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电测深法

·在测区内,依据目标 体埋深确定一个AB/2值, 将这一极距获得的ρS值 全部标在平面图上并将 等值点圆滑连接即可得 该图。
·实例显示地表岩溶塌陷区正好位于低阻等值线闭合圈范围 内,由此推测深部岩溶的发育延展较地表塌陷范围大。
3、曲线类型剖面图 用于电性分层、勾画地质剖面 沉降→河卵石堆积
电测深曲线类型剖面图
4、等值现象的影响 造成解释误差
∴要减小等值现象造成的解释误差,就必须将h2、ρ₂先固 定一个;一般先确定 ρ₂。
ρ₂ 通常可采用电测井、标本测定、 露头测定等方法获得
§2 电测深的资料解释
一、概述
1、解释 定性 方法 定量
确定电性层分布及其与地质构造的关系; 是定量解释的前提和基础。
确定电性层的埋深、厚度和电阻率值。
2、适用条件
具有一定厚度、产状接近水平、电性差异明显的 层状介质。实践经验证明:对于非层状的局部不 均匀体的探测也具有一定效果。
3、主要能够解决的问题
①查明基岩起伏;确定盖层厚度;为钻孔设计提供依据。 ②寻找稳定含水层,圈定咸、淡水界线及分布。 ③定性确定具有明显差异的断层破碎带、陡立岩层接触带。 ④查明埋深不大、差异明显、有一定规模的局部不均匀体。 ⑤在水文地质调查中探查凹陷、隆起、褶皱等区域构造。 ⑥探查矿产的分布,估算储量。 ⑦其他工程应用;探测古墓、防空洞、溶洞等。
低阻覆盖层 中阻砂卵石层
低阻夹层
高阻灰岩
单对数坐标系下的地电断面
•单对数坐标和算术坐标的区别
高阻闭合圈都反映出沉 积岩中的砂砾盆地形态
对数坐标比算术坐标更 能反映出浅部地层细节
算术坐标
对数坐标
由松散层形成的高阻盆地的地电断面图
2、 ρS平面等值线图
·反映某一深度异常体 的形态和在平面上的延 展情况;
第七章 电测深法
反映测点处视电阻率沿垂向的变化情况
时间域 电测深
频率域
直流电法 交流电法
谐变交流 瞬变交流
•电测深曲线的类型及其特征 •电测深资料的解释 •三极和环形电测深 •电测深应用实例
§1 水平层状地电断面电测深 曲线的类型及其特征
一、方法概述
测量电极M、N固定;供电电极A、
1、工作方法 B对称于记录点O沿测线不断加大;
3、极形图的作法
例:2个极距、 四方位极形图
45
90 135
110 110 100
1.1cm 1.1cm 1cm
300 250 200
3cm 2.5cm 2cm
比例尺 10Ω∙m/㎜ 10Ω∙m/㎜
4、图形解释 •理由说明
AB/2较小时~浅层反映; AB/2适中时~短轴指示低阻带走向; AB/2远大于覆盖层时~长轴指示低阻带走向。
(m)
000
0
MN/2
0.5
(m)
3
20
•最小AB/2应小于h₁,能使曲线首支呈近似水平线。
•最大AB/2应满足勘探目标要求; 至少要有3个极距点保证曲线尾支 的完整,方可解释出最深一层的电 性参数。
二、地电断面及曲线类型
1、二层(2种) 2、三层(4种)
G:ρ₁<ρ₂ D:ρ₁>ρ₂
H:ρ₁>ρ₂<ρ3
∴河道上方多为K型曲线。
以20~35Ωm等值线圈定 河道垂向和水平分布情况
ρS剖面图 电测深断面等值线图
AB/2=15m的平面等值线图 电测深法探测古河道工作
电测深断面等值线图
高阻砂砾石 ρS>30Ωm
低阻泥岩 ρS<20Ωm
2、水文勘探
类型的变化→岩性 缺失或构造变化
覆盖层约10m厚,河道 处为粗砂砾层≥60Ωm
4、观测装置 对称四极、偶极、三极;一般用四极
等比装置
•AB/2的 选取
•MN的选 取
通常取α=3
AB/2应在对数坐标轴上均匀分布;相邻两 极距在模数6.25㎝的对数纸上约0.5~1.5㎝。
为保证∆UMN的读数精度, 一般取AB/3≥MN≥AB/30
常用的观测极距布置
AB/2 1.5 2 3 4.5 6 9 12 15 20 30 45 60 90 120 150 200 300 4 6 1 500
2、解释原则 从已知到未知、从简单到复杂;反复
认识、反复解释。
3、解释基础 尽可能多的收集工区的地质、钻探、
电测井、电性标志层等资料。
4、电性标志 层的条件
本身岩性或电阻率比较稳定;有足够 的厚度和分布范围;与上覆岩层的电 阻率有10倍以上的差异。
二、定性解释的图件及作用
1、 ρS地电断面图 了解构造变化和基岩起伏情况
埋深Hn≠ hn~层厚 ρ₂=μ₂Q₁∙ρQ₁ H₁= ∆λ1L₁ ρ₃=μ₂Q₂∙ρQ₂ H₂= ∆λ2L₂ ρ₄=μ₂Q₃∙ρQ₃ H₃= ∆λ3L₃
