電(磁)法原理復(fù)習(xí)重點(diǎn)答案完全版

20XX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 (同時(shí)賦存有兩種或兩種以上導(dǎo)電性不同的巖石或礦石)或地表起伏不平的情況下，若仍按測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ρｓ表示 k UMNSI2.各向異性系數(shù):nt沿層理方向的電阻率ρt,垂直于層理方向的電阻率ρ n偶極剖面的正交特性:對板狀體情況而言，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”電阻率的飽和效應(yīng):在良導(dǎo)體μ2→0和高阻μ2→∞體極化體上PV→0；而在12某個(gè)中等大小的相對電阻率值2，PV最強(qiáng)，此即等效電阻率的飽和效應(yīng)。5.S等值性:很薄的低阻層ρ2內(nèi)（μ3?1，υ2=h2/h1?1）的電流視為平行層面s2

h2流動，若保持流經(jīng)第二層內(nèi)的總電流強(qiáng)度不變

2，即

h2

與ρ2

按同比例增減，則第一、三層的電流分布也不變，

JMN不變則ρs

不變。此即

A、H型曲線的S等值性。6.T等值性:很薄的高阻層ρ2內(nèi)（μ3?1，υ2=h2/h1?1）的電流視為垂直層面流過，若保持垂直流經(jīng)第二層的總電流強(qiáng)度不變T2h2?2，即h2與ρ2按反比例增減，則第一、三層的電流分也不變，JMN不變，則ρs不變。此即K、Q型曲線的T等值性。波阻抗:波阻抗是介質(zhì)對電磁波傳播的一種物理特性，據(jù)此特性有可能確定介質(zhì)的電阻率和磁導(dǎo)率。平面電磁波:簡單說，就是電場E和磁場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。穿透深度:隨著時(shí)間的推移，介質(zhì)中場的高頻部分衰減(熱損耗)，而低頻部分的作用相對明顯起來10.波數(shù):k22i稱為波數(shù)(或傳播系數(shù))，在導(dǎo)電介質(zhì)中忽略位移電流時(shí)k2i11.遠(yuǎn)區(qū)-近區(qū):p=｜ｋ１ｒ｜,當(dāng)p<<1，稱為“近區(qū)”；當(dāng)p>>1，稱為“遠(yuǎn)區(qū)”。即近區(qū)指的是收—發(fā)距很小或頻 率很低(或波長很長)的范圍;而遠(yuǎn)區(qū)指的是收—發(fā)距很大或頻率很高 (或波長很短)的范圍。同線裝置:電磁偶極剖面法中，發(fā)、收線框在同一條測線上者稱為同線裝置旁線裝置:發(fā)、收線框分別在兩條測線同號點(diǎn)上者稱為旁線裝置互換原理:收發(fā)線圈互換位置，相對狀態(tài)不變，觀測的異常數(shù)值相同二、簡述、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?簡要分析影 響這些參數(shù)的主要因素有哪些 ?答：電學(xué)性質(zhì)：導(dǎo)電性、電化學(xué)活動性、介電性、導(dǎo)磁性。表征參數(shù)：表征某種物質(zhì)導(dǎo)電性的參數(shù)是電阻率ρ主要因素：巖、礦石的電阻率必然和它的組成礦物及所含水的導(dǎo)電性、含量、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其相互作用等有關(guān)。2、簡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：主要因素：組成礦物及所含水的導(dǎo)電性、含量、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其相互作用等有關(guān)。一般規(guī)律：巖、礦石中某種組成部分對整體巖、 礦石電阻率影響的大小，決定于其連通情況。連通者起的作用大，孤立者起的作用小。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。巖石所含水分的多少和孔隙水電阻率的高、低乃是決定含水巖石電阻率的兩個(gè)基本因素。3、何謂電阻率和視電阻率？試說明它們的異同點(diǎn)。答：電阻率：表征某種物質(zhì)導(dǎo)電性的參數(shù)是電阻率ρ，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。相同點(diǎn)：具有相同的量綱，不同點(diǎn)：視電阻率值與地下不同導(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、裝置相對于電性不均勻體的位置以及地形有關(guān)。 是在電場作用的范圍內(nèi)，地下電性不均勻體的綜合反映。4、寫出常用的視電阻率的測試公式及其微分形式，說明式中各參數(shù)的含意。答：測試公式：微分形式：

