（1）金属导体（电子导体）
各种天然金属均属于金属导体。较重要的 自然金属有自然金和自然铜，其电阻率值均很 低，自然金的电阻率约为 2×10-8 欧姆·米， 然铜的电阻率约为1.2×10-8~3×10-7欧姆·米。 此外，石墨这种具有某些特殊的电子导体性质 的非金属也具有很低的电阻率，其值小于 10-6欧姆·米。
常见岩石电阻率值的分布范围曲线
由图可见，一般而言，火成岩与变质岩的电阻率 值一般较高，通常在102~105 欧姆·米；沉积岩电阻 率值一般较低，如粘土的电阻率约为100~101欧姆· 米，砂岩的电阻率约为102~103欧姆·米，多孔灰岩 的电阻率较低，而致密灰岩的电阻率则较高些。
影响岩矿石电阻率的因素
来表示岩层的各向异性程度。由于ρn >ρt，所
以各向异性系数λ总是大于1的。
岩石名称
λ
岩石名称
λ
层状粘土 1. 02~1.05 泥质板岩 1. 1~1.59
层状砂岩 2. 1~1.6 泥质页岩 2. 41~1.25
石灰岩
考：电法勘探相对于其他方法的优势？ 探测对象与围岩间的物性差异是地球物理方法的 应用前提 重力勘探：物性差异<101 磁法勘探：物性差异<103 地震勘探：物性差异<101 电法勘探：物性差异<1010 物性的巨大差异有助于电法勘探发现地下岩矿石的
不难理解，一般比较致密的岩石，孔隙度较 小，所含水分也较少，因而电阻率较高；结构比 较疏松的岩石，孔隙度较大，所含水分也较多， 因而电阻率较低。
电阻率与水溶液矿化度的关系
岩矿石的电阻率与其水溶液矿化度有密切的 关系。地下水的矿化度变化范围很大，淡水的矿 化度约为 10-1g/L，咸水的矿化度则可能高达10g/L 。显然，由于水溶液是离子导电，岩石中所含水 溶液的矿化度越高，其电阻率就越低。
（参考电阻的串联与并联）
垂直方向：
平行方向：
对于各向异性介质而言，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，我们用符号ρn来表；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，我们用符号ρt来表示。
一般情况下，岩层的横向电阻率均大于其 纵向电阻率，并用“各向异性系数”
n t
岩矿石的导电性
电阻率是电法中最重要的物理参数 在电法勘探中，电阻率ρ的单位以欧姆·米表示，记
作Ω ·m。 有时也用电导率σ表示物质的导电性，其单位为西门
子每米，记作S/m。电导率和电阻率互为倒数。物 质的电阻率越低、电导率越大，其导电性越好； 反之，导电性越差。
矿物的电阻率
岩石和矿石都是由矿物组成的，按导电 机制不同，固体矿物可分三种类型，即金属 导体、半导体和固体电解质。在讨论岩、矿 石电阻率之前，先介绍一下常见固体矿物的 电阻率。
（2）半导体（电子导体）
大多数金属矿物均属于半导体。其电阻率 值都高于金属导体，并有较大的变化范围 （10-6~106欧姆·米）。大多数常见的金属硫化 物（如黄铜矿、黄铁矿、方铅矿）和某些氧化 矿物（如磁铁矿），其电阻率值均较低，具有 良好的导电性。
另一些金属硫化矿物和氧化矿物，如辉 锑矿、闪锌矿、软锰矿、铬铁矿和赤铁矿 等，它们的电阻率值均较高。
异常
自然状态下，岩土的电阻率除了和组份有 关外，还和其它因素有关，如岩石的结 构、构造、孔隙度，含水性及温度等。
矿物电阻率值是在一定范围内变化的，同 种矿物可有不同的电阻率值，不同矿物 也可有相同的电阻率值。
电阻率与孔隙度的关系
主要的造岩矿物如长石、石英、云母等电阻 率均相当高。然而，由于天然状态下的岩石在长 期的地质历史过程中，受到地质作用而出现裂隙 ，以及裂隙中含水等原因，一般岩石的电阻率要 低于其所含矿物的电阻率。
孔隙度大而渗透性强的岩层如砂层、砾石层 ，当饱含矿化度高的地下水时，电阻率只有几十 至几个欧姆·米；当其位于潜水面以上含水条件较 差时 ，其电阻率可高达几百至几千欧姆·米。
几种常见天然水的电阻率
电阻率与温度的关系
由于温度的变化将引起水溶液中离子活动 性的变化，所以岩石中水溶液的电阻率也将随 温度的升高而降低。在地热勘探中，正是利用 这一特性来圈定地热异常的。相反在冰冻条件 下，地下岩石中的水溶液将由于结冻，使岩土 呈现出极高的电阻率。这对于我国冰冻时间较 长地区，冬季施工时将产生影响。
含水砂岩电阻率随温度变化的试验曲线
砂岩孔隙度为12%；湿度ω=1.5%
电阻率的各向异性
纵向电阻率与横向电阻率
大部分沉积岩都具有层理结构，从其电性上来看， 它们可以大致看作是由各种不同电阻率的地层组成 的。这样的地层其电阻率与通过其中电流的方向有 关，呈现出各向异性。
L1 L2
层状结构岩石模型
（a）实际岩石（b）等效模型
上述金属导体和半导体的导电作用都是 通过其中某些电子在外电场作用下的定向运 动来实现的，它们均为电子导体。
常见半导体矿物的电阻率范 围
（3）固体电解质（离子导体）
绝大多数造岩矿物（如辉石、长石、 石英、云母和方解石等），均属于固体电 解质，其电阻率值都很高（大于106欧 姆·米），在干燥情况下可视为绝缘体。固 体电解质导电载流子为填隙离子或空格点， 它们属于离子导电。
岩矿石的电阻率
天然状态下的岩石具有非常复杂的结构 与组份。为了方便，在电法勘探中，可以一 级近似地把岩石模型看成是由两相介质构成 的，即由矿物骨架（固相）和水（液相）所 构成。因此，不仅组份不同的岩石会有不同 的电阻率，既使组份相同的岩石，也会由于 结构及含水情况的不同而使其电阻率在很大 的范围内变化。
电法勘探的基本原理
地球物理与信息技术学院 授课教师：董浩
本节主要内容
电法勘探的物性基础 地下稳定电流场的传播规律 地下电磁场的传播规律
电法勘探的物性基础
电法勘探是以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性 质的差异作为基础的。 所利用的主要电性参数有：
电阻率（ρ）resistivity 极化率（η）polarizability 磁导率（μ）magnetic permeability 介电常数（ε）permittivity; capacitivity