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电法复习

名词解释电法勘探:是以岩石中导电性的差异为基础,研究人工、天然电场的时空规律来解决地址问题的一类勘探方法。

视电阻率:实际勘探中地下介质是不均匀的,仍按均匀大地电阻率的计算公式计算的电阻率。

极化率:二次电位占总电位的百分比。

充电法:目标体加上电源,良导体认为是等电位体,通过观察地表的电场分布解决目标体的范围、大小、空间产状的方法。

激发极化效应:在供电过程中,电位缓慢上升,断点以后电位不是马上变为零,而是缓慢衰减的现象。

介质电磁系数:介质中传导电流与位移电流幅度比。

瞬变电磁法:通过阶跃电流或脉冲电流激励,产生瞬变磁场,观测瞬变磁场的衰减特性来研究地电分布的方法。

电磁感应法:以岩矿石的导电性和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磁场空间与时间分布规律,寻找有用矿产资源或解决地质问题。

趋肤深度:电磁场在导电媒质中传播由于热损耗,电磁场幅度衰减,将幅度衰减为初始值的时传播的距离。

积累电荷:在传到电流场作用下,根据电流连续性原理,在不均匀介质面上积累的电荷。

地电断面:以导电率、介电常数等电性参数划分的地质断面。

直流电阻率测深:通过改变电极距大小达到探测地质体随深度变化。

接地电阻:从电极表面到无穷远处呈现的电阻。

自然电场法:基于研究自然的分布规律达到找矿或解决地质问题的方法。

中间梯度装置:AB极距较大并固定,MN仅在其中部的(1/2~1/3AB)范围内移动的装置。

特点:水平均匀电场。

大地电磁法:以天然大地电磁场为场源,场源以均匀平面波垂直入射大地,通过在大地表面观测正交的电场和磁场水平分量来估计大地的不同频率的波阻抗,得到不同频率的电阻率,根据不同频率对应的趋肤深度,得到大地的电性分布。

电阻率剖面法:以电阻率差异为基础,电极排列固定,沿测线移动,研究电阻率沿剖面的横向变化解决地电断面的横向变化的方法。

偶极-偶极装置:供电偶极子和测量电偶极沿测线同线排列的一种测量方法。

物理模拟:通过建造物理模型的方法研究电磁场的分布。

正演问题:已知地下物性、源的分布求解场的分布。

电磁频率测深法:频率测深是利用不同频率的趋肤深度不同,通过改变频率来探测电性层随深度的变化的方法。

频率测深可以穿透高阻层,达到很大的勘探深度。

横向电阻:垂直于岩层层面方向的电阻称横向电阻简答题2.简述影响岩矿石电阻率的因素。

①与成分和结构的关系:电阻率取决于胶结物和颗粒的电阻率、形状及相对含量;与湿度、孔隙度关系:含水量越多,电阻率越低,孔隙度变大,电阻率减小;与温度的关系:一般表现为温度升高,电阻率降低;④地球深部岩石电阻率:地球内部压力和温度随深度增加而变大升高,深部岩石电阻率受高温和高压影响较大;⑤与频率的关系:导电性与位移电流密度和传到电流密度有关,不同情况下二者的所起作用不一样。

3.为什么电磁波在导电介质传播幅度减小,减小的规律。

电磁波在导电介质中由于做功和能量转化,因而幅度会逐渐减小,与电磁波频率和导电介质电导率有关。

4.简述电子导体激发极化机理。

电子导体与围岩通过扩散作用,在导体表面形成双电层,当有外电场作用时,双电层会在外电场作用下重新分布,产生过电位,当外电场撤销后,过电位通过导体和围岩放电直到双电层回到平衡态。

5.试述充电法基本原理。

当目标体与围岩电阻率差异较大时,给目标体的露头充电可使目标体成为等位体或非等位体,其在空间产生电场,电场的大小及分布与目标体的大小、形态、导电性及埋深有关,通过观测和研究充电场,解决目标体的属性称为充电法。

6.试述谐变电磁场的椭圆极化现象,有何指示意义。

在谐变电磁场作用下,当有良导体存在时,会感应产生二次磁场,总场为,其与的振幅不同、相位不同,由于二次场的实部相位与一次场相反,二次场的虚步相位落后一次场90度,因而总场的矢端的轨迹为一椭圆成为椭圆极化,椭圆极化指示来良导体的存在。

7.什么是激发极化效应,激发极化可以在时间域和频率域测量,写出时间域极化率和频率域频散率的表征参数,说明测量方法和特点。

激发极化是由电流在地下物质中所激发的一种电现象,表现为可观测到的延迟的电压响应,把这种向地下岩矿石供电以及断电过程中,由于电化学作用引起的随时间缓慢变化的附加电场的现象称为激发极化效应。

时间域中极化率是参数,观测断电前的总场和断电后某一时刻的二次场,计算二次场与总场的百分比;频率域观测参数是频散率,分别或同时测量两个频率的电位差,计算两个频率电位差的变化量与高频电位差的百分比,极化率是二次场,信号弱,需要大电流供电,频散率观测的是总场,信号强。

