地球物理勘探電法復(fù)習題15

1、1,簡要敘述電法勘探的定義及物性前提。定義：根據(jù)地殼中不同巖層之間，巖礦石之間存在的電磁性質(zhì)差異，通過觀測天然存在的或由人工建立的電場，電磁場分布，來研究地質(zhì)構(gòu)造，尋找有用礦產(chǎn)資源，解決工程，環(huán)境，災(zāi)害等地質(zhì)問題的一類地球物理勘探方法。物性前提：勘探目標巖層或巖礦石之間存在電磁性質(zhì)差異。2,什么是直流電阻率法，它的物性前提是什么？以介質(zhì)的導電性差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測和研究地下人工穩(wěn)定電流場的空間分布規(guī)律，達到勘查目的的一組電法勘探方法。物性前提：勘查目標物與圍巖存在著電阻率(或電導)差異。3,簡要概述巖礦石電阻率變化規(guī)律。礦物：金屬礦電阻率比造巖類礦物偏低，而每一種礦物變化范圍很大。巖石：沉

2、積巖電阻率較低:10 0105 Q M，火成巖與變質(zhì)巖較高：102105 QM 04,影響巖礦石電阻率的主要因素有哪些？(1)成分和結(jié)構(gòu)：膠結(jié)物，礦物顆粒的電阻率，礦物顆粒形狀和相對含量和膠結(jié)物連通形式。(2)含水量和孔隙度：含水量越高，電阻率越低。(3)溫度：一般溫度升高，電阻率降低。5,什么是地層的縱向電導和橫向電阻？縱向電導：Si=hi/Pi橫向電阻：Ti=hi*Pi6,寫出各向異性系數(shù)及平均電阻率的表達式。各向異性系數(shù)：J平均電阻率：m 廠- tPn為垂直于層理方向的電阻率；Pt為沿層理方向的電阻率7,常用的巖礦石電阻率測定方式有哪幾種？標本測定：巖性均一，形狀規(guī)則。露頭測定：露頭巖石

3、表面視為電性均勻，各向同性的下半無限大空間平面。鉆孔測定：孔內(nèi)待測巖礦石分布范圍相對測量極系分布尺度視為無窮大全空間均勻、各向同性的介質(zhì)8,視電阻率如何定義的，決定視電阻率的主要因素有哪些？在實際地形和地下介質(zhì)的分布并不能滿足條件：下半空間巖、礦石均勻各向同性，地表水平的情況下測得的電阻率。主要因素： 地電空間分布、或地電斷面分布； 觀測位置； 地形條件：水平，正地形，負地形； 電極裝置類型（K）:電極間的排列 形式和極距大小。9,用視電阻率的微分形式分別解釋均勻場中地下高阻和低阻球體的電流密度分布規(guī)律。視電阻率微分形式：Ps=jmn Pmn j0在左邊均勻地段jmn=j0 ,所以Ps=P1.

4、在高阻體頂上，由于它向外排斥電流，使得測量電極M, N間的電流密度jmn>j0 ,故Ps>P1,在高阻體兩側(cè)，雖然Pmn=P1但由于jmn<j0 ,故Ps<P1。在低阻體頂上，由于它吸引電流，使其頂部jmn<j0,于是Ps<P1,在其兩側(cè)出現(xiàn)大于正常背景的不明顯的極大值。10,什么是穩(wěn)定電流場的有效作用范圍，影響有效作用范圍的因素有哪 些？指現(xiàn)有的儀器設(shè)備和裝置類型條件下，地表可觀測到地下人工電流場中不均勻電阻率介質(zhì)所引起的擾動電流場6UMN勺最大探測范圍。影響有效作用范圍的主要因素有：儀器測量精度，裝置類型，地電分布，目標體形狀和大小，場源強度。11,勘探

