卡尼亚（L.Caniand）建立了探测地球内部结构 的大地电磁测深法（MT）
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• 人工场源法： • 19世纪末提出电阻率法到20世纪初已趋成熟；
• 1920年法国学者C.Schlumberger 发现激电效 应，后经过各国学者的深入研究于20世纪50年 代形成了激发极化法(IP)，其中加拿大学者塞吉 尔（H.O.Segel）、皮尔顿（W.H.Pelton）、 前苏联学者科马洛夫和美国学者宗吉（ K.L.Zonge）等。做出了重要贡献；
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• 教材与参考书
• 1、李金铭编著，地电场与电法勘探，地 质出版社，2019
• 2、张胜业等主编，应用地球物理学原理 ，中国地质出版社，2019
• 3、傅良魁主编，应用地球物理教程—— 电法，放射性，地热，地质出版社， 1991.4
• 4、傅良魁主编， 电法勘探教程 地质出 版社，1983.5
• 1914年，美国地质调查局的Roger C Wells(罗 杰)首先解释了自然电位现象产生的化学机理。 但至到1924年，kelly才将自然电位方法引入加 拿大和美国。
• 视电阻率的概念是由美国标准化局的Wenner和 Schlumberger于1915年左右同时提出的。
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• 1917年，Harry W Conklin在世界上拥有 电磁法勘探的第一个专利，从而揭开了电 磁法勘探的漫漫发展历程。
含杂质的种类和含量有关，有时微量(例 如含量1／10５)的杂质便可使半导体导电 性提高几个级次。 • 由于这种成因，半导体矿物的电阻率值 都有较大的变 化范围。 • 表1.3-1列出了若干常见的半导体矿物及
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• (3) 固体电解质 • 绝大多数造岩矿物(如辉石、长石、云母
• 电磁剖面法始于1917年，1923年首次获得找矿 效果；
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• 20世纪80年代以来，随着经济建设的迅猛发展 和科学技术的不断进步，人工场源频率电磁测 深(CSEM)和瞬变电磁测深法(TEM)在前苏联学 者考夫曼（A.A.Kofman）和美国学者凯乐（ G.V.Keller）共同创立的理论基础上发展较快 ，与此同时由加拿大学者D.W.Strengway和 M.A.Goldstein 提出的可控源音频大地电磁测 深(CSAMT)以及德国最早提出的探地雷达(GPR) 和由日本率先提出的高密度电法等方法在资源 、工程、环境等方面都得到迅速发展和应用。
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• 据 Sumner(1976) 考 证 ， Conrad Schlumberger是第一个描述激发极化的 人，时间大概在1920年，尽管宁愿将其 称为自然电位法。
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• Harry W Conklin是一位美国矿业工程师，他 1917年申请了第一个电磁法勘探方法的专利。 1925年，Sundgerg电磁法勘探方法成功应用于 实际勘探，从而成为利用水平线圈进行电磁法勘 探的先驱。这样在由瑞典人Lundberg和 Sundberg培育起来的电磁法走在了前面。接着 ，1931年，Bieler-Watson提出了测量靠近水平 大发射回线附近磁场椭圆极化的方法。
法、充电法、电磁感应法等 • 主动源电法和被动源电法
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1.4 电法勘探历史简介
• 电法勘探的历史并不长，真正利用地电场进行电 法勘探的时间大致始于19世纪末期和20世纪初
• 天然场源： • 1833年英国学者R.W.Fox 首先利用自然电场法
发现了一个硫化矿床； • 20世纪初大地电流法用于矿产资源勘探； • 20世纪50年代前苏联学者吉洪诺夫和法国学者
• 在1920-1930年间，电法勘探发展迅速。但其后 ，却进步缓慢。在二次世界大战后，电法勘探取 得较大的发展。然而，整个电法勘探的数据解释 方法一直却比较落后，直到上个世纪80年代，计 算机用于二维和三维电磁边值问题的正演和反演 ，这种状况才有所改观
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• 上面的工作地球物理中电法勘探理论与应用的基础。在 其后的数十年中，大量的专著和文献进一步加强了这一 基 础 。 其 中 最 重 要 的 有 Ambronn 、 Eve 和 Keys 、 Broughton Edge和Laby等的著作。美国矿产资源研究 所(AIME)于1929、1932、1934年先后出版的三册《 地球物理勘探》会议文集为进一步了解当时快速发展的 电法勘探提供历史资料。其后，AIME又在Geophysics 的138卷与164卷上出版有关研究的专集。
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课程主要内容
• 第一章 绪言
• 第二章 岩石的电学性质
• 第三章 地下稳定电流场和交变电磁场的
•
基本特征
• 第四章 电阻率法的基本原理与应用
• 第五章 充电法和自然电场法的基本理论
•
与应用
• 第六章 激发极化法的基本理论与应用

• 第七章 电磁法的基本原理与应用
