电法整理题库2.docx

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电法整理题库2

电法题库2

一、名词解释题

1.电阻率法2.ρs地形异常3.ρs联合剖面法

4.纵向电导5.过滤电场6.电磁波阻抗

解：

1.电阻率法——以地壳不同岩石、矿石的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律以达到地质勘查目的的一组电法勘探分支方法。

2.ρs地形异常——由地形起伏引起地下电流场的变化而产生的ρs异常。

3.联合剖面法——由相对测点两个对称的三极装置联合组成，其中电源负极置于无穷远，正极分别接至A、B极，相应观测到ρsA和ρsB。

4.纵向电导——沿介质层理方向的导电性，即：

S=h/ρ。

5.过滤电场——在地下水流动作用下，离子导体形成的自然极化流动电位而产生的电流场。

6.电磁波阻抗——电场分量与磁场分量的比值。

1.电测深法2.人工电流场3.等效电阻率

4.电阻率联剖曲线5.体极化效应6.瞬变电磁场

1.电测深法——在同测点上，通过逐次扩大供电极距，或可变工作频率的方式，观测垂向视电阻率变化，达到查明测点下部垂向地质分布规律的方法。

2.人工电流场——通过人工向地下供电而形成的电流场。

3.等效电阻率——在三层以上水平电性介质条件下，代替层所对应的总导电性。

4.电阻率联剖曲线——利用电阻率联合剖面法观测到的

与

，在同一剖面上绘出的曲线。

5.体极化效应——分布于整个极化体中的微小极化单元之极化效应总和。

6.瞬变电磁场——在阶跃变化电流源或磁矩源作用下，地下产生的过渡过程的感应电磁场。

二、回答问题：

1.简述影响岩、矿石电阻率的因素有哪些？

在电法勘探中主要考虑的是哪些因素？

（8分）

解：

（1）导电矿物的含量及结构；

（2）岩、矿石所含水分及水的矿化度；

（3）温度。

其中

（1）和

（2）是主要的。

2.何谓电阻率法？

电阻率法的应用条件是什么？

（8分）

解：

（1）它是以地下介质间电学、电磁学、电化学性质的差异为物质基础，通过观测和研究人工的、天然的电场、电磁场的空间和时间分布规律，利用电场、电磁场异常与地电介质分布的对应关系，达到勘查目标体的一组物探方法。

（2）电阻率法的应用条件是目标体与围岩存在着一定的电阻率差异。

3.自然电场的成因是什么？

（10分）

解：

氧化–还原效应，过滤电动效应。

4.激发极化法的优点是什么？

其应用范围包括哪些？

（8分）

解：

（1）纯异常测量，不受地形影响，易发现侵染状矿体和含水带，利于区分矿与非矿异常。

（2）寻找金属矿、石墨矿，油田，地下水。

5.天然大地电磁场有哪些特点？

大地电磁测深法与人工源频率测深法有何不同？

（8分）

解：

（1）随机性和谐变性，可比性；

（2）前者为被动源法，后者为主动源法；前者信噪比低于后者；前者低频段比后者更低；后者有观测近远区之分。

6.何谓S等值现象？

在何种地电条件下出现S等值现象？

（8分）

解：

（1）在层状介质条件下，若地下某层S值保持不变，在一定的观测误差范围内，其电祖率测深曲线形态也基本保持不变的现象；

（2）S等值现象仅发生在地下低阻薄层之中。

1.电法勘探的应用条件是什么？

答：

勘查目标体与围岩间存在明显的电性差异。

2.HA型ρs电测深曲线反映地下几层电性介质？

各层电阻率的相对大小如何？

可能存在何种等值性现象？

答：

四层，ρ1>ρ2<ρ3<ρ4,S等值性现象。

3.充电法的主要应用领域有哪些？

答：

追索良导矿体的地下分布范围，查明地下水的流向、流速，追索地下暗河，确定滑坡体的滑动方向和速度。

4.频散率与极化率之间存在何种关系？

答：

极限频散率等于极限极化率。

5.何谓电磁测深法？

常用有哪几种主要方法？

答：

根据电磁感应原理研究天然、人工场源在大地中激励的电磁场分布，通过观测不同频率的电磁场值，来研究地电参数随深度变化的电法勘探方法。

常用主要方法有：

MT法，频率测深法，瞬变电磁场法。

6.地下介质电阻率为40ΩΜ，若设计勘探深度为100m，请问：

（1）对称四极法：

AB/2>?

m；

（2）频率测深法：

f

Hz；

（3）瞬变电磁测深法：

t>?