5、深度如何定義的？勘探深度是指在現(xiàn)有的儀器設(shè)備和給定裝置類型條件下，能可靠的觀 測到由于地下不均勻電阻率目標體存在，而引起地表UMNE化的最大深度。12,供電電極A-B一定，電流密度隨深度 h的變化規(guī)律？圖示。AB一定下：h增大jn開始緩慢減小，而后迅速減小。13,深度一定時，h深度處的電流密度jh隨AB的變化規(guī)律？AB變大，jh先增后減。當AB=jEh時，h深處的電流密度最大。14,影響勘探深度的因素有哪些？地質(zhì)（地電）條件、儀器設(shè)備、裝置類型，極距大小和供電強度。15, 一般確定裝置類型和極距的原則是什么？1 0要求h越大，需要選擇的供電極距 AB則越大，越小MN 1 MN 太小則影響觀測精

6、度。2 0確保一定的供電強度.3 0由于地電分布的復(fù)雜性和裝置的多樣性，對于各種電阻率方法，要在區(qū)內(nèi)已知點，通過試驗工作，確定裝置類型和h值下的AB值的大小，或參照有關(guān)規(guī)范確定（經(jīng)驗性）。16,簡要介紹什么是電阻率剖面法，電阻率剖面法主要有哪幾種裝置？這種方法的裝置形式為：各種電極沿觀測剖面布置，其電極間的相對位置和間距在整個觀測過程中不變，觀測各點要求測量裝置整體移動。基 本上反映了地下某一深度范圍內(nèi)，介質(zhì)電阻率性質(zhì)沿剖面方向上的綜合變 化特征。裝置：二極，三極裝置，聯(lián)合剖面裝置，對稱四極裝置，中間梯度裝置，偶極裝置17,簡要介紹中間梯度裝置的觀測范圍及原因。在AB中間沿布極方向1/3地段內(nèi)

7、，AB連線兩側(cè)1/6范圍內(nèi)，在AB中 間1/3地段內(nèi)，可視為均勻電流場。18,推導常用的幾種電阻率裝置 （二極和三極，三極和四極，三極和偶極） 之間的視電阻率關(guān)系。"十 一" AMN c AM AN UwcAM - 一 Um二極和三極：p s 2 /AM AN . UmnP s 2冗 AM -MN II19,用圖形表示垂直接觸面上聯(lián)合剖面法的視電阻率異常規(guī)律。20,什么是聯(lián)合剖面法的正交點和反交點，如何用它確定地下介質(zhì)的電性 分布。ABABBAs 和s在球心上方有一個交點，該點左側(cè)s > , s s,右邊 > ,交點處的視電阻率值 Ps Pi ,把這種交點稱正交

8、點。反交點反之。正交點反映地下為低阻體，而反交點反映地下為高阻體。21,聯(lián)合剖面法尋找哪類礦體比較有利，為什么？對于勘查直立低阻體較為有效，呈現(xiàn)低阻正交點，且異常幅值比高阻體異常幅值要大得多，sA曲線與sB曲線有明顯異常。22,中間梯度法確定球體埋深的方法有哪幾種？,一 Ax (1) ho 帶，4X為ps曲線與背景pi線的兩交點間距(2) h°=1.3q, q為Ps曲線半極值點間的弦長(3) ho=2m m為Ps曲線過拐點的弦切距23,對于中梯裝置，如果電阻率差異無限增大，視電阻率異常會如何變化？s異常均不隨電阻率差異增大而無限增大，當1, 2差值大到一定值后s異常趨于飽和值。24,

9、對于高阻直立板狀體和低阻水平板狀體，采用哪種裝置效果比較明顯，為什么？采用中間梯度裝置效果明顯。當高阻板狀體直立時，均勻外電流場的方向與板的走向方向垂直，因而排斥電流的能力最強，異常最大；低阻板水平時與均勻外電流場的方向一致，吸引電流的能力最強，異常最大。25,用圖示的方法表示偶極剖面法等值斷面圖的繪制方法。26,偶極裝置的記錄點是如何規(guī)定的，什么是該裝置的隔離系數(shù)，它與探測深度有何關(guān)系？常取OO中點為記錄點(O, 0分另U為AB, MN中點),當令A(yù)B=MN= a BM=n#f, n為隔離系數(shù)，n越大，裝置探測深度越深。27,低阻球體的偶極裝置視電阻率特點是什么，為什么視電阻率在球體兩 側(cè)會