jMNSMNJ0MMEMNdxjMNMNdxSKNKNII參數(shù)含意：jＭＮ和ρＭＮ分別表示MN處的電流密度和電阻率，j０為地表水平、地下為半無限均勻巖石條件下的電流密度。I為供電電流強(qiáng)度，K裝置系數(shù)。5、掌握典型地電斷面上中梯、聯(lián)剖裝置上 ρｓ和ηｓ異常特點(diǎn)。答：516、何謂電測深曲線?掌握二、三層及多層斷面電測深曲線類型及其性質(zhì)。答：電測深曲線：每個(gè)測點(diǎn)的電測深觀測結(jié)果，繪制成一條視電阻率ρs隨極距AB/2變化的電測深曲線。通常將電測深曲線繪在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上，其橫坐標(biāo)表示供電極距AB/2，縱坐標(biāo)表示相應(yīng)的視電阻率值。二層斷面類型：如圖所示二層電測深曲線的性質(zhì) ：A、首支B、中段C、尾支三層電測深曲線的類型三層水平地電斷面，依照相鄰地層電阻率的相對關(guān)系， 劃分為如下四種類型：H、A、Q、K三層電測深曲線的性質(zhì)① 三層曲線的前支以ρｓ＝ρ１的水平直線為漸近線。② 中段③ 尾支通常統(tǒng)稱三層以上的水平地層斷面為 n 層斷面。7、簡述電測深曲線的等值性 ?答：三層電測深曲線具有等值性。 根據(jù)電場分布的唯一性定理， 層參數(shù)確定的地電斷面和電測深曲線之間應(yīng)是一一對應(yīng)的關(guān)系 。即一組層參數(shù)對應(yīng)唯一的一條電測深曲線，層參數(shù)不同的地電斷面對應(yīng)不同的電測深曲線 。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，畫圖并定性分析直立低阻體的聯(lián)合剖面法sA和sB曲線的變化規(guī)律。MM答：EMNdxjMNMNdxSKNKNII首先分析ρｓA 曲線：①當(dāng)電極 AMN 在良導(dǎo)脈左側(cè)且與之相距較遠(yuǎn)時(shí)，由于良導(dǎo)脈對電流的畸變作用較小，因 此 jAMN =jA0，ρｓA＝ρ1(見曲線上的 1號點(diǎn))。②當(dāng) AMN沿測線向良導(dǎo)脈接近時(shí)，良導(dǎo)脈吸引電流，使電流線偏向 MN一側(cè)，造成 MN 處的電流密度增大，即 jAMN＞jA0，故ρｓA＞ρ，ρｓ曲線上升(見曲線上的2號點(diǎn))。③隨著 AMN 繼續(xù)向右移動，良導(dǎo)脈對電流的吸引作用逐漸增強(qiáng)，致使ρA曲線繼續(xù)上升，直到MN電極靠近脈頂時(shí)，由于良導(dǎo)脈向下吸引電流，使jAMN相對減小，ρｓA曲線亦開始下降，因而在3號點(diǎn)形成了一個(gè)極大值。④在MN接近脈頂?shù)皆竭^脈頂這個(gè)范圍內(nèi)，良導(dǎo)脈對電流的吸引作用最強(qiáng)烈，jAMN急劇減小，因而ρｓA曲線也隨之迅速下降。當(dāng)A和MN各處在良導(dǎo)脈的一側(cè)，由于良導(dǎo)脈的屏蔽作用使ρｓA曲線出現(xiàn)一段比較寬的低值段(見4號點(diǎn))。⑤當(dāng)AMN都跨過脈頂后，隨著電極繼續(xù)向右移動，良導(dǎo)脈吸引電流的作用逐漸減弱， jAMN逐漸增大，從而使ρｓ A≈ρ1 (見曲線上的5和6號點(diǎn))。同理，可以分析ρｓＢ曲線。ρｓA

