电测深法ppt

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1、第七章 电 测 深 法,电测深法是在地表某点测量电极不动，按 规定不断加大供电极距，从而研究地表某点下 方电性的垂向变化。由于供电极距不断加大， 增大了供电电流在地下的分布范围，实际上相 当于加大了勘探深度。因此通过分析电测深视 电阻曲线可了解测点下沿垂向地质情况的变 化。,电测深法中，正确的工作布置和解释可 以获得比电剖面法更为丰富准确的地质信 息。在地下水资源调查和工程环境勘察、地 填图和矿普查中，电测深法都得到了广泛的 应用。,第七章 电 测 深 法,第一节 水平层状地点断面电测深 曲线的类型及其特征 第二节 电测深的资料解释 第三节 其它类型的电测深法 第四节 电测深法应用实例,第一节

2、 水平层状地点断面 电测深曲线的类型及其特征,一、电测深电极装量及结果图示,电测深法的实际工作中，通常采用对称四 极装置。即供电电极AB和测量电极MN均对称于 测点布设、每改变一次供电极距，便可按下式 计算该极距的视申阻率，即：,对称四极测深排列示意图,考虑到电测 深的极距变化范 围较大的特点， 通常我们将该曲 线绘在模数为 6.25cm的双对数 坐标纸上，纵坐 标表示视电阻率，横坐标表示极距AB，显然， 该曲线反映了某一测点不同深度电性的变化情 况。,在电法勘探中，我们通常把按电性不同所 划分的地质断面称为地电断面。一般在研究和 分析电测深曲线类型及其变化规律的基础上， 结合地质资料便可初步

3、了解地电断面的结构及 其分布状况。一般认为电测深法有利于解决具 有电性差异、但产状近于水平的地质问题。但 从大量实践结果来看，对于许多非水平产状的 地质问题如断层、溶洞等，进行电测深工作后， 也都在不同程度上获得了一定的地质效果。,和电剖面法一样，电测深法也可以根据地 质任务和施工条件的不同而采用不同的电极装 置类型，不同的电极装置具有不同的勘探能 力。在水文工程及环境地质调查中，除广泛采 用对称四极测深外，还经常采用三极测深、环 形测深及五极纵轴测深等。,二、地电断面及曲线类型,1二层曲线 二层结构的地电断面是指，第一层的厚度h1，电阻率1，第二层的电阻率2，其厚度较大，以致可以视为无限大。

4、显然，二层地电断 面按其电性关系可以分成两种曲线类型，一种 是2 1 的G型曲线,另一种是 2 1的情况， 为D型曲线。在G 型曲线中，有一种经常遇到 的特殊情况，即为2 时，电测深曲线尾枝 出现与横轴成450上升的渐近线。,水平两层电测深曲线类型图,2. 三层曲线 三层地电断 面共有五个 参数，按电 性的划分有 四种曲线类 型：H型； A型；Q型 和K型。,3.四层曲线 四层地电断面按电性层的组合关系可以分 成八种情况，我们分别将其称为，HA型、HK 型、AA型、 AK型、KH 型、KQ型、 QH型、QQ 型，曲线形 态及其电性 关系见图。,水平四层电测深曲线类型图,1.电测深曲线的首枝 由

5、于电阻率法的勘探深度随供电极距的大小而变化，所以不论几层地电断面，当AB/2h1时，由供电电极所建立的电场的有效作用范围仅限于1介质之中，由于jMN =j0，故MN=0，即无论几层地电断面，当AB/2较小时，电测深曲线的首枝均出现以1为渐近线的水平直线。,三、电测深曲线的特征分析,2.电测深曲线的尾支 电测深曲线尾枝的形态一般有两种情况，一种是出现水平渐近线的情况，一种是出现与横坐标成450夹角的情况。 （1）n有限大，当供电极距很大时， s =n （2）n时，出现与横坐标成450交角。,在电测深法的实际工作中，由于观测误 差的存在，经常会遇到地电断面参数不同而 视电阻率曲线却完全相同的现象，

6、把这种情 况称为电测深曲线的等价现象。对于三层地电断面，存在S2和T2等价现象。,四、电测深曲线的等价现像,1.H型 （或A型）断面的S2等价现象 当h1 、1 、3一定，而 2较小的情况 下，s曲线中段极小值不明显，只要保持中 间层纵向电导S2不变，则s电测深曲线的形 状也不变。对于A型三层断面，同样遵循S2 等价原则。,三层断面S2等价示意图,分析S等价现象的物理实质：当第二层的电阻率很小时，第二层中的电流线方向将平行于层面，第二层所“吸进”的电流将决定于纵向电导h2/ 2。如果1、h1、 3不变，只是同倍数的增大或缩小h2和 2，即使纵向电导h2/ 2不变，因而1、 2 、 3中的电流分

