電法原理復(fù)習(xí)重點(diǎn)-終結(jié)版

1、PAGE 2011年電(磁)法原理復(fù)習(xí)重點(diǎn)一、名詞解釋：1、視電阻率：在地下巖石電性分布不均勻或地表起伏不平的情況下，若仍按測(cè)定均勻水平大地電阻率的方法計(jì)算的結(jié)果稱之為視電阻率，以符號(hào)表示, 。2、各向異性系數(shù)：由不同電阻率薄層巖石交替形成的層狀巖石，其電阻率具有非各向同性，并且總是沿層理方向的電阻率t小于垂直于層理方向的電阻率n，則定義n/t的平方根為其各向異性系數(shù)。3、偶極剖面的正交特性：對(duì)板狀體情況而言，電阻率不同和產(chǎn)狀呈正交，而異常形態(tài)、特點(diǎn)和分布規(guī)律 相同的現(xiàn)象被稱為偶極剖面法異常的“正交特性”。4、電阻率的飽和效應(yīng)：即使導(dǎo)電性差異再增大，電阻率異常也不會(huì)再有明顯的增加，人們將這種現(xiàn)

2、象稱為視電阻率異常的飽和效應(yīng)。5、S等值性：三層電測(cè)深H、A型曲線中，當(dāng)、和相同時(shí)，在一定范圍內(nèi)按比例改變和，保持值不變，導(dǎo)致不同的地電斷面對(duì)應(yīng)形狀幾乎相同的電測(cè)深曲線。6、T等值性：三層電測(cè)深的K、Q型曲線中，當(dāng)、和相同時(shí)，只要保持值不變，雖然層參數(shù) 和不同，但對(duì)應(yīng)的三層曲線幾乎一樣。7、波阻抗：介質(zhì)對(duì)電磁波傳播的一種物理特性，據(jù)此特性可確定介質(zhì)的電阻率和磁導(dǎo)率。8、平面電磁波：在每個(gè)固定的時(shí)刻波的相位波前是個(gè)水平面的電磁波，就是電場(chǎng)E和磁場(chǎng)H在波的傳播中位于同個(gè)平面上，并且E和H都與傳播方向相垂直。9、穿透深度：在均勻介質(zhì)中，平面波沿 Z 軸方向前進(jìn)振幅衰減為地表（z0）值的1/e倍時(shí)的距

3、離，稱為趨膚深度，又稱為穿透深度。10、波數(shù)：亥姆霍茲齊次方程中的系數(shù)，即，在導(dǎo)電介質(zhì)中忽略位移電流。11、遠(yuǎn)區(qū)、近區(qū)： 頻率測(cè)深法中當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)到發(fā)射源的距離r遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電磁波在巖石中波長(zhǎng)1 的1/2倍時(shí)，|k1r|1，那里的地層波幾乎全部衰減殆盡，只有水平極化平面波垂直入射，這個(gè)區(qū)域稱為波區(qū)，又稱遠(yuǎn)區(qū)；當(dāng)|k1r|1時(shí)，地層波占主導(dǎo)，電磁波近似為球面波傳播，該區(qū)域稱為S區(qū)，又稱近區(qū)。12、同線裝置：電磁偶極剖面法工作裝置中發(fā)、收線框在同一條測(cè)線上者稱為同線裝置。13、旁線裝置：發(fā)、收線框分別在兩條測(cè)線同號(hào)點(diǎn)上者稱為旁線裝置。14、互換原理：收發(fā)線圈互換位置，相對(duì)狀態(tài)不變，觀測(cè)的異常數(shù)值相同。二、

4、簡(jiǎn)述、繪圖題和計(jì)算題1、到目前為止，電法勘查利用了巖、礦石的哪些電學(xué)性質(zhì)?其表征參數(shù)是什么?簡(jiǎn)要分析影響這些參數(shù)的主要因素有哪些?答：導(dǎo)電性、電化學(xué)活動(dòng)性、介電性、導(dǎo)磁性。 導(dǎo)電性參數(shù)為電阻率（）：巖、礦石的組成礦物及所含水的導(dǎo)電性、含量、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其相互作用、溫度和壓力。 電化學(xué)活動(dòng)性參數(shù)為極化率()：觀測(cè)時(shí)的充放電時(shí)間、電子導(dǎo)電礦物的含量和巖、礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。 介電性參數(shù)為介電常數(shù)（）：巖、礦石的組成礦物及其含水性。 導(dǎo)磁性參數(shù)為介質(zhì)的磁導(dǎo)率（）：巖石磁性礦物含量、顆粒大小、結(jié)構(gòu)、溫度、壓力。2、簡(jiǎn)述影響巖礦石電阻率的主要因素及巖礦石電阻值變化的一般規(guī)律。答： ：巖、礦石電阻率與其成分

