第二講：電剖面法

1、 1.2 電阻率剖面法電阻率剖面法：是電阻率剖面法：是在供電電極距和測在供電電極距和測量電量電極距保持不變極距保持不變的條件下（探測深的條件下（探測深度不變），沿一定度不變），沿一定測線逐點推移進行測線逐點推移進行視電阻率的測量，視電阻率的測量，所得視電阻率曲線所得視電阻率曲線反映反映電性沿水平方電性沿水平方向向的變化情況。的變化情況。一、電阻率剖面法概述n電阻率剖面法簡稱電剖面法。n特點： 測量電極均沿測線方向逐點進行測量，以探測地下一定深度內(nèi)地電斷面沿水平方向的變化。n主要任務：研究傾角較大的或水平方向電性變化較大的地電斷面（一）電剖面法的一般工作流程（一）電剖面法的一般工作流程n確定工作

2、區(qū)域n測線（測網(wǎng)）布置n野外試驗及電性資料的收集n選定裝置類型及極距大小n野外測量工作n數(shù)據(jù)處理成圖n資料的解釋工作比例尺與點線距的一般關(guān)系比例尺線距（米）點距（米）1:250002501001:1000010020050801:50005010020401:200020401020（一）電剖面法的一般工作流程（一）電剖面法的一般工作流程n確定工作區(qū)域n測線（測網(wǎng)）布置n野外試驗及電性資料的收集n選定裝置類型及極距大小n野外測量工作n數(shù)據(jù)處理成圖n資料的解釋（二）電阻率剖面法的裝置類型（二）電阻率剖面法的裝置類型n(1)(1)二極裝置二極裝置(AM)(AM)(Pole-pole Pole-po

3、le ) )因此，因此，二極裝置實際上是一種測量電位的裝置。二極裝置實際上是一種測量電位的裝置。其其表示式為：表示式為：式中裝置系數(shù)式中裝置系數(shù)二極裝置通常取二極裝置通常取AM中點作為記錄點。中點作為記錄點。IUKMAMS AMKAM 2n(2)(2)三極裝置三極裝置(AMN)(AMN)(pole-dipole pole-dipole ) )n當只將供電電極當只將供電電極B B置于置于“無窮遠無窮遠”，而將，而將AMNAMN沿沿測線排列并進行逐測線排列并進行逐 點觀測時，便稱為三極裝置。點觀測時，便稱為三極裝置。n其其表示式為：表示式為：n式中式中n三極裝置取三極裝置取MNMN中點為記錄點。中

4、點為記錄點。IUKMNAMNAMNS MNANAMKAMN 2(3) (3) 聯(lián)合剖面裝置聯(lián)合剖面裝置(AMNMNB)(AMNMNB)n其其 表示式與三極裝置的相同，分別為：表示式與三極裝置的相同，分別為：n式中式中n聯(lián)合剖面裝置仍取聯(lián)合剖面裝置仍取 MN 中點作為記錄點。中點作為記錄點。BBMNBBSAAMNAASIUKIUK ,MNANAMKKBA 2n(4) 對稱四極裝置對稱四極裝置(AMNB)n這種裝置的特點是這種裝置的特點是 AM=NB ，記錄點取在記錄點取在 MN 的中點的中點，其，其表達式為：表達式為：n式中式中n當取當取AM=MN=NB=aAM=MN=NB=a時，這種對稱等距排

5、列稱為溫納時，這種對稱等距排列稱為溫納(Wenner)(Wenner)裝置。其裝置系數(shù)為：裝置。其裝置系數(shù)為：IUKMNABABS MNANAMKAB 2WKa(5)(5) 偶極裝置偶極裝置( ABMN )(dipole-dipole arrays )( ABMN )(dipole-dipole arrays )n這種裝置的特點是供電電極這種裝置的特點是供電電極ABAB和測量電極和測量電極MNMN均均采用偶極，并分開有一定距離。采用偶極，并分開有一定距離。n由于四個電極都在一條直線上，故又稱軸向偶由于四個電極都在一條直線上，故又稱軸向偶極。極。n其其表達式為表達式為 ：IUKMNooooS n

6、如果取如果取AB=MNAB=MN，則，則n當取當取 AB=MN=aAB=MN=a及及BM=na(n BM=na(n 為正整數(shù)為正整數(shù)) )時，則時，則 )(2BNBMANAMMNBNBMANAMKOO 12)(MNAMAMKMNABOO )2)(1()( nnanKMNABOO n式中式中a a稱為偶極長度，稱為偶極長度，n n稱為電極的間隔系數(shù)。稱為電極的間隔系數(shù)。n偶極裝置常取偶極裝置常取OOOO中點為記錄點中點為記錄點(O(O為為ABAB中中 點，點，OO為為MNMN中點中點) )，nOOOO（）（）a a。n極距極距OO=(35)H=(410)ABOO=(35)H=(410)ABn(6