和ρｓＢ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)ρｓA＞ρｓＢ，交點(diǎn)右側(cè) ρｓA＜ρｓＢ。9、簡述充電法的原理、應(yīng)用條件、應(yīng)用范圍和觀測方式。答：原理：當(dāng)導(dǎo)電球體的規(guī)模不大或埋藏較深時(shí)，可用“簡單加倍”的方法近似考慮地表—空氣分界面對水平地表電場的影響，理想導(dǎo)電球體的充電電場實(shí)際上與位于球心的點(diǎn)電源場沒有區(qū)別。應(yīng)用條件：1被研究的對象(充電體)至少已有一處被揭露或出露，以便設(shè)置充電點(diǎn)；充電體相對圍巖應(yīng)是良導(dǎo)體；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：充電法可以用來解決以下幾方面的地質(zhì)問題確定已揭露(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；確定已知相鄰礦體之間的連接關(guān)系；在已知礦附近找盲礦體；利用單井測定地下水的流向和流速；研究滑坡及追蹤地下金屬管、線等。觀察方式：充電法中主要有電位法、電位梯度法和直接追索等位線法三種觀測方式。10、何謂自然電場?與充電法比較自然電場法有何特點(diǎn)。答：自然電場：在一定的地質(zhì)—地球物理?xiàng)l件下，地中存在的天然穩(wěn)定電流場特點(diǎn)：自然電場法的觀測方式和充電法的觀測方式相似，最常用的是電位觀測法；當(dāng)工作地區(qū)游散電流干擾嚴(yán)重時(shí)，可采用電位梯度觀測法，與電阻率法和充電法不同，自然電場法不能用極化補(bǔ)償器來消除極差的影響，因此，測量電極需采用“不極化電極”。11、對比面極化和體極化總場的邊界條件?舉例說明用等效電阻率法計(jì)算ηｓ的過程。答：面極化邊界條件：①界面電位不連續(xù)② 電流連續(xù)性體極化邊界條件：體極化條件下，微小的極化單元呈體分布于極化體內(nèi)，故在極化體與圍巖的界面上沒有電位躍變，即極化總場電位是連續(xù)的。舉例：利用等效電阻率法很容易由無激電效應(yīng)的一次場的已知解計(jì)算體極化電場。下面舉例加以說明。例1 均勻半空間條件下，點(diǎn)源場及極化率的計(jì)算。例2 體極化球體電場的計(jì)算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ηｓ異常特征，分別繪出在高阻和低阻脈狀體上作環(huán)形測量的ηｓ極形圖，并與ρｓ極形圖對比。ηｓ、ρｓ極形圖的作用是什么?答：縱向中梯裝置---其供電電極(A、B)和測量電極(M、N)的布極方向皆垂直于極化體的走向；橫向中梯裝置---電極AB與MN平行于極化體走向布極，其測線仍垂直于極化體走向，但M極與N極分別在兩條測線的對應(yīng)點(diǎn)上。13，在電阻率為100Ω.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δ。1503 (m)答：距離δ＝１／ｂ稱為電磁波的趨膚深度。而 b稱為電磁波的衰減系數(shù)。b f趨膚深度為：ImRem為電磁系數(shù)

** m tg14、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：定義：電磁感應(yīng)法是以巖 (礦)石的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性的差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，通過觀測和研究人工或天然源形成的電磁場的空間分布和時(shí)間 （或頻率）的變化規(guī)律，從而尋找良導(dǎo)礦床或解決有關(guān)的各類地質(zhì)問題的一組電法勘查的重要分支方法。 物質(zhì)基：導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性15、簡述正方形不接地回線中心剖面上的一次磁場 H1的分布特征答：向鋪設(shè)于地面的矩形回線中供入交變或脈沖電流I１，地面觀測點(diǎn)P處的磁場H１相當(dāng)于四段導(dǎo)線中電流于 P點(diǎn)產(chǎn)生的磁場矢量和，其方向垂直于地面。H1I1r1r2r3r44S1S2S3S4地面各點(diǎn)的磁場方向均垂直于地面，回線中部磁場分布較均勻。對邊長為a的正方形回線，如以與中心點(diǎn)磁場大小相差不超過40%為準(zhǔn)，則在回線中部0.6a及上下0.18a的范圍內(nèi)可近似看成垂直的均勻磁場。在該磁場作用下地中產(chǎn)生水平方向的渦旋電場。16、什么是二次場的頻率特性？什么是二次磁場的時(shí)間特性？答：二次磁場的頻率特性。將 H2作簡單變換可得：MI1G(2LH22i2),L11R，低頻段：H2=-iMI1ω/R,呈體內(nèi)分布，ReH2與ω2、L成正比。隨著頻率的增加，互感作用增強(qiáng)，出現(xiàn)趨膚效應(yīng)，虛分量減小至零，實(shí)分量增止飽和，即：ReI2=-MI1/L，虛分量存在最佳工作頻率:ω=R/L。二次磁場的時(shí)間特性。假定發(fā)射線圈中有電流強(qiáng)度為I0(t)的方波電流輸入，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則導(dǎo)體線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為：I1(t)M01I0et/,t0L,由上式看出，導(dǎo)體線圈內(nèi)的感應(yīng)電流是隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減。在t＝0時(shí)刻，即為衰減初期，此時(shí)的感應(yīng)電流僅與一次磁場的穿過導(dǎo)體線圈的磁通量 （M01I0）以及導(dǎo)體的形狀和尺寸（L）有關(guān)，而與導(dǎo)體的電導(dǎo)率（1/R）無關(guān)。導(dǎo)體內(nèi)的感應(yīng)電流將在接收線圈中產(chǎn)生二次磁場， 線圈輸出電動勢與二 次 磁 場 隨 時(shí) 間 的 變 化 率 成 正 比 關(guān) 系 ，e(t)M12It(t)I0M01M12[(t)et/]tL，分析可知，對于導(dǎo)電性差的地質(zhì)體，其時(shí)間常數(shù) τ值很小，二次場初始值較大，但衰減速度較快；反之，1導(dǎo)電性良好的礦體，時(shí)間常數(shù)503τ值較大，盡管二次場初始值小，但衰減速(m)b f度慢。17、怎樣利用頻率特性或時(shí)間特性來區(qū)分異常源導(dǎo)電性？答：18、何謂電磁波的趨膚深度？它的基本公式是什么？答：距離δ＝１／ｂ稱為電磁波的趨膚深度。而系數(shù)。趨膚深度為：