5、和結(jié)構(gòu)的關(guān)系 巖、礦石的電阻率決定于膠結(jié)物和礦物顆粒的電阻率、形狀及其百分含量。沿層理方向的電阻率t小于垂直于層理方向的 電阻率n。 ：巖、礦石電阻率與所含水分的關(guān)系 巖石電阻率隨水成正比關(guān)系變化，同時(shí)與濕度成反變關(guān)系 ：巖、礦石電阻率與溫度的關(guān)系 電子導(dǎo)電礦物或礦石的電阻率隨溫度增高而上升；離子導(dǎo)電巖石的電阻率隨溫度增高而降低 。：巖、礦石電阻率與壓力的關(guān)系在壓力極限內(nèi)，壓力大使孔隙中的水?dāng)D出來(lái)，則 變大；壓力超出巖石破壞極限，則巖石破裂使降低。3、何謂電阻率和視電阻率？試說(shuō)明它們的異同點(diǎn)。答：電阻率：在地面水平、地下充滿均勻各向同性的導(dǎo)電巖石時(shí)，按公式 計(jì)算的結(jié)果為均勻大地電阻率。視電阻率

6、：在地下巖石電性分布不均勻或地表起伏不平的情況下，仍按公式 計(jì)算的結(jié)果稱之為視電阻率。相同點(diǎn)：具有相同的量綱，相同的公式。不同點(diǎn)：影響因素不同。（1）電阻率與巖、礦石的組成礦物及所含水的導(dǎo)電性、含量、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其相互作用、溫度和壓力有關(guān)。（2）視電阻率與與地下不同導(dǎo)電性巖石(或礦體)的分布狀況有關(guān)，還與所采用的裝置類型、裝置大小、裝置相對(duì)于電性不均勻體的位置以及地形有關(guān)。4、寫出常用的視電阻率的測(cè)試公式及其微分形式，說(shuō)明式中各參數(shù)的含意。答：測(cè)試公式： ，為裝置系數(shù)，為電位差，為供電電流強(qiáng)度。微分形式： ，和分別表示MN處的電流密度和電阻率，a為MN處地形坡角，為地表水平、地下為半無(wú)限均勻巖

7、石條件下的電流密度。5、掌握典型地電斷面上中梯、聯(lián)剖裝置上和異常特點(diǎn)。答： 6、何謂電測(cè)深曲線?掌握二、三層及多層斷面電測(cè)深曲線類型及其性質(zhì)。答：電測(cè)深曲線是指每個(gè)測(cè)點(diǎn)的電測(cè)深觀測(cè)結(jié)果，繪制成一條視電阻率 隨極距AB/2變化的曲線。電測(cè)深曲線反映了測(cè)點(diǎn)下方垂直方向上電性層的變化情況。二層斷面電測(cè)深曲線類型、性質(zhì)：性質(zhì)：首段：以=的水平直線為漸進(jìn)性。中段：D型曲線中段值單調(diào)下降，G型曲線中段值單調(diào)上升。尾段：以=的水平直線為漸進(jìn)性。的G型曲線尾段漸進(jìn)線與橫軸呈45夾角。三層斷面電測(cè)深曲線類型、性質(zhì)：性質(zhì)：三層電測(cè)深曲線的形狀決定于相對(duì)電阻率及相對(duì)厚度；首段：以=的水平直線為漸進(jìn)性，尾段：以=的水

8、平直線為漸進(jìn)性，時(shí)，尾段漸進(jìn)線與橫軸呈45夾角。三層電測(cè)深曲線的前半段與層參數(shù)為、和的二層曲線相近；后半段與第一、二層的代替層和基巖所組成的二層曲線相近。H、A型三層曲線具有S等值性；K、Q型三層曲線具有T等值性。 通常統(tǒng)稱三層以上的水平地層斷面為n層斷面，n層曲線可以分段看成三層曲線組成，由此描述n層曲線的性質(zhì)。7、簡(jiǎn)述電測(cè)深曲線的等值性?答：在實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，某些參數(shù)不同的地電斷面對(duì)應(yīng)的三層電測(cè)深曲線，彼此相差甚小(在實(shí)際觀測(cè)誤差5%以內(nèi))，以至區(qū)別不開，實(shí)際上可以認(rèn)為是相同的。上述三層曲線的性質(zhì)稱為中間層的等值性，即三層曲線的等值性。8、根據(jù)電流密度在地下的分布規(guī)律，用視電阻率微分表達(dá)式