7、)(6)中間梯度裝置中間梯度裝置n中間梯度法的裝置是中間梯度法的裝置是將供電電極將供電電極A A和和B B固定在相固定在相距很遠的地方距很遠的地方 ，測量電極，測量電極MNMN在在ABAB中段中段1/31/3的范的范圍內(nèi)逐點觀測圍內(nèi)逐點觀測。n在半無限介質(zhì)的條件下，在半無限介質(zhì)的條件下，ABAB中部三中部三 分之一范分之一范圍內(nèi)電場可近似地認為是均勻的。由于在測量圍內(nèi)電場可近似地認為是均勻的。由于在測量中中 AB AB 固定不變，固定不變，MN MN 沿剖面移動，所以其視沿剖面移動，所以其視電阻率曲線反映了地電斷面沿水平方向的分布電阻率曲線反映了地電斷面沿水平方向的分布情況。情況。n其其 表達

8、式為：表達式為：n其中主測線上裝置系數(shù)為：其中主測線上裝置系數(shù)為：n此外，中間梯度裝置的此外，中間梯度裝置的MNMN極還可以在離開極還可以在離開ABAB連連線一定距離線一定距離(AB/6(AB/6范圍內(nèi)）且與之平行的旁側(cè)范圍內(nèi)）且與之平行的旁側(cè)測線上進行觀測，測線上進行觀測，IUKMNMNMNS )(2BNBMANAMMNBNBMANAMKMN n其裝置系數(shù)可近似的表示式為其裝置系數(shù)可近似的表示式為 ：n式中式中x x為為MNMN中點的橫坐標，中點的橫坐標，y y為縱坐標，坐標原為縱坐標，坐標原點取在點取在ABAB中點處。中點處。n極距極距AB/2=(3540)H MN(1/151/25)AB

9、/2AB/2=(3540)H MN(1/151/25)AB/22/3222/322222212 yxABxAByxABxABMNKMN （三）幾種裝置間（三）幾種裝置間的關(guān)系的關(guān)系n1、三極與對稱四極的關(guān)系n那么n則n其中n對于對稱四級而言則：n2 偶極與三級裝置的關(guān)系n3 三級與二級裝置的關(guān)系二、三極剖面法、聯(lián)合剖面法和對稱四二、三極剖面法、聯(lián)合剖面法和對稱四極剖面法極剖面法（一）垂直接（一）垂直接觸面上視電阻觸面上視電阻率異常率異常1.1.視電阻率公式視電阻率公式n采用采用“鏡像法鏡像法”，對于，對于AMNAMN三極裝置而言，三極裝置而言，在在MN 0MN 0的情況，可寫出以下三種不同的情

10、況，可寫出以下三種不同的視電阻率為：的視電阻率為： 2212121)1 , 1(xdxKAS 21212)2 , 1( AS 2212221)2 , 2(xdxKAS n同理，對于同理，對于MNBMNB三極裝置而言，當三極裝置而言，當MN0MN0時，時， 的計算公式也有以下三種情的計算公式也有以下三種情況：況： 2212121)1 , 1(xdxKBS 2121B2)2 , 1( S 2212221)2 , 2(xdxKBS n2.2.視電阻率剖面曲線視電阻率剖面曲線n把把 A A 和和 曲線畫在一張圖上，即曲線畫在一張圖上，即可得到垂直接觸面上聯(lián)合剖面法的剖面曲可得到垂直接觸面上聯(lián)合剖面法的

11、剖面曲線。線。n有了上述聯(lián)合剖面法的有了上述聯(lián)合剖面法的A A 和和剖面剖面曲線以后，根據(jù)曲線以后，根據(jù)n的關(guān)系式，取各點的關(guān)系式，取各點A A和和的平均值的平均值即可對稱四極剖面法的剖面曲線。即可對稱四極剖面法的剖面曲線。 BSAsABS 21n可得：可得：在在1 1 情況下，聯(lián)剖裝置通情況下，聯(lián)剖裝置通過接觸面時，過接觸面時， A A 比比的躍變要明的躍變要明顯得多。顯得多。n因此根據(jù)前者確定分界面位置比因此根據(jù)前者確定分界面位置比 后者容后者容易。易。（二）脈狀體上聯(lián)合剖面法視電阻率異常（二）脈狀體上聯(lián)合剖面法視電阻率異常應用視電阻率的微分形式對應用視電阻率的微分形式對曲線進行定性分析曲