s

答：

AB/2>300m，f<1000Hz，t>1.6X10-4。

1.何谓电法勘探？

电法勘探包括哪些类型？

（8分）

答：

它是以地下介质间电学、电磁学、电化学的差异为物质基础，通过观测和研究人工的、天然的电场、或电磁场的空间和时间分布规律，达到勘查目标体的一组物探方法。

按其原理包括：

电阻率法、自电法、充电法、激电法，电磁感应法。

2.电阻率测深法与高密度电阻率法有何区别？

（8分）

答：

电侧深法可实现测点处的垂向探测，其理论模型为水平层状介质；高密度电阻率法可实现一次性断面探测和三维探测。

其理论模型建立在二维或者三维地电介质条件下。

3.充电法的应用条件是什么？

其应用范围有哪些？

（10分）

答：

勘查目标体必须具有可供充电的揭露点，供电（或称充电）电极所触充电目标介质体相对周围介质呈良导体；

其应用范围包括：

确定矿体伸布范围和相临矿体的连同性，确定地下水流向、流速，地下管线探测，追踪地下暗河，调查滑坡。

4.激发极化现象的成因机制是什么？

（8分）

答：

电子导体的电极化效应，既发生超电压现象；离子导体的分散区效应，既双电层分散区变形。

5.可控源音频大地电磁测深与大地电磁测深法有何异同点？

（8分）

答：

相同点：

属于电磁感应方法，通过改变工作频率达到不同勘探深度，平面电磁波理论。

不同点：

控源音频大地电磁测深为主动源法，观测资料的信噪比高，但存在阴影，近场源效应；大地电磁测深法为被动源法，其场具有随机性大，观测资低的信噪比高，但可用频率低，探测深度大。

6.在电磁感应法中，影响其勘探深度的因素有哪些？

（8分）

答：

主要有：

工作频率，地电特征及分布，仪器性能，工作环境等。

一、简述下列各方法的特点（25分）

（1）电阻率法

（2）电磁感应法

（3）激发极化法（4）充电法

（5）自然电场法

（1）电阻率法：

以地壳中岩、矿石不同导电性差异为基础，通过观测和研究人工稳定电流场的地下分布规律和特点，实现解决各类地质问题的一组勘探方法。

（2）电磁感应法：

以地壳中岩、矿石不同导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，进行找矿或解决其它地质问题的一组分支电法勘探方法。

（3）激发极化法：

以不同岩、矿石激电效应的差异，通过观测和研究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法勘探方法，简称激电法。

（4）充电法：

对具有天然或人工露头的良导体进行充电，通过在地面用专门仪器观测和研究充电电场的分布规律，来达到研究矿体形状、产状、大小和具体位置或用来解决一些特殊地质问题的详查方法。

（5）自然电场法：

在一定的地质-地球物理条件下，地中存在天然的稳定电流场。

基于研究自然电场的分布规律来达到找矿或解决其它地质问题的一种电探方法。

1简述频率测深的原理及特点

答：

由电磁波向下传播时的穿透深度公式可知，电磁波的穿透深度与电磁场的频率和介质导电性有关，频率越低、导电性越差，电磁波的穿透深度就越大。

因此，改变发射场的频率就可达到测深的目的，这就是频率测深的基本原理。

特点：

（1）磁源频率测深可不用接地系统。

（2）发射和接收位置固定，通过改变发射频率进行测深。

（3）可穿透高阻屏蔽层。

（4）探测深度大。

（5）可测量相位参数

2、在同一工区进行激电工作时，采用不同的供电时间（T）或不同的延迟时间（t）行不行？

用不同的供电电流行不行？

为什么？

答：

采用不同的“T”和不同的“t”不行，因为不同的T所反映的总场大小不同，而不同的t所反映的二次场大小也不同，若同一工区所用“T”和“t”不一样则必然会产生由于所用T和t不同而产生的变化。