7、布改变很小，以致地面上电位差UMN改变很小， s曲线形状变化不大。,2. K型 （或Q型）断面的T2等价现象 当h1、1、3 一定，2较小的情况下，s 曲线的极大值不明显，只要保持中间层横向电阻T2不变，则s曲线的形状也不变。对于Q型 三层断面，第 二层中的电流 也近似于垂直 层面流动，同 样遵循T2等价 原则。,三层断面T2等价示意图,第二节 电测深的资料解释,电测深的资料解释一般包括定性解释和 定量解释两个阶段，定性解释可以给出测区 内电性层的分布及其与地质构造的关系，定量解释则可获得电性层的埋深及厚度。二者的正确运用和紧密结合方能作出符合客观实际的地质结论。,测区电性参数的研究是电测深资

8、料解释的基础，应贯穿于电测深工作的始终。电性参数的取得除了收集前人的资料外，一般均应在野外工作中布置一定的参数测定工作。电参数测定既可在野外岩石露头上进行小极距的原位测试，也可在室内进行标本测定。,一、电阻率参数,当测区内有已知钻孔资料时，最好进行孔 旁测深。当然，在有条件的情况下，采用横向 测井方法则能较准确地求出测区内各电层的电 阻率值。由于电阻率的真实性直接影响着电测 深曲线解释的准确程度，因此，当获得更可靠 的电性资料后，一般应对测深曲线进行重复解 释。,电测深资料的定性解释是获得测区内地质地电结构的重要阶段，它可以提供区内电性层的分布、地电断面和地质断面的关系以及测区地质构造的初步概

9、念。电测深曲线的定性解释主要是根据反映测区电性变化的各种定性图件来进行的。,二、电测深资料的定性解释,1电测深曲线类型图 电测深曲线类型图是在相应比例尺的平面 图或剖面图上标出测点的位置，然后在测点旁 用小比例尺绘出该点的电测深曲线或标出该点 曲线类型的符号。曲线类型发生变化的原因一 般是：某岩层的缺失或新岩层的出现，或者地质构造的变动所造成的岩层层位的变化等。,由图可见，曲线类型的变化，同地质断面 中地层、岩性的变化及构造的存在，有着很好 的对应关系。,电测深曲线类型的剖面图,H型,K型,2等视电阻率断面图 首先在相应比例尺的实际地形剖面上标出测点的位置，然后在测点下方按对数比例尺或算术比例

10、尺点出相应的电极距，并在这些电极距旁标上所测电阻率值，最后按一定的电阻率间隔勾绘s等值线。从这种图上可以看出基岩起伏、构造变化以及不同深度电性层沿测线方向的变化。当采用对数比例尺时，断面等值线图主要反映较深处的地质情况，其上部则主要反映较浅处的情况。,右图是辽河安山岩地 区的电测深等 s 断面图。 区内除在河谷中分布有较 厚的松散沉积物外，燕山 期花岗岩及侏罗纪安山岩 广布全区。在安山岩内有 一条北东东向断层通过， 从电测深等s断面图上可 见，在 90115 号点间出 现向南倾斜的低阻异常 带，其电阻率较低，反映 了向南倾斜的断裂带的存 在。,辽河15线电测 深等s断面图,断裂带内主要由糜棱岩

11、、断层泥等物质组成， 它们像粘土一样透水性弱、富水性差，不是赋 存地下水的场所。在断裂带两侧，即电阻率由 低向高过渡的断裂影响带内，极易产生各种张 扭性裂隙，形成透水性好，富水佳强的网格状 裂隙发育带。经钻探验证，06m 为坡积粘土 夹碎石；620m为凝灰质安山岩，2085m 为 玄武质安山岩，其裂隙发育，富含地下水。由 此可见，等s断面图提供了关于地电结构的丰 富资料。,3.视电阻率剖面图和平面等值线图 电测深法在测区内的每一个测点上都进行了多种极距的视电阻率测量，如果就其中的一条测线来说，我们也可以把上述资料看成是多极距的电剖面法测量结果。因此，根据解释的需要，我们也可以把某些极距的测量结