12、線進行定性分析AMN在良導體左側(cè)較遠處(點1)AMN逐漸靠近良導體（點2）MN接近脈體（點3）A和MN分別在脈體兩側(cè)（點4）AMN均在脈體右側(cè)，且距脈體越來越遠（點5-6）正交點 不同產(chǎn)狀的低阻（或高阻）脈狀體上聯(lián)合剖面裝置和對稱四級裝不同產(chǎn)狀的低阻（或高阻）脈狀體上聯(lián)合剖面裝置和對稱四級裝置的視電阻率曲線置的視電阻率曲線正交點正交點，并向傾向一側(cè)移動反交反交點點n1.1.視電阻率表達式視電阻率表達式（三）球體上的視電阻率異常（三）球體上的視電阻率異常n根據(jù)點源場中存在導電球體的場論問題可寫出M的電位表達式n同理得N點電位表達式；即可得到：2. 視電阻率剖面曲線視電阻率剖面曲線聯(lián)剖：正交點四極

13、：極小值聯(lián)剖：反交點四極：極大值（四）聯(lián)合剖面法的干擾分析及校正1.比值參數(shù)的概念及應用n比值（F）參數(shù)n可減弱或消除地表不均勻體對聯(lián)剖曲線的影響( )( )( )AssiFiiAB( )( )( )BssiFiiBAn比值（）參數(shù)（計算結(jié)果示于第i點與第i+1點之間）n比值（）參數(shù)具有分解復合異常的能力( )(1)( ,1)( )(1)ssssiii iiiAABB2.2.起伏地形引起的視電阻率異常起伏地形引起的視電阻率異常地形改正方法比較法0sss實測改地形（五）聯(lián)合剖面法的應用 1.聯(lián)合剖面法異常的確定n沿一定走向延伸的低阻帶或低阻正交點異常軸一般與斷層破碎帶有關(guān)（排除地下低阻礦脈、巖脈

14、、金屬管道的影響）n沿一定走向延伸的階梯狀異常帶往往同高低阻巖層接觸面有關(guān)n沿一定走向延伸的高阻異常帶多與高阻巖脈、巖墻分布有關(guān)（地道、隧道、連通的溶洞、采空的煤窯坑道也會呈高阻反映）n沒有一定走向的局部高阻或低阻異常和地下局部不均勻體有關(guān)，地下充水溶洞呈低阻反映；干溶洞呈高阻n注意消除地形及地表不均勻體的影響2.聯(lián)合剖面法異常的解釋n追索構(gòu)造破碎帶的走向，并確定其傾向及估計破碎帶寬度。n低阻正交點異常軸走向及平面位置推斷一定深度下構(gòu)造破碎帶的走向及平面位置n從視電阻率剖面曲線的對稱性判斷構(gòu)造破碎帶的傾向在同一剖面做不同極距的的視電阻率對比曲線，極距小反映淺部，極距大反映深部。n用切線法求良導

15、脈頂端埋深（適用于脈的厚度比深度小很多）n確定陡立巖性接觸界線的方法 選取供電電極位于高阻一側(cè)的那支曲線，在其陡度最大處n根據(jù)視電阻率曲線確定其它地電體在地面的投影位置（六）對稱四極剖面法的應用1.對稱四級異常解釋了解基底的起伏情況探查古河道、巖溶發(fā)育追索巖層陡傾接觸線及尋找斷層破碎帶2.復合對稱四級n應使A2A1MNB1 B2 之極距與覆蓋層的平均厚度( H) 滿足關(guān)系 A1 B1 = ( 2 4 ) H A2 B2 = ( 6 10) Hn測量電極距MN,則應滿足關(guān)系 MN1/3AB三、中間梯度法n中間梯度裝置的電場分布特點是在中間梯度裝置的電場分布特點是在 ABAB中中間地段的電場可近似視為均勻場。間地段的電場可近似視為均勻場。n當?shù)叵沦x存有導電性不均勻體時，將會當?shù)叵沦x存有導電性不均勻體時，將會引起均勻電場的畸變，并在地面產(chǎn)生相引起均勻電場的畸變，并在地面產(chǎn)生相應的視電阻率異常。應的視電阻率異常。n（一）球形地質(zhì)體上的中梯異常n解電位滿足的拉普拉斯方程：n求得視電阻率： 102/5222022203012122221 jxyhxyh