9、，畫圖并定性分析直立低阻體的聯(lián)合剖面法和曲線的變化規(guī)律。答：視電阻率微分表達(dá)式：A 和兩條曲線相交，交點(diǎn)位于 直立良導(dǎo)脈頂上方；且在交點(diǎn)左側(cè)A ，交點(diǎn)右側(cè) A 。交點(diǎn)稱為聯(lián)合剖面曲線的“正交點(diǎn)”。9、簡(jiǎn)述充電法的原理、應(yīng)用條件、應(yīng)用范圍和觀測(cè)方式。 答： 充電法是以地下巖、礦石導(dǎo)電性差異為物質(zhì)基礎(chǔ)的另一種傳導(dǎo)類人工電場(chǎng)法應(yīng)用條件：1被研究的對(duì)象(充電體)至少已有一處被揭露或出露，以便設(shè)置充電點(diǎn)；2充電體相對(duì)圍巖應(yīng)是良導(dǎo)體；3充電體規(guī)模越大，埋藏越淺，應(yīng)用充電法的效果越理想。應(yīng)用范圍：1 確定已揭露(或出露)礦體隱伏部分的形狀、產(chǎn)狀、規(guī)模、平面分布位置及深度；2 確定已知相鄰礦體之間的連接關(guān)系；

10、3 在已知礦附近找盲礦體；4 利用單井測(cè)定地下水的流向和流速；5 研究滑坡及追蹤地下金屬管、線等。觀測(cè)方式：電位法、電位梯度法和直接追索等位線法10、何謂自然電場(chǎng)?與充電法比較自然電場(chǎng)法有何特點(diǎn)。答：在一定的地質(zhì)地球物理?xiàng)l件下，地中存在的天然穩(wěn)定電流場(chǎng)稱為自然電場(chǎng)。自然電場(chǎng)法的觀測(cè)方式和充電法的觀測(cè)方式相似，最常用的是電位觀測(cè)法。與充電法不同，自然電場(chǎng)法不能用極化補(bǔ)償器來(lái)消除極差的影響，因此，測(cè)量電 極需采用“不極化電極”。該方法不需供電設(shè)備，裝置輕便。11、對(duì)比面極化和體極化總場(chǎng)的邊界條件?舉例說(shuō)明用等效電阻率法計(jì)算的過(guò)程 。答：場(chǎng)類型面極化總場(chǎng)體極化總場(chǎng)邊界條件 用等效電阻率法計(jì)算均勻半空

11、間條件下，點(diǎn)源場(chǎng)及極化率： 12、何謂縱向中梯和橫向中梯?根據(jù)高阻和低阻脈狀極化體上的橫向中梯及縱向中梯的異常特征，分別繪出在高阻和低阻脈狀體上作環(huán)形測(cè)量的極形圖，并與極形圖對(duì)比。、極形圖的作用是什么?答：縱向中梯裝置：供電電極(A、B)和測(cè)量電 極(M、N)的布極方向皆垂直于極化體的走向。橫向中梯裝置：AB與MN平行于極化體走向布極，測(cè)線仍垂直于極化體走向。、極形圖的作用是低阻體脈狀極形圖的長(zhǎng)軸可反應(yīng)礦體走向，短軸可確定極形圖；高阻體脈狀和極形圖的長(zhǎng)短軸方向一致，可由他們的短軸方向確定總礦脈的走向。13，在電阻率為100.m的均勻介質(zhì)中傳播100Hz的平面電磁波，試計(jì)算電磁系數(shù)m及趨膚深度。

12、答：由趨膚公式得14、什么是電磁感應(yīng)法？它利用的物性的主要參數(shù)是什么？答：電磁感應(yīng)法是指利用巖(礦)石的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性的差異，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，觀測(cè)和研究人工或天然形成的電磁場(chǎng)的分布規(guī)律，進(jìn)而解決有關(guān)的各類地質(zhì)問(wèn)題的一種電法勘查方法。利用的物性的主要參數(shù)：電阻率（）、介電常數(shù)（）、磁導(dǎo)率（）。15，簡(jiǎn)述正方形不接地回線中心剖面上的一次磁場(chǎng)的分布特征。答：方型回線一次場(chǎng)的分布特點(diǎn)：地面各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向均垂直地面?；鼐€中部磁場(chǎng)比較均勻。在該電場(chǎng)作用下地中產(chǎn)生水平方向的渦旋電流。16、什么是二次場(chǎng)的頻率特性？什么是二次磁場(chǎng)的時(shí)間特性？答：頻率特性：電磁法中其它條件不變時(shí)，導(dǎo)體的二次場(chǎng)隨次場(chǎng)頻率