10、出現(xiàn)雙峰?剖面曲線在電極距（n）較小時，球頂上方poos有極小值，兩側(cè)有兩個對稱但不大的極大值。隨著極距 n增大，球頂上的極小值更?。╪=2）,而后又變大（n=3）,并在球體兩側(cè)出現(xiàn)兩個極小值，形成向下的雙峰。當極距進一步增大時，球頂上的極小值再次減小，同時雙峰向球體兩側(cè)位移且距離變大。當極距很大時（n=5）,球頂上不再有極小值，而變?yōu)?s> 1的極大值，雙峰距離很大。雙峰是由于供電偶極（AB）或測量偶極（MN通過球頂時，低阻體吸引電流最強或MN處的電流密度最小，故出現(xiàn)極小值即雙峰。28,山谷和山脊純地形條件下中梯裝置的s異常規(guī)律是什么？圖示。D29,簡要敘述地形影響的消除方法：比較法。

11、一1首先在室內(nèi)按著野外實際地形，物理模型或數(shù)值計算出純地形異 G r s/ 常 ，并對野外實測 s 1異常進行改正。30,什么是無窮遠極，無窮遠極的選取遵循什么原則。無窮遠極是相對概念，產(chǎn)生的電位小到在實際中可以忽略不計，并取那里的電位為零。無窮遠點垂直剖面方向。31,介紹電阻率測深的概念，并指出它與電阻率剖面法的區(qū)別。電測深法：供電電極 AB在測點O兩側(cè)沿相反方向向外移動，而測量電極MN動或與AB保持一定比例地同時移動，主要用來探查地下不同深度范圍內(nèi)的垂向電性變化。而電剖面法是電極間相對位置在測量過程中不變，觀測時測量裝置整體移動，反映地下某一深度范圍內(nèi)，介質(zhì)電阻率性質(zhì)沿剖面方向的變化特32

12、,分別繪制二層，三層地電模型Ps。33,什么是電阻率曲線等值現(xiàn)象，它分哪幾種？有些不同地電斷面所對應(yīng)的電測深曲線間差別在觀測誤差范圍以內(nèi)，常將其看成同一條電測深曲線，這種情況叫。分為同層等值現(xiàn)象：S等值現(xiàn)象，T等值現(xiàn)象；混層等值現(xiàn)象。34,當最后一層電阻率趨于無窮時，Ps曲線尾支如何變化？當pn ",時，在雙對數(shù)坐標系中，ps其尾支漸近線為斜率等于1 (與 水平軸夾角為45°的直線。35,電阻率測深法中 AB, MN電極的選擇原則。(1) AB值選擇的原則AB min使曲線左支為近水平的線段；AB max滿足勘探深度的要求 ，AB max /4 >H ; AB/2使各

13、供電極距在對數(shù)坐標上均勻分布，約 1cm左右。(2) MNB選擇的原則： AB/3> MN>AB/3036、電阻率測深法成果解釋圖件有哪些？電測深曲線類型圖，p s等值線斷面圖，相同極距的p s剖面圖和平 面圖。37、簡要介紹HD電法及特點?；陔娮杪史ǖ脑?，采用一次陣列布極方式，利用程控多路轉(zhuǎn)換器 和微機電位儀組合方式，實現(xiàn)不同裝置類型和不同極距的斷面或立體視電 阻率測量，兼顧了電阻率剖面和電阻率測深法，達到斷面或立體勘查的目方法特點： 獲取信息量大，信息分布密度大；一次布極可獲多裝置和多極距的視電阻率勘探精度高，工作效率高，但最大探測深度和剖面長度受限制（hmax<20

14、0m ,適宜工程勘察；實現(xiàn)自動測量和反演解釋38、什么是接地電阻，減少接地電阻的方法有哪些？指電極置于大地條件下，從其極表面到大地無限遠處所呈現(xiàn)的電阻值。減少接地電阻的方法：打電極處澆水、電極盡量打在導電性能好的介質(zhì)上，將電極適當打深，電極并聯(lián)布置。39一般提高 Umn觀測精度的措施有哪些？克服干擾、消除漏電、改善接地條件，盡量加大供電電流強度。40、測網(wǎng)布置的一般原則是什么？一般原則為：測線距離面工作比例尺圖上1cm,點距為測線距的（11/4）倍;測點在異常處要加密，平緩區(qū)放??；測線方向與勘測目標物走向大致垂直；測區(qū)范圍略大于勘探范圍。41、什么是充電法，它的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？以人工供電（或稱