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• 本课程的目的就是系统地向学生传授电 法勘探的基础知识、基本原理和基本方 法，使学生能系统地掌握电法勘探的专 业基础知识，具有扎实的专业基础，知 识面较宽，适应性较强，为后续的专业 课程的学习及以后的工作打好良好的专 业基础。
• 到1835年，RoberW Fox发现在铜矿上 有由于化学反应产生的电流。这实际是 自然电位。根据Kelly的描述，“是他第 一个用电法勘探方法发现硫化矿体的” 。
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• 其 后 1882 年 ， Carl( 卡 尔 ) Barus 在 Nevada(内华达州）的Comstock Lode 开展了一系列的实验，发现自然电位法 可以用于隐伏硫化矿体的勘探工作。
其出现时便具有一 定的经济价值。 • 比较重要的天然金属有自然铜、自然金
。此外，石墨是具有某些特殊性质的 一 种金属导体。 • 金属导体的导电性十分好 ，其电阻率ρ
ρ≤10－6Ωm
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• (2)大多数金属矿物属于半导体 • 其电阻率高于金属导体，通常 • ρ＝10－６ ～ 1０６ Ωm • 自然界中矿物半导体的性质多半同其所
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1.2 电法勘探研究对象和基础
• 研究对象 地球
• 理论基础 数学、电磁学、电磁场理论…
• 物质基础 物理性质（导电性、导磁性、介电 性、激发极化性、自然极化性、压电性和震电 性等）差异
•
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1.3电法勘探分类
• 电法方法种类很多，分类方法不尽 相同
• 传导类和感应类 • 电阻率法、激发极化法、自然电场
• 但第一个采用主动源工作（通过可控源激发大 地，然后测量人工电场）的电法勘探方法是由 Schlumberger于1912年完成。但他那时实际 开展的是直流等位线技术。
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• 1912年，Schlumberger首先将电法勘探用于商 业性勘探中。1913年他又绘制了第一张金属矿 勘探的自然电位平面等值线图，并于1918年发 表。该图描绘出法国Sain-Bel矿区的硫黄铁矿 的形态。
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• (一) •1 • 按照导电机制可将固体矿物为分三种类
型：金属导体、半导体和固体电解质。
• 在金属导体和半导体中，导电作用都是 通过其中的某些电子在外电场作用下定 向运动来实现的，它们都是电子导体。
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• (1)各种天然金属属于金属导体 • 这类矿物在地壳中并不经常出现，但当
、方解石、角闪石、石榴子石等)在导电 机制上 属于固体电解质。 • 固体电解质这种导电机制的载流子为填 隙 离子或空格点，故其属于离子导电。 通常，固体电解质的电阻率很高，通常
ρ＞106Ω·m。
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•2 • 几乎所有的天然岩石都或多或少地含有水分。 • 这些存在岩石裂隙或孔隙中的水分(统称孔隙
基础工作。 • 思考题：为什么说岩石的电学性质是地
电学或电法勘探的基础？
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• 到目前为止，地电学或电法勘查利用的 岩石电学性质有：
• 导电性、电化学活动性、 • 介电性 导磁性。 • 一般 情况下，研究目标(或介质)与其周
围介质的电性差异愈大，在其周围空间 产生的电(磁)场愈明显。 •
1.1电法勘探定义
• 电法勘探是地球物理勘探方法中的一种 勘探方法，它以岩、矿石的导电性、电 化学活动性( 激发极化特性)、介电性和 导磁性的差异为物质基础，使用专用的 仪器设备，观测和研究地 壳周围电（磁 ）场的变化和分布规律，来研究地质构 造、寻找有用矿产资源、解决工程、环 境、灾害等地质问题的一组地球物理勘 探方法。
• 1949年以后，电法勘探和其它地球物理 方法才得到了迅速发展。
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• 1.5 这门课的学习与讲授重点 • 这门课讲授与学习重点放在常用电法方
法的原理上。 • 讲授的重点是： • 电阻率法、激发极化法和电磁法的方法
原理以及它们各方面的应用。
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第二章 岩石的电学性质
• 这一章学习的重点是： • 1、岩石的电学性质有哪些？ • 2、岩石的电学性质基本特点； • 3、影响岩石电性的因素有哪些？ • 研究岩石的电学性质是地电学的基础。 • 测定地壳岩石中的电性参数是地电学的
• Barus的最大贡献是他在电法勘探工作 中首先使用不极化电极进行电位测量。
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• FredII Brown（佛瑞德布朗）在1883到1891 年间、Alfred Williams和Leo Daft在1897年 ，都设法测量了不同矿体的电阻率差异，他们 的测量方法还申请了专利。
• 1900年，N S Osborne(奥斯本)在同一个地区 进行了等位线测量工作。
• 此外，由前苏联学者与20世纪70-80年代研究 提出的压电法和震电法，近年来已获得一定进 展，有望能用于矿产资源勘察和地质灾害预报 中。