12、果整理成视电阻率剖面图或平面等值线图。,显然，由测深资料所绘制的上述图件应 当与相同极距的对称四极剖面法的测量结果 相同，或者说它就是复合四极剖面图或平面 图。所以，就这一点来说，电测深法较电剖 面法提供了更为丰富的关于地层结构的实际 资料。,右图为某岩溶区 AB/2=l00m的s等值线 平面图，由图可见，地 表的岩溶塌陷部分正好 位于低阻等值线的圈闭 范围内。据此可以推 测，深部岩溶发育范围 较地表塌陷区大，而且 深部溶洞的地表投影基 本与 s低阻等值线形状 一致。,某岩溶区视电 阻率等值线图,4.纵向电导S图 当测区有分布广泛的高阻基岩标准层时， 电测深曲线尾枝将出现450渐进线，由此可求

13、 出S纵向电导值。根据各点的 S值，勾绘等S 平面图或S剖面图。当上覆岩层的电阻率在水 平方向较为稳定时，纵向电导S值的大小便反 映出基岩顶面埋深的变化。,纵向电导s图 （a）s剖面图 （b）地质断 面图,三、电测深曲线的定量解释,定量解释方法主要有：量板法，计算机 数字解释方法、在某些特定条件下采用的各 种经验方法等。应该指出，定量解释的结果 除了和所采用的方法有关外，还和中间层参 数的选取、工区地质资料的丰富程度等因素 有关。,当对工区内各条剖面的电测深曲线进行定 量解释后，便可绘出相应的地电断面图，如果 对地电断面图中各电性层能够赋予相应的地质 内容，那么，便可进而获得推断的地质剖面 图

14、。对比分析各条剖面图的变化，便可得到整 个工区地层的分布及构造的特征。,1.二层量板及二层曲线的解释,（1）水平二层断面测深曲线方程式 点源场水平层状介质的电位计算通常 采用在柱坐标系中求解拉氏方程的方法， 但计算繁杂，对二层地电模型采用镜像法 来加以求解。,（2）二层量板的组构 对于水平二层地电断面，当电性参数分别为1及2，厚度参数为h1时，可得以下函数关系,为减少理论曲线数目，又便于实际应用， 在绘制理论曲线时，视电阻率均以1为单位， 而层厚度及极距AB/2均以h1为单位，于是以 上函数关系可写成,令12 =2 /1为参变量，当给参变量以一系列数值后，依次改变AB/2h1便可计算出一组理论

15、曲线。将理论曲线绘于双对数坐标纸上就是得到二层理论曲线。 当12 1时，所计算的理论曲线构成了G型量板，当12 l时，所计算的理论曲线构成了D型量板。,水平两层电测深曲线量板 （a）G型量板；（b）D型量板,（3）二层量板的应用 利用二层量板解释二层曲线的方法步骤可 归结为：, 根据实测电测深曲线选择二层理论量板 （G或D）。 将绘有实测曲线的透明双对数坐标纸置 于二层量板上，保持坐标轴平行，移动 实测曲线使之与某一条理论曲线重合或 介于某两条理论曲线之间。,用两层量板解释二层电测深曲线,当两条曲线 重合后，量板的 坐标原点在实测 曲线坐标系的 纵、横坐标即为 1、 h1,当实测二层曲 线的尾

16、枝不清楚 时，从理论曲线 所标值也可求出 2=12 1,用两层量板解释二层电测深曲线,2. 辅助量板及多层曲线的解释,借助于二层和辅助量板可以对三层或三 层以上的电测深曲线进行解释。,（1）利用二层（G） 量板来确定第一层标 志点O1 （h1 ，1）。 于是便有 h1 =4m， 1 =20欧姆米。,（2）已知中间层参数2 =100欧姆米，计算 2 =5。,（3）根据三层曲线类型，选择相应的辅助量 板。然后将绘有实测曲线的透明双对数坐标 纸置于KM型辅助量板上，使实测曲线第一 层标志点O1与辅助量板的坐标原点相重合， 保持坐标轴平行，然后将KM量板上2 =5的 辅助线描在透明纸上。显然，第二层标志点 O2（h12 ，12 ）的轨迹应在这条辅助线上。,（4）利用二层（D）量板，确定第二层标志 点 O2 的位置。把实测曲线右枝置于D型二层 量板，保持坐标轴平行，使二层量板原点在 2 =5的辅助线上滑动，直到找