而非真正异常体引起。

用不同的供电电流可以，因为ηs=△U2/△U*100%，△U2和△U都与电流有关，但无论电流变大或变小，二者的比值是不变的。

1.电阻率与视电阻率有何异同点？

答：

共同点：

均为描述介质导电性的电参数；

不同点：

前者为均一介质的导电性参数；后者为地下非均匀介质条件下的总体导电性，并与测量装置类型，地形，测量位置和地电分布有关。

2.HK型电测深曲线反映地下几层电性介质？

每层介质的电阻率与其相邻介质电阻率相对大小如何？

答：

反映四层不同的导电介质。

其中

3.激发极化法相对直流电阻率法有何优缺点？

答：

优点：

1、不受地形影响，

异常属于纯异常；

2、能发现侵染状矿体，区分矿与非矿异常；

3、可估算地下水的含水量。

缺点：

二次场异常幅值弱，勘探深度小。

4.电阻率法的应用前提条件是什么？

答：

勘查异常体与围岩存在明显的电阻率异常。

5.对称四极剖面法与对称四极电测深法有何不同？

答：

对称四级剖面法是以固定极距方式，沿剖面勘测一定深度内的电性不均匀介质体的分布；对称四极电测深法是在同一点上，逐次扩大供电极距，查明垂向地质分布。

6.地下介质电阻率为400ΩΜ，电磁法的工作频率为10KHz，问其勘探深度能有多少米？

答：

勘测深度为100m左右。

1、 写出视电阻率微分公式，并说明式中各量的含义。

（4分）

答：

ρs=JMN*ρMN/J0，ρs：

视电阻率；JMN：

地下非均匀介质时MN电极间实际电流密度

ρMN：

地下非均匀介质时MN电极间视电阻率

JO：

地下为均匀介质时MN电极间的电流密度

2、 电子导体形成的自然电场称为“氧化-还原”电场，简述其形成条件。

（3分）

答：

当地地下水潜水面要切割电子导体，使之形成电子导体上部为氧化环境，

下部形成还原环境，有由于电子导体上、下部环境的不同形成自然极化，产生氧

化-还原电动势。

3、 何谓激发极化效应?

（4分）

答：

在电阻率测量中发现在供电期间，观测电位差随时间增大，断电后电场不

立刻消失，而是随时间衰减。

这种现象与稳定电流场的相关定律不附，说明有附

加电场存在。

将这种附加电场现象称为激发极化效应。

4、 写出电磁波穿透深度表达式，并说明介质导电性和频率变化对穿透深度的影响。

（3分）

答：

δ=503（ρ/f）1/2（米）

ρ越大则δ也越大；越小则δ越大。

5、 电阻率法和激发极化法的物性基础有何不同？

（3分）

答：

电阻率以地壳中岩、矿石的导电性差异为物质基础；激发极化以地壳中岩、矿石的电化学性质的差异为物质基础。

6、 不等位导体的充电电场与等位体充电电场有何不同？

（3分）

答：

等位体充电电场与充电点位置无关，只与充电电流的大小、充电导体的形状、产状、大小、位置及周围介质的电性分布有关。

不等位体的充电电场，除与充电电流的大小、充电导体的形状、产状、大小、位置及周围介质的电性分布有关外，还与充电点有关。

简述低频电磁感应法的找矿原理（10分）

由发射线圈发射交变电磁场，用另外一个线圈接收，当地下为均匀介质时，接收线圈接收的仅为一次磁场。

若地下存在良导矿体时，接收线圈中的场量将发生变化，当发射和接收线圈离矿体较远时，接收线圈接收的场量与地下为均匀介质时相似，当发射和接收线圈距矿体较近时，接收线圈中接收的场量是一次磁场和二次磁场的和，随着发射和接收线圈与矿体位置的不同，二次磁场和一次磁场的方向也不同，矿体上方二次场最强，总场的变化也最大，通过研究二次场和总场的变化可分析是否有良导矿体的存在。