§3 其他类型的电测深法
一、三极测深 B→∞
•用于四极法布极困难的情况,通过增大A0达到 测深目的。 •只有当电性层水平均匀时,才与四极法的观测 结果相同,否则不同。
50Ωm闭合低阻 圈推断为断裂带
∵是基岩构造带,∴极 低的阻值可能是断层中 被泥质物充填,影响其 富水性和透水性。
在断层两侧,低、高阻 过渡带,极易形成张扭 性裂隙,则是可能的富 水区域。
G
H
HA
辽河15线电测深等ρS断面图
3、咸、淡水划界例1
104点为明显的 高、低阻分界点
104点左侧为低阻二 层D型曲线;右侧为 高阻二层D型曲线。
其尾支也是45⁰渐近线;
这时横轴的交点为
-S1
四、电测深曲线的等值现象
1、等值现象 一组层参数不同的地电断面却
对应了同一条测深曲线的现象
此现象多出现在中 间层厚度较薄的三层地电断面中; 它说明在反演过程中具有的多解性问题。
2、H(A)型断面的等S2现象
∵ρ₂<ρ3 ∴电流多集中在ρ₂层中平行流动
当ρ₁、ρ3、h1保持不变时,0点处电流主要取决于ρ₂层中 电流的变化;若S2=h2/ρ₂保持不变(h2、ρ₂在一定范围内
同增、同减) ,则ρs将不会有明显的变化。 等S2现象
3、K(Q)型断面的等T2现象
∵ ρ₂>ρ₃ ∴ h2较小且ρ₁、ρ3、h1保持不 变时,0点处电流主要取决于第二层 的横向电阻 T2= h2×ρ₂。
若保持 T2不变(h2、ρ₂在一定范围内增减),则ρ₂层中的电 流分布将不会明显变化,0点处的ρS也不会变化。
未达到 达到 输出结果
4、经验法 ①纵向电导解释法 用于了解下部高阻岩面的起伏情况
•当地层为二层且ρ₂→∞时有:
•对于多层且ρn→∞的地层
解得
H、ρ₂~高阻岩体上覆地 层总厚度和等效电阻率
纵向电导S图
45°
S₁ h₁
45°
地质剖面图
S近似反映了 高阻层埋深H
②拐点切线交汇法
•通过曲线的每个拐点作切线,
•曲线类型变化一般是某岩层缺失或新岩层出现或地质构 造变动导致岩层层位变化等原因造成。
4、曲线类型平面图
以曲线类型的变化为边界,推断 平面上各电性层的界线,并结合 地质资料预测勘探结论。
结合已知的淡、咸水 赋存条件进行分区
三层
多层
三层
三、定量解释
前提 在定性解释后,初步确定了地层结构。 目标 确定各电性层的埋深、厚度、电阻率。 适用 水平层状且层数较少的地层结构,
2、量板法解释步骤 ①二层量板
•按实测曲线类型选取量板;
•将实测曲线绘于模数6.25 ㎝的双对数透明坐标纸上;
•将透明坐标纸覆盖在量板上并保持坐标轴平行进行拟合 (或内插拟合);
•读取量板的坐标原点在实测曲线坐标系的值 ρ₁、h₁; •读取量板 μ₂,计算 ρ₂=μ₂∙ρ₁ 。
②三层量板
?-μ2-μ3
μ2=ρ2/ρ1 μ3=ρ3/ρ2
27号量板:H-1/10-15 μ2=1/10;μ3=15;ν2=0 ~ ∞
ν2 =h2/h1
例:已知ρ2=18.5Ωm、ρ3=750Ωm;求ρ1、h1、h2。
①求ρ1、h1
用二层量板与实测曲线左支进行拟合,选择 尾支与ρ2接近的一条理论曲线,其原点在实 测曲线坐标中的读数→ρ1、h1。
ρS=14~11Ω.m 矿化度=2~3g/L 200
→半淡水
300
ρS=11~8Ω.m 矿化度=3~5g/L
→半咸水
咸水
淡水 淡水
电测深法咸淡水界线的划分
4、采空区探测
布置中梯物探线 8条:共1721m; 测点84个; AB=500~600m, 测量范围为AB中 部230m以内;
电测深点13个, 联网成为7个ρS 地电断面;控 制深度250m;
∴地下水矿化度不改 变测深曲线类型,只 改变ρS值的大小。
咸水<50Ωm 淡水>100Ωm
104~108点判断为 咸、淡水过渡区
复合对称四极ρS剖面图


咸水区

淡水区
浅部 深部
D
D
ρS断面等值线图
咸、淡水划界例2
经水样测试
ρS>14Ω.m 矿化度<2g/L →淡水
ρS<8Ω.m 矿化度>5g/L →咸水
3、尾支 当AB/2 ∑hi时
•若ρn+1为有限值,ρS ≈ρn+1(水平渐近线) ; •若ρn+1→∞,ρS 呈 450 渐近线(双对数坐标系)。
•尾支呈450渐近线的证明
ρ2=∞时;电 流线的分布
均匀半空间两个点源的场
第一层介质的纵向电导
在双对数坐标中
45⁰

•对于n层且ρn+1→∞的地层,
线
二、环形测深
四方位共点四极测深
1、目的
揭示地层的各向非均匀性; 追索裂隙、破碎带的走向。
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