13、變化而變化的關(guān)系。時(shí)間特性：計(jì)算二次場(chǎng)時(shí)間特性有二種方法：a、直接法：直接在時(shí)間域求解麥克斯韋方程組或波動(dòng)方程；b、頻譜法：時(shí)間域 、頻率域 、時(shí)間域 。A、R越?。▽?dǎo)電性好），L越大，A值越小，二次場(chǎng)衰減越慢；B、 R越大（導(dǎo)電性差），L越小，A值越大，二次場(chǎng)衰減越快；17、怎樣利用頻率特性或時(shí)間特性來(lái)區(qū)分異常源導(dǎo)電性？答：以導(dǎo)電導(dǎo)磁球體的異常分析為例：（1） 頻率特性：（2） 空間分布規(guī)律：18、何謂電磁波的趨膚深度？它的基本公式是什么？ 答： 在電阻率為的均勻介質(zhì)中，平面波沿 Z 軸方向前進(jìn)距離時(shí)，振幅衰減為地表（z0）值的1/e倍。習(xí)慣上將 距離稱為電磁波的趨膚深度?；竟剑?。19，

14、簡(jiǎn)述頻率域電磁法和時(shí)間域電磁法的異同點(diǎn)。答： 電磁法的分類很多，但一般可分為兩大類：a、頻率域電磁法；b、時(shí)間域電磁法。相同點(diǎn)：原理和本質(zhì)是一樣的，其結(jié)果可以互相轉(zhuǎn)換。不同點(diǎn)：主要體現(xiàn)在技術(shù)和地質(zhì)效果上（1）頻率域電磁法是相對(duì)測(cè)量，時(shí)間域電磁法是絕對(duì)測(cè)量； （2）測(cè)量參數(shù)不同：頻率域電磁法采用正余弦波，時(shí)間域電磁法采用脈沖波； （3）頻率域電磁法測(cè)量的是總場(chǎng)，時(shí)間域電磁法地質(zhì)效果好。20、簡(jiǎn)述大地電磁測(cè)深法的工作原理及主要特點(diǎn)。 答：大地電磁測(cè)深法是通過(guò)改變電磁場(chǎng)頻率進(jìn)行測(cè)深的一類電法勘探，利用的是天然電磁場(chǎng)。從電磁理論可知，當(dāng)平面波垂直入射均勻各向同性大地時(shí)，測(cè)量相互正交的地表電場(chǎng)和磁場(chǎng)水平

15、分量，可計(jì)算出大地的電阻率值，其計(jì)算公式為： ， 。 除視電阻率外，還計(jì)算電場(chǎng)與磁場(chǎng)的相位差。特點(diǎn)： 1、儀器比較輕便（省去供電設(shè)備）；2、有豐富的頻譜； 3、勘探深度大；4、能穿透高阻層； 5、等值作用范圍小；6、場(chǎng)源為平面波，理論相對(duì)簡(jiǎn)單。21、何謂交變電磁場(chǎng)的橢園極化？它產(chǎn)生的條件是什么？ 答： 由于一次場(chǎng)和二次場(chǎng)在觀測(cè)點(diǎn)上的空間方向不同，幅值不同，相位不同，而它們的頻率相同，所以這兩種場(chǎng)合成結(jié)果必然形成橢圓，即總磁場(chǎng)(或總電場(chǎng))矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化的軌跡為橢圓，我們將這個(gè)總場(chǎng)稱為橢圓極化場(chǎng)。 產(chǎn)生的條件：三個(gè)不同，一個(gè)相同。 即：空間方向不同，幅值不同，相位不同；頻率相同。22、試討論對(duì)

16、稱四極裝置直流電測(cè)深和大地電磁測(cè)深曲線的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。 答：23、簡(jiǎn)述CSAMT方法的工作原理及主要應(yīng)用領(lǐng)域。答：CSAMT法是可控源音頻大地電磁法的簡(jiǎn)稱，當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)離場(chǎng)源的距離大于35倍的趨膚深度時(shí)，觀測(cè)點(diǎn)處的電磁場(chǎng)可近似看成是垂直入射的平面波?？梢杂肕T的視電阻率公式來(lái)計(jì)算當(dāng)介質(zhì)的電阻率()固定時(shí),電磁波的有效穿透深度與頻率成反比；高頻時(shí)，探測(cè)深度淺；低頻時(shí)，探測(cè)深度深?？梢酝ㄟ^(guò)改變發(fā)射頻率來(lái)改變探測(cè)深度，達(dá)到頻率測(cè)深的目的。CSAMT法可有效地用于數(shù)十米至3000米的礦產(chǎn)勘探和工程物探等探測(cè)。CSAMT法的工作效率高和電性特征明顯，是當(dāng)前重要的電法勘探手段之一。 24、簡(jiǎn)述瞬變電磁法的工作原理及主要應(yīng)用領(lǐng)域。答：瞬變電磁法是利用電磁感應(yīng)原理尋找地下良導(dǎo)體的一種地球物理方法。工作原理：瞬變電磁法的工作過(guò)程可以劃分為發(fā)射、電磁感應(yīng)和