1、 写出视电阻率微分公式，并说明式中各量的含义。

解：

ρs＝JMN*ρMN/JO，ρs：

视电阻率；JMN：

MN间实际电流密度；

ρMN：

测量电极MN间实际电阻率；JO：

地下为均匀介质时，MN间的电流密度

2、 简述电子导体自然电场的形成过程。

解：

赋存在地下的电子导体，当其被地下潜水面所切割时，往往在其周围形成稳定的自然电场。

因为潜水面以上是渗透带，由于靠近地表而富含氧气，即那里的溶液氧化性较强；相反，潜水面以下含氧较少，那里的水溶液相对来说为还原性。

潜水面上、下水溶液性质的差异，通过自然界大气降水的循环总能保持。

这样电子导体上、下部分总是分别处在性质不同的溶液中，因此在导体和溶液的界面上形成不均匀双电层，产生自然极化，并形成稳定的自然极化电场。

3、 写出传播系数k在一般情况、导电介质、空气中的表达式。

解：

一般情况：

k＝[-ω2με-iωσμ]1/2；导电介质：

k＝[-iωσμ]1/2；

空气中：

k＝[-ω2με]1/2

4、 写出极化率和视极化率表达式，并说明二者的区别。

解：

极化率：

η＝△U2/△U*100%；是反映某种物质激发极化性质的参数。

视极化率：

ηs＝△U2/△U*100%；是地下介质不均匀时，各种地电体激发极化效应的综合反映，不代表某一种介质的激发极化效应。

三、计算题

1、AB=200米，MN/2=10米的对称四极视电阻率测量中，测得供

电电流为0.314A,电位差为20mv,求视电阻率=？

若供电电流加大一倍时，结果有无变化？

为什么？

答：

利用视电阻率公式进行计算，注意公式中的k=π*AM*AN/MN，单位是（米）

若供电电流增大一倍，结果无变化，因为电流增大电位差也线性增大但其比值保持不变，所以结果不变。

2、已知频率为100HZ，无磁性介质，电阻率为10Ωm，求电磁波

的穿透深度δ=？

波长λ=？

3.在电阻率对称四极法中，某测点已知：

AM=100米，MN=10米，I=1000mA,ΔUMN=10mV，求其视电阻率值为多少ΩM？

11πΩM。

4.已知某测点激发极化法的观测数据为：

ΔU2=2mV，ΔU=100mV。

求该点出的视极化率值为多少？

2%。

5.已知某点处：

j0=10mA/cm2，jMN=20mA/cm2，ρMN=1000ΩM,

求其视电阻率值为多少？

6.已知电磁感应法的工作频率为：

f=1000Hz，ρ=10ΩM。

忽略位移电流，求其垂直入射的平面电磁波的勘探深度为多少米？

1.2000ΩM；2.最大为50.3m。

四、综合应用（22分）

1、在某场地其上部为10米厚度的粉土覆盖层，需要查明下部花岗岩体内的近于直立的含水破碎带。

请选择一种电法勘探方法，并阐明理由，设计测线布置，装置类型及相应的技术参数值。

以下几种电法勘探方法均可：

1、电阻率联合剖面法：

由于含水破碎带呈低阻近直立板状体，联合剖面法将有明显的低阻正交点异常反应，因此将获得较好的地质效果。

AO大于或等于30米，MN要小于10米。

2、甚低频法：

，因此采取H2z极化测量模型，电场分量将获得明显的低值异常，，点距=10米，MN=20米。

3、电磁偶极剖面法：

由于含水破碎带呈低阻近直立板状体，采取同线水平共面装置，剖面方向与走向大致垂直，将产生明显的对称H2负异常.

2、对下图所示水平三层地电断面，回答以下问题（20分）

（1）绘出对称四极测深ρs曲线

（2）确定曲线类型

ρ1=100Ωmh1=30m（3）纵向电导S2=？

（4）当h2=5m，ρ2=10Ωm时曲线形态有

ρ2=20Ωmh2=10m何变化？

为什么？

ρ3=300Ωm（5）当ρ3→∞时，曲线有何变化？

（1）和

（2）H型曲线；（3）S2=1/2；（4）曲线无变化，因为满足S2等价条件

（5）当ρ3趋于无穷大时，其尾枝渐近线沿与横轴交角为45°的直线上升。

3、电阻率中间梯度法适合于寻找直立良导薄板和水平高阻板状物体，这种说法是否正确？

说明理由。

答：

这种说法不对，因为中间梯度法利用的是均匀场，在均匀场中，直立良导薄板和水平高阻薄板都对场的畸变作用最小，致使异常不明显，所以中间梯度法不适合寻找良导直立和水平高阻薄板状体。

三、分析题（每题4分，计16分）

1.绘出下列地质剖面对应的2.给出下列联剖法ρs异常对应的

ρs测深曲线示意图。

地电断面内异常体的示意图。

lnρs（ΩΜ）ρs（ΩΜ）

ρsAρsB

1lnAB/20X

饱和粘土

中砂

花岗岩

？

3.给出下列中间梯度法ηs异常4.绘出下列地电断面对应的对称四

对应的地电断面内异常体示意图。

极法的ρs异常曲线示意图。

ηs（%）ρs（ΩΜ）

0x0x

ρ2ρ1μ12>1

1、2、

lnρs（ΩΜ）

ρ2ρ1μ12<1

lnAB/2

3、4、ρs（ΩΜ）

0x

1、 倾斜良导高极化脉体（向左倾），联合剖面装置的ρs、ηs异常曲线。

ρ1

ρ2η1

η2

　　　　　ρ2＜＜ρ1　　　η2＞＞η1

2、直立良导高极化薄脉上，中间梯度装置的ρs、ηs异常曲线。

ρ1ρ2

η1η2

　　　　ρ2＜＜ρ1　　　　　η2＞＞η1

答：