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电剖面法(焕军)

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电剖面法(焕军)_第1页
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3-23-2 电剖面法电剖面法电剖面法是探测地下同一深度范围内导电性有差异的地质体沿着剖面方向的分布情况的方法在电剖面法工作中,一般采用不变的电极距并使整个装置沿着剖面方向移动,逐点观测△VMN和 IAB,求出视电阻率 ρs值然后以测点为横坐标,ρs为纵坐标,作出 ρs剖面图由于电极距固定不变,勘探深度就基本上不变,因而 ρs剖面图可以把地下某一深度以上不同电阻率的地质体沿剖面方向的分布情况反映出来电剖面法根据供电电极 A、B 和测量电极 M、N 的排列方式不同又有一系列的变种目前常用的有“联合剖面法” , “对称剖面法”和“中间梯度法” 一、一、 联合剖面法联合剖面法联合剖面法是两个三极排列 AMN∞和∞MNB 的联合所谓三极 列是指供电电极之一位于无穷远的排列如图 3-7 所示,采用联合剖面装置时,可以用 A 电极,也可以用 B 电极供电,而 A 和 B 有一个共同的无穷远电极 C也就是当 A 或 B 供电时,供电回路中另一电极 C 位于无穷远如果以 O 表示测量电极 M 和 N 的中点,则在联合剖面装置时,四个电极 A、M、N、和 B 位于同一直线上, (这条直线就是测线) ,且 AO=BO。

无穷远电极 C 一般敷设在测线的中垂测线上,与侧线之间的距离大于 AO 的五倍(CO>5·AO) 工作中将 AMNB 四个电极沿测线一起转动,并保持各电极间距离不变,中点 O 就作为测点的位置在每个测点上分别测出 AMN∞排列和∞MNB 排列的△VMN和 I,并按(3-10)式求得两个视电阻率值:△VA ρAS=KA(AMN∞装置)I △VB ρBS= KB(∞MNB 装置)IrAM·rAN KA = KB=2πrMN因此,联合剖面法的剖面图上有两条视电阻率曲线 ρAS和 ρBS一)联合剖面法 ρs曲线分析联合剖面法主要用于寻找陡倾的层状或脉状低电阻矿体或断裂破碎带这些地质体可以近似地看作是薄板状良导体,因此在这里主要分析反映良导体薄板的联合剖面 ρs曲线的特点分析时应用公式(3-11):ρs= 联合剖面法属于点电源场,因此在均匀介质中的电流密度 j0成辐射状分布jMN则逐渐增大,所以 ρAS曲线开始上升;直至 AMN 远离薄板,jMN→ j0而 ρAS→ρ1为止可见曲线在薄板附近变化最大,且出现极大值和极小值至于装置 MNB 沿同一剖面通过直立良导性薄板时,所测得的ρBS曲线,则因 AMN 自左向右移动的变化情况和 MNB 自右向左移动一样的,于是将 ρAS曲线绕薄板旋转 180°即可得 ρBS曲线。

从图中可以看出,良导薄板上联合剖面曲线的特点是:在薄板顶上 ρAS和 ρBS相交,交点的左侧 ρAS>ρBS,交点的右侧ρAS3H(H 为矿顶埋深),而MN=(1/3∽1/5)AO无穷远极垂直于测线方向布置,要求 CO>5AO测量结果绘成 ρs剖面图和剖面平面图剖面平面图是将各剖面按作图比例尺依次绘在一张图上,通过相邻剖面上 ρs曲线的对比,可以了解矿体沿走向方向上变化情况三)实测曲线的分析和解释电剖面法资料的解释推断目前大多处于定性解释阶段利用联合剖面法的实际成果主要可以确定矿体的存在和位置,在有利的条件下也可确定矿体的倾向显然,这在理论上可以根据“正交点”以及曲线的对称性很容易求得但是,理论分析的结论是在地面水平、围岩电性均匀等理想条件下得出的,实际上野外工作条件远非如此根据 可以看出,当地表物质电阻率不均匀时,由于 ρMN的变化,ρs也将随之变化;地形起伏也能影响电流密度 jMN的分布,有时单纯地形影响就会形成与矿体上相类似的交点;这些都将使 ρs曲线大大地复杂化因此,在进行资料解释时,首先必须结合野外具体情况对曲线进行分析,消除一些干扰因素,辨认出由矿体所引起的曲线变化,再进行地质解释。

1、表土电性不均匀对 ρs曲线的影响和消除野外工作中地表多存在有表土的覆盖,而覆盖层的电性一般是不均匀的,这使得测量电极 M、N 附近的电阻率 ρMN随之而变化因为视电阻率 ρs和 ρMN成正比的,于是在表层低阻处 ρs出现低值,高阻处 ρs出现高值,以致实测曲线远不象理论曲线那么光滑而出现锯齿状跳动对于联合剖面法则表现为 ρAS和 ρBS同步地上下跳跃,如图 3-12 所示为了消除局部电性不均匀对联合剖面法 ρs曲线的影响,考虑到 ρAS和 ρBS同步跳跃的特点,理论上证明当 AO 大于电性不均匀体半径 5 倍时,局部不均匀对 ρAS和 ρBS的影响是近于相等的这时单纯由局部电性不均匀所引起的 ρs变化表现为:ρAS ρAS=ρBS或ρBS因而可以采用所谓比值法来消除局部不均匀的影响,即将 ρAS和 ρBS将换为 FA和 FB曲线:ρAS ρBS FA=,FB= (3-12)ρBS ρAS 由于局部不均匀物质对 ρAS和 ρBS曲线的影响是相等的,比值曲线即 F 曲线消除了它的影响;而矿体对 ρAS和 ρBS曲线的影响是不等的,F 曲线不会消除矿体所引起的曲线变化,而是保留了矿体上 ρs曲线的特点。

例如交点处 ρAS=ρBS,FA= FB;交点左侧ρAS>ρBS, FA> FB;交点右侧 ρASP,测量电极 AMN 在右边高阻层上受左边高阻层对电流线的屏蔽作用而 ρAS普遍减小一些同样地,当电极 MNB 在左边高阻层上时,由于受右边高阻层的屏蔽作用而 ρBS普遍降低了要想获得两个单独薄层的完整曲线,只有当 AOP 或 AOAO) ,两球体上都出现“正交点” ,曲线形态和单一球体类似但当两球体间距离P>MN,一般 AB=(30∽50)MN;在工作中 A 和 B 是固定不动的,M和 N 则在 AB 之间中部 1/3 范围内逐点移动进行观测由于 AB 很大,在 AB 中部观测范围内的电流场是彼此平行于地表的平行场(或称均匀场) 这种特点的电流场不仅在 AB 连线上是如此,在 AB 连线的两侧也近似地是如此因而中间梯度法不仅可以在通过 A、B 的情况下还可以在相邻的测线上进行观测,而且在不移动 A、B 的情况下还可以在相邻的测线上进行观测这个测量范围一般不超过 1/6AB这样,中间梯度法就具有一次布置供电电极,可以在好几条测线上进行观测的优点比起需要同时移动 ABMN 的联合剖面法等其他电剖面装置,它具有较高的生产效率。

和其它电剖面法一样,中间梯度法在各测点上也是观测 M、M 之间的电位差和通过 A、B 的电流强度,并用公式(3-10)计算视电阻率:。

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