15、充電）體相對周圍介質(zhì)呈理想良導體為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測和研究向目標體供電后的人工電流場在充電體周圍的分布規(guī)律，達到查明充電目標體的空間分布和解決某些地質(zhì)現(xiàn)象為目的的一種電法勘探方法應(yīng)用領(lǐng)域：(1)確定已被部分揭露礦體的地下伸布范圍，形狀，埋深和產(chǎn)狀；(2)確定相鄰礦體的連通性及發(fā)現(xiàn)已知礦旁的的盲礦體。(3)確定地下水流向、流速(4)測試壓裂施工中的裂縫分布(5)追索地下暗河和地下金屬管線42、什么是自然電場法？它是以介質(zhì)發(fā)生電極化現(xiàn)象為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過研究穩(wěn)定自然電流場的分布規(guī)律，達到勘查某些目標物的目的一種電法勘探方法。43、介紹電子導體的自然極化現(xiàn)象。導體與溶液接觸時，由于熱運動或化學反應(yīng)。導

16、體的金屬離子或自由電子可能有足夠的能量，以致克服晶格間的結(jié)合力束縛而越出導體進入溶 液中。從而破壞了導體與溶液的電中性。分別帶異性電荷，并在其界面處 形成雙電層，產(chǎn)生電極電位。44,維持自然電流場的條件是什么？導體外溶液具有不均勻性，并且外界條件能保持這種不均勻性，使之不因極化放電而減弱45、介紹離子導體的自然極化現(xiàn)象？離子導體與溶液接觸后，在其表面吸附作用下形成雙電層，靠近導體側(cè)帶陰離子，液體一側(cè)帶陽離子，在液體流動時，擴散帶陽離子將被帶走。相對而言，此處出現(xiàn)了極化，在水流上游呈現(xiàn)負電位，而下游正離子相對集中呈正電位。46、自然電場的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？（1）硫化金屬礦調(diào)查。（2）石墨礦、石墨化

17、地層填圖（3）確定地下水的流向（4）查明地下水與河水的補給關(guān)系。（5）水庫滲漏檢測。（6）油氣田勘查。47、電磁感應(yīng)法如何定義？以介質(zhì)的電磁性（b , e,醫(yī)）差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過觀測和研究人工或天然的交變電磁場隨空間分布規(guī)律或隨時間的變化規(guī)律，達到某些勘查目的的一類電法勘探方法，簡稱電磁法48、電磁系數(shù)的概念？引入介質(zhì)的電磁系數(shù)：49、電磁法的依據(jù)是什么，什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一次場和二次場？依據(jù)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象地中的分散電流及供電導線中的集中電流均在其周圍產(chǎn)生交變一次磁場，一次磁場在地中又感應(yīng)產(chǎn)生二次電場。50、影響介電常數(shù)（工）的因素（a）頻散性：在低電磁感應(yīng)法中，電阻率是

18、不隨頻率f變化。 （b）含水量：51、在電磁法勘探中忽略磁導率的影響的原因巖石的磁導率隨鐵磁性礦物含量的增高而變大，除少數(shù)磁鐵礦物之外，大多數(shù)介質(zhì)的相對介電常數(shù)接近于 1,從而，可忽略對電磁場的影響。52、二次場響應(yīng)與響應(yīng)參數(shù)的關(guān)系53、什么是橢圓極化，反映什么問題 ？由于一次場和二次場的方向、振幅及相位均不相同，總場矢量端點在一個周期內(nèi)不同時刻移動的軌跡是一個橢圓，把這種現(xiàn)象稱為橢圓極化。反映總場軌跡，地下良導礦體的存在，并且其相應(yīng)變化反映礦體電性參數(shù)的變化。54、推導時間域波動方程頻率域亥姆霍茲方程（舊書 P258）55、衰減常數(shù)：波振幅沿Z方向按指數(shù)規(guī)律衰減，并沿 Z方向前進1/b距離時