二者的物理实质是等价的。

8.简述TEM的原理及应用。

发射阶跃波-稳定的磁场-断电-磁场消失-磁电感应-产生,代有地下目标体的信息,通过研究的衰减规律,了解地下电阻率分布。

9.电磁感应法勘探利用率导电煤质的哪些电磁学性质,写出它们与电磁场的本构关系。

导电性、导磁性、介电性差异、、分析题1.电剖面法装置类型,说明其应用范围并比较优缺点。

主要装置类型有对称四级、中梯、联合剖面、偶极-偶极,它们对地质体有不同的分辨能力。

2.测定岩矿石标本电阻率,对于导电均匀的标本,若将标本置于水中或者埋入土中,测量的结果是否为标本的真电阻率,为什么。

在水中或者土中测量到的不是标本的真电阻率,电阻率法是体积效应,是探测范围内水合标本或者土和标本的综合反映。

3.大地电测测深天然场源认为是垂直入射大地的电磁波,设大地电导率,波数,,,、是电磁波在地表的场强值,是角频率,设大地电阻率100,分别计算10HZ和4000HZ的趋肤深度,相速度,波长。

频率: 10HZ 4000HZ趋肤深度: 1591.5m 79.6m相速度: 100000 m/s 2000000 m/s波长: 10000m 500m频率越高趋肤深度越小,相速度越快,波长越短1. 试用视电阻率的微分形式,分析并绘出中间梯度装置高阻球体和低阻球体的视电阻率曲线形态。

视电阻率与测量电极MN间的岩石电阻率值及电流密度成正比。

左边均匀段=,所以=,在高阻体顶上,由于高阻排斥电流,使测量电极MN的电流密度>,故>,在高阻体顶上出现大于正常背景的极大值,在高阻体两侧,由于<,故<,在高阻体两侧出现小于正常背景不明显的两个极小值;低阻体上,由于低阻吸引电流,顶部>,有>,低阻体顶上出现小于正常背景的极小值,两侧因为>,故> ,在低阻两侧出现大于正常背景的不明显的两个极大值。

2. 试分析直流电测深和频率电测深的异同。

相同点都是利用了介质的导电性差异。

不同点,直流电测深法通过改变供电电极距,探测电性层随深度的变化;频率测深利用不同频率的趋肤深度不同,通过改变频率探测电性层随深度的变化。

直流电测深法探测深度不大,而频率测深可以达到很大的勘探深度。

3. 电阻率法中采用棒状电极供电,分析采取哪些措施可以降低野外工作的接地电阻,又采取那些措施保证视电阻率的观测精度。

采取打深、浇水、多根电极降低野外工作接地电阻;采取电极定点精度、电位测量精度、加大电流、减小接地电阻保证观测精度。

4. 分析电磁波在导电煤质中传播趋肤深度与电导率和频率的关系。

导电煤质中,在电阻率不变的情况下,趋肤深度随频率增大而减小。

5. 地形影响能否引起视电阻率异常,能否引起激电异常,为什么。

地形影响会使电场分布产生畸变,产生视电阻率异常,不会产生激电异常,但会影响激电异常的形态。

6.试述电阻率剖面法和电阻率测深的区别。

电剖面法:供电电极(A、B)与测量电极(M、N)沿选定的侧线同时(或仅测量电极)逐点向前移动和观测,主要用来探查地下一定深度范围内的横向电性变化。

电测深:供电电极在测点两侧沿反方向向外移动,而测量电极不动或与供电电极保持一定比例(MN/AB=C)地同时移动。

主要用来探查地下不同深度范围内的垂向电性变化。

3、计算题1 某工区已知围岩电阻率为200Ω m,极化率为3 %,在进行激电中梯测量时,已知供电极距为1000 m ,测量极距为40 m 。

为保证△U2不低于3 mv,试估算至少需多大的供电电流?答:将围岩电阻率200Ω m和极化率为3 %作为已知条件,利用视电阻率和视极化率公式计算由ηs=△U2/△U*100% 可求出△U ,求出△U后将其代入视电阻率公式 ρs=k*△U/I ,因ρs=200Ω m 则I=k*△U/ρs ,其中k=πAM*AN/MN,可求出I2 有如下地电断面(20分)求:(1)、绘出对称四极测深曲线,并确定曲线类型(2)、中间层纵向电导S2等于多少?ρ1=100Ωm h1=30m (3)、当h 2 =5 m , ρ2 =10Ω m 时,曲线有无变化?为什么?ρ2=20 Ωm h2=10m (4)、若ρ3→ ∞ 时,曲线尾枝将如何变化?绘出变化后的曲线。

Ρ3=300 Ωm (5)、写出转换函数T2 (m)表达式答:1)曲线为H型;(2)S2=1/2;(3)无变化,因为满足S2等价条件;(4) 曲线尾枝渐近线与横轴交角为45°;(5)T(2)=ρ2( cthmh2+cth-1ρ3/ρ2)3 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0.314,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。

4 计算当AO=100米、MN=10米时,若测得ΔUmn=100mv、I=150mA,已知ηs=5%,求ρs=?答:计算公式为ρs=K*ΔU1/I K=π*AM*AN/MN=777.2米由ηs=ΔU2/ΔU1*100% 求出ΔU2=5mvΔU1=ΔUmn-ΔU2=95mv 最后得 ρs=492米5 已知f=1000Hz,介质电阻率ρ=10Ωm,εr=36,求电磁系数m,在此条件下能否忽略位移电流?电磁波的穿透深度及波长各为多少?答:m=1.8*10的10次方/10的3次方*36*10=5*10的4次方 可以忽略位移电流穿透深度:503*根号下p/f=50.3mλ=136米四、绘出下列条件的视参数曲线1 良导极化球体上联剖装置的ρs、 ηs 曲线2 直立良导薄脉上(z、z)装置H2z的异常曲线。

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