b稱為電磁波的衰減19，簡述頻率域電磁法和時(shí)間域電磁法的異同點(diǎn)。答：在時(shí)間域里，激電作用隨充電時(shí)間延長從零逐漸增大，并當(dāng)充電時(shí)間相當(dāng)長時(shí)趨于飽和值。在頻率 域中，隨著供電電流頻率從高到低，對應(yīng)的單向供電時(shí)間 T 從零增大，激電效應(yīng)增強(qiáng)， 總電場(電阻率幅值)隨之變大；時(shí)間域電磁法或稱瞬變電磁法， 是以不接地回線或回線或接地線源通以脈沖電流為場源，以激勵(lì)探測目的物感應(yīng)二次電流，在脈沖間隙測量二次場隨時(shí)間變化的響應(yīng)。從方法和機(jī)理來說，頻率域和時(shí)間域方法沒有什么本質(zhì)的不同，前者研究諧變場，后者研究不穩(wěn)定場的特點(diǎn)。兩者可借助傅里葉變換相聯(lián)系。在某些條件下，一種方法的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為另一種方法的數(shù)據(jù)。20，簡述大地電磁測深法的工作原理及主要特點(diǎn)。答：頻率電磁測深法利用電磁感應(yīng)的趨膚效應(yīng)，即高頻電磁場穿透淺，低頻電磁場穿透深，在場源和接收點(diǎn)間距不變的條件下，改變電磁場的頻率來達(dá)到測深的目的，采用天然電磁場的方法稱為大地電磁測深法。優(yōu)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、場源為平面波，理論相對簡單。21、何謂交變電磁場的橢園極化？它產(chǎn)生的條件是什么？ABUMNK幅值不同，相位答：由于一S次場和二AB次場在觀測點(diǎn)上的空間方向不同，I(或不同，而它們的頻率相同，所以這兩種場合成結(jié)果必然形成橢圓，即總磁場總電場)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化的軌跡為橢圓，我們將這個(gè)總場稱為橢圓極化場。形成橢圓極化場的條件：三個(gè)不同，一個(gè)相同。22, 試討論對稱四極裝置直流電測深和大地電磁測深曲線的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。答：對稱四極裝置：裝置的特點(diǎn)是AM=NB，記錄點(diǎn)取在MN的中點(diǎn)，其ρｓ表達(dá)式為：大地電磁測深曲線：每個(gè)測點(diǎn)的電測深觀測結(jié)果，繪制成一條視電阻率ρs隨極距AB/2變化的電測深曲線。電測深曲線反映了測點(diǎn)下方垂直方向上電性層的變化情況。23、簡述CSAMT方法的工作原理及主要應(yīng)用領(lǐng)域。答：可控源音頻大地電磁法 (CSAMT)工作原理