，含水量，电阻率风化带、破碎带，含水量，电阻率,经验公式阿尔奇公式,（3）水溶液矿化度矿化度，电阻率,（4）温度温度T，溶解度，离子活性，电阻率结冰时，电阻率（5）压力压力，孔隙度，电阻率超过压力极限，岩石破碎，电阻率（6）构造层的影响这种层状构造岩石的电阻率，则具有非各向同性，即沿层理方向 的电阻率小于垂直沿层理方向的电阻率,1.1.2 均匀介质中的稳定电流场,一、稳定电流场的基本规律,二、均匀介质中点电源电场,均匀、各向同性无 限半空间A为点电流源，M点 处的电位为：,-电法勘探原理与方法刘兴国,三、大地电阻率的测定,M、N两点之间的电位差为：,将上式移项后，得：实际工作中，点源A、B是通过一对供电电极将电流I供入地下，称为供电电极，M、N两点通过一对测量电极与观测电位差的仪器相接，称M、N为测量电极,AM、AN、BM、BN分别为各电极间的水平距离。各个电极位置的几何关系通常用装置系数K表示，即,电阻率公式简化为：实践当中，把供电电极、测量电极的排列形式和移动方式称为电极装置，简称装置。,四、视电阻率及其定性分析方法,在地下岩石电性分布不均匀(同时赋存有两种或两种以上导电性不同的岩石或矿石)或地表起伏不平的情况下，若仍按测定均匀水平大地电阻率的方法计算的结果称之为视电阻率，以符号表示,为了揭示视电阻率变化与地下电场分布之间的关系，我们引入视电阻率的微分表示式。在地表不平、地下岩、矿石导电性分布不均匀的条件下，对于测量电极距MN很小的梯度装置来说，MN范围内的电场强度和电流密度均可视为恒定不变的常量。,经推导得出视电阻率的微分形式：j和分别表示MN处的电流密度和电阻率，j为地表水平、地下为半无限均匀岩石条件下的电流密度。在对视电阻率曲线进行定性分析时，经常用到上式,s=1,均匀半空间,s1,1,s,低阻异常体,s1,s,1,高阻异常体,M N,1,s=1,均匀半空间,M N,1,s1,山谷地形,M N,1,s1,山脊地形,五、电流密度随深度的分布,均匀场AB中垂线上电流密度的随深度的变化,电极距越大，勘探深度越大,电阻率法主要装备,测量仪器、供电电源、供电电极、测量电极、导线及线架等仪器的一般要求1.灵敏度高2.抗干扰能力强3.较高的稳定性,小结,岩矿石的电阻率及其影响因素岩、矿石的电阻率影响电阻率的因素电阻率法的理论基础稳定电流场的基本规律均匀介质中点电源电场大地电阻率的测定视电阻率及其定性分析方法电流密度随深度的变化,