19、，振幅衰減為地表值的 1/e倍。b為電磁波的衰減系數(shù)。56、趨膚深度：電磁波自地表面沿z方向前進1/b的距離稱為趨膚深度，記作占。（舊書P267）57、TEM定義它是一種利用不接地回線或接地電極向地下發(fā)送階躍式一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間歇期間（斷電），利用線圈或接地電極觀測地下感應(yīng)渦流產(chǎn)生的二次場的空間和時間的分布規(guī)律，達到地質(zhì)勘查目的的電磁感應(yīng)方法?？煞譃椋核沧兤拭骐姶欧?，瞬變電磁測深法。58、TEM中的煙圈效應(yīng)這種效應(yīng)可以用一個簡單的電流環(huán)原理：等效替換來等效，它為一系列與發(fā)送回線同感應(yīng)渦流場在地表引起的磁場為形狀且向下及向外擴散的電流環(huán)，整個“環(huán)帶”各個渦流層總的效應(yīng)，通常稱之為“

20、煙圈”。59、分別介紹TEM中的三種主要裝置及特點(1)中心回線和重疊回線：與地質(zhì)探測對象有最佳耦合；響應(yīng)曲線形態(tài) 簡單，時間特性不發(fā)生變號現(xiàn)象，便于分析解釋。受地形影響比較小，適合于山區(qū)工作。最大特點是體積效應(yīng)小，分層能力強。(2)大定源回線裝置：發(fā)送源固定，功大率，電流可達20安培以上。發(fā)射磁矩大，場均勻及隨距離衰減慢，適合于深部找礦。對鋪設(shè)回線的要求 不是很嚴格，課采用多臺接收機同時工作，工作效率高，成本低。此裝置回線邊長一般為900mx500mz內(nèi)，測線可以布置在回線中部，也可從一側(cè) 穿過另一側(cè)；(3)偶極裝置：此種裝置主要用于淺層地層調(diào)查，輕便靈活，可采用不同方向和位置激發(fā)礦體及觀測

21、多個分量，對礦體具有較好的分辨率。缺點: 屬于動源裝置，發(fā)送磁矩有限，探測深度較淺，時間特性復(fù)雜，發(fā)生變號 現(xiàn)象，給解釋帶來一定困難。60、簡要分析一下磁偶極裝置中的磁場變號現(xiàn)象在早期由于觀測點位于電流環(huán)的右側(cè)，觀測到負的Bz值，電流環(huán)隨時間向外擴展，當觀測點位于電流環(huán)以內(nèi)時，Bz由負變正。Bz=0,正好是電流環(huán)邊位于觀測點一下附近時的情況。61、磁偶元早晚期視電阻率定義及特征(圖示)62、介紹TEM中“薄層”的概念薄層是指厚度遠小于瞬變場的擴散參數(shù)，它是指瞬變場在時間t足夠長時 的情況。在瞬變電磁法中，引入等效導電薄層，其目的是為了簡化對于多 層斷面的解釋方法，與直流電法中的“代替層”的概念

22、類似。與實際厚度、 擴散常數(shù)有關(guān)63、什么是視縱向電導解釋法，它的優(yōu)缺點各是什么?視縱向電導：把確定水平薄層縱向電導 s及深度h的公式用于層狀大地時,將所得到的S稱為視縱向電導。視縱向電導解釋法：引用水平導電薄層理論，將層狀大地各地層的影響等效為導電薄層的影響進行計算。優(yōu)點：直觀給出斷面中賦存良導地層情況。更好的分辨地層，一方面提高 了精度，一方面加大了探測深度。缺點：對于任意層狀水平斷面，等效平面的下沉速度不再是常數(shù)64、不同產(chǎn)狀薄板的 TEM響應(yīng)特征 （圖示）當 90時，由于回線與導體間的耦合較差，異常響應(yīng)較小，異常形態(tài)為對稱于導體頂部的雙峰；礦頂 出現(xiàn)接近于背景的極小值。當65、直立厚板TEM響應(yīng)特征（圖示）090時，隨減小，回線與導體耦合增強，異常響應(yīng)隨之增強，但雙峰不對稱，在導體傾向一側(cè)峰值大于另一側(cè)；極小值隨a的減小而稍有增大，其位置向反傾斜一側(cè)有所移動趨膚深度決定于導體的電導率及場擴散時間。如果板厚大于10%,那么該板不再是薄板，異常特征也隨之變化。早期道異常