dv Edr, E j
设大地是水平的，与不导电的空气接触，介质充满 整个地下半空间，且电阻率在介质中处处相等，称这样 的介质模型为均匀各向同性。即：
空气
地面
0
为了建立地下电场，总是用两个电极（例如A、B）向地 下供电。这两个接地的电极（A、B）称为“供电电极”。
2）、一个点电源的电场
瞬变电磁法 频率测探法 甚低频法 电磁波法 大地电磁法
两广
应用空间广 应用范围广
航空 地面 海洋 井中
金属和非金属矿 油气勘探 地质填图 水文与工程 深部构造（地壳、 地幔）
第一节 电法勘探的基本概念
电法勘探的地球物理前提
1、电阻率
—— 电性差异
各种岩石在外加电场作用下其导电能力各不相同，导电能力 的强弱可用物理量—电阻率表示，单位欧米。
假设在层状介质中取底面积为1平方米
R l
s
R l
s
n

h11 h2 2
h1 h2
t

h1 h2 h1 h2
1 2
层状结构岩石模型
岩石电阻率与层理的关系
层理构造是大多数沉积岩和变质岩的典 型特征，如砂岩、泥岩、片岩、板岩以及煤 层等，它们均由很多薄层相互交替组成。
解石等——电阻率高； (4) 离子导电：含水矿物——电阻率低；
不同种岩石的电阻率一般不同——电法勘探基础； 但不同种矿物电阻率也有可能相同——电法勘探的 局限性；
2、影响电阻率的因素
⑴矿物成分、含量及结构 金属矿物含量↑，电阻率↓
⑵岩矿石的孔隙度、湿度 孔隙度↑，电阻率↓ 风化带、破碎带，含水量↑，电阻率↓
μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之 比，即μ=B/H 。
通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定 义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比，即 μr=μ/μ0
第二节 电阻率法
1、什么是电阻率法
电阻率法是以地壳中岩石和矿石的电阻率差异为物质 基础，通过观测与研究人工电场的分布规律达到解决地 质找矿的目的。
这种岩石的电阻率具有明显的方向性， 即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性 不同，称为岩石电阻率的各向异性。岩石电
阻率的各向异性用各向异性系数来表示。
• 4、介电常数：介质在外加电场时会产生感应电荷 而削弱电场，原外加电场（真空中）与最终介质中 电场比值即为介电常数。
r 0 0 8.85 10 12 F / M
式中: R为电阻，l，s分别为长度和截面积
由普通物理可知，用均匀材料制成的规则形状的导体，其电阻R 与导体截面积S成反对，与导体的长度L成正比。
一种物质的电阻率在数值上等于电流垂直通过边长为1m的该物 质组成的单位立方体所呈现的电阻。
岩石的导电方式
岩石的导电方式大致可分为四种： (1) 电子导电：金属、石墨——电阻率低； (2) 半导体导电：大多数金属硫/氧化物——电阻率低； (3) 晶体离子导电：大多数造岩矿物，石英、云母、方
电法勘探的特点：可用“三多”、“两广”概括
三多： ①可利用的η） 介电性（ε） 导磁性（μ）
②利用场源多
直流电（稳定场） 人工场源 交流电（交变场）
天然场源
③方法种类多
传导类电法勘探（直流 电法）研究稳定电流场
感应类电法勘探（交流 电法）研究交变电流场
电阻率法* 充电法 自然电场法 激发极化法
⑶水溶液矿化度 矿化度↑ ，电阻率↓
⑷温度 温度T↑，溶解度↑，离子活性↑，电阻率↓结冰时，电阻率↑
⑸压力 压力↑ ，孔隙度↓ ，电阻率↑ 超过压力极限，岩石破碎，电阻率↓
影响电阻率的主要因素
在地下正常地壳中，绝大部分构成岩石骨架 的造岩矿物，如石英、云母等基本可认为不导电， 地下物质的整体电阻率主要由孔隙、裂隙和断层 破碎带内的水溶液电解导电控制。
二、按地质目标体分：金属电法、石油电法、煤田电法、水 （文）工（程）电法；
三、按使用和观测电磁场的时间特性分：直流电法、交流电法；
直到目前为止，还没有一个公认的和统一的分类方案，因为各 种电法之间，既有不同的方面，又有相同的方面，因此很难作出 一个标准化的固定分类方案。根据本专业当前电法的发展现状， 可将其简化的分为两大类：交流电法和直流电法。
[强调]：
地球物理前提条件：勘查目标物与围岩存在着电阻率 （或电导）差异。
属主动源法，即需人工接地方式建立地下稳定电流场。
2、电流在地下传播的基本规律
1）、均匀各向同性半空间点电源的电场
在物理学中，恒定电场是用三个相互有联系的物理
量V（电位）、E（电场强度）和j(电流密度)来描述的，
其间的关系为：
当两电极的大小比它们与观测点的距离小得多时，把这两个电 极看成两个点，称为点电源。
设在地面A点向地下供电，电流强度 为I，地下半空间的电阻率为ρ。 地下距A为r的点M处的电流密度为：
jM

I
2r 2
电场强度为： EM

j

I 2r 2
电位为：
dV


I 2 r2
εr相对介电常数，ε0为真空绝对介电常数
相对介电常数εr可以用如下方式测量：首先在其两 块极板之间为空气的时候测试电容器的电容C0。然后,用 同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容 Cx。然后相对介电常数可以用下式计算
εr=Cx/C0
5、磁导率：表征磁介质磁性的物理量。常用 符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁 导率。
因此，其主要因素为：孔隙裂隙的发育程度、含 水性和水的矿化度。
3、层状介质的电阻率 纵向电阻率和横向电阻率
岩土介质的各向异性介质中，当电流垂直层理方向流 过时所测得的电阻率称为横向电阻率，用符号表示ρn； （串联） 电流平行层理方向流过时所测得的电阻率称为纵向电 阻率，用符号ρt来表示；（并联）
层状结构岩石模型
电法勘探的理论基础
0 引言
什么是电法勘探: 以岩、矿石的电学性质（如导电性、介电常数、激发极
化特性）差异为基础，通过观测和研究与这些电性差异有关 的（天然或人工）电场或电磁场分布规律来查明地下地质构 造及有用矿产的一种物探方法，称为“电法”。
动画
电法的分类
电法勘探的种类很多，可对其进行分类： 一、按观测的场所分：航空电法、地面电法、海洋电法、地下 或井中电法；