1、電電 測測 深深 野野 外外 工工 作作方法與技術方法與技術中國礦業大學中國礦業大學電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備野外工作方法與技術野外工作方法與技術主要內容主要內容電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理 在電阻率法的野外工作中，實際上是通過測量在電阻率法的野外工作中，實際上是通過測量MNMN電極間電極間的電位差的電位差 及供電回路的電流及供電回路的電流I I，然后利用視電阻率公，然后利用視電阻率公式式 來計算各點的視電阻率。來計算各點的視電阻率。MNUIUKMNs 因此，為便于觀測和保證精度，要求供電電流輸出電流因此，為便于觀測和保證精度，要求

2、供電電流輸出電流穩定，電壓連續可調，儀器在性能上必須滿足野外條件下能穩定，電壓連續可調，儀器在性能上必須滿足野外條件下能準確測量微弱電位差和電流的要求。準確測量微弱電位差和電流的要求。1 1、儀器要求、儀器要求電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理1 1、儀器要求、儀器要求1 1） 靈敏度高、測量范圍大靈敏度高、測量范圍大 儀器的靈敏度越高，測出的儀器的靈敏度越高，測出的 值就越精確，或者值就越精確，或者說能夠測準的說能夠測準的 就越小。由于當就越小。由于當 一定的條件下，一定的條件下， 和供電電流成正比，所以儀器的靈敏度高就可以減小供電和供電電流成正

3、比，所以儀器的靈敏度高就可以減小供電電流，從而有利于減輕電源重量減少供電電極數目及選用電流，從而有利于減輕電源重量減少供電電極數目及選用較細的導線，使整個裝備輕便化。較細的導線，使整個裝備輕便化。 MNUMNUsMNU電電 位位 差：差：mVV100050電流強度：電流強度：AmA51電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理1 1、儀器要求、儀器要求2 2）抗干擾能力強）抗干擾能力強 電法勘探的野外工作，經常會遇到諸如大地電流、電法勘探的野外工作，經常會遇到諸如大地電流、工業游散電流等電場的干擾，因此，電測儀器必須具有工業游散電流等電場的干擾，因此，電測

4、儀器必須具有對上述隨機干擾電場的較強抑制能力，從而保證儀器對對上述隨機干擾電場的較強抑制能力，從而保證儀器對有效信號的靈敏度和穩定性。有效信號的靈敏度和穩定性。 電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理1 1、儀器要求、儀器要求3 3）較高的穩定性）較高的穩定性 電法勘探的野外工作壞境比較惡劣，條件變化較大。電法勘探的野外工作壞境比較惡劣，條件變化較大。電測儀器應能適應各種氣候條件，并在相當大的溫度和濕電測儀器應能適應各種氣候條件，并在相當大的溫度和濕度變化范圍內保持性能的穩定。度變化范圍內保持性能的穩定。4 4）輸入阻抗高）輸入阻抗高 當野外接地電阻變

5、化范圍較大時，儀器仍能保證讀數當野外接地電阻變化范圍較大時，儀器仍能保證讀數的準確性。的準確性。 電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備當前國外國外主要的電阻率儀器（廠家） 瑞典瑞典ABEM公司的公司的SAS1000型、型、SAS4000型；型；美國美國AGI公司的公司的STING R1IP型、型、SUPERSTING R8IP型；型；德國德國DMT公司的公司的RESECS/RESITOMO；日本日本OYO公司的公司的MODEL-2116型；型；加拿大加拿大SCINTREX公司的公司的SARIS。法國法國B.R.G.M公司制造

6、的公司制造的SYSCAL R2電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備日本日本OYO公司的公司的MODEL-2116型電法儀型電法儀電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備德國德國DMT公司的公司的RESECS/RESITOMO電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備法國法國B.R.G.M公司制造的公司制造的SYSCAL R2電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀

7、器原理2 2、儀器設備、儀器設備美國美國AGI公司的公司的STING R1IP型型 北京驕鵬工程技術有限公司生產的北京驕鵬工程技術有限公司生產的E60BN型高密度電法儀；型高密度電法儀； 中國地質大學（武漢）物探系的中國地質大學（武漢）物探系的GMD-2型分布式高密度電法儀；型分布式高密度電法儀； 重慶地質儀器廠的重慶地質儀器廠的DUK-3智能高密度電法測量系統；智能高密度電法測量系統； 重慶奔騰數控技術研究所的重慶奔騰數控技術研究所的WGMD-1型高密度電阻率測量系統；型高密度電阻率測量系統； 北京地質儀器廠的北京地質儀器廠的DUM-2高密度電阻率儀；高密度電阻率儀； 陜西渭南煤礦專用設備廠

8、的陜西渭南煤礦專用設備廠的TD4型高密度數字直流電法儀；型高密度數字直流電法儀； 陜西西安石油地質儀器總廠的高密度電法儀。陜西西安石油地質儀器總廠的高密度電法儀。電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備當前國內國內主要的電阻率儀器（廠家） 驕鵬工程技術有限公司生產的驕鵬工程技術有限公司生產的E60BN型高密度電法儀型高密度電法儀電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、

9、儀器設備重慶地質儀器廠的重慶地質儀器廠的DUK-3智能高密度電法儀智能高密度電法儀奔騰公司的奔騰公司的WGMD-1型高密度電法儀型高密度電法儀電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備 除了測量儀器外，電阻率法的野外工作尚須如下設備：除了測量儀器外，電阻率法的野外工作尚須如下設備： 1) 1) 供電電源供電電源 2) 2) 供電電極供電電極 3) 3) 測量電極測量電極 4) 4) 導線及線架等。導線及線架等。 電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備電阻率法的儀器

10、裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備電阻率法的儀器裝備電阻率法的儀器裝備一、電阻率法的儀器原理一、電阻率法的儀器原理2 2、儀器設備、儀器設備野外工作方法與技術野外工作方法與技術一、測區和測網的密度一、測區和測網的密度 為完整反映出所研究的地質對象，應使為完整反映出所研究的地質對象，應使測區范圍測區范圍大于勘探大于勘探對象的分布范圍，特別是應當盡量將與勘探對象有直接關系的對象的分布范圍，特別是應當盡量將與勘探對象有直接關系的區域性構造包括到測區的范圍以內，以便有利于為地質解釋提區域性構造包括到測區的范圍以內，以便有利于為地質解釋提供已知的

11、地質信息。供已知的地質信息。 對于某些地質情況比較清楚的地段，特別是有鉆孔和露頭對于某些地質情況比較清楚的地段，特別是有鉆孔和露頭分布的區段，應盡量包括到測區范圍內，或使測線延長至露頭分布的區段，應盡量包括到測區范圍內，或使測線延長至露頭區，以便為地質解釋提供必要的電性參數和已知資料。區，以便為地質解釋提供必要的電性參數和已知資料。 測區測區測線測線測點測點野外工作方法與技術野外工作方法與技術一、測區和測網的密度一、測區和測網的密度要求：要求： 1 1） 測線方向要垂直于構造走向；測線方向要垂直于構造走向；2 2） 測線的長度應大于勘探對象的預測寬度；測線的長度應大于勘探對象的預測寬度；3 3

12、） 測點密度要保證在所探測的最小地質體或構測點密度要保證在所探測的最小地質體或構 造上至少有三個測點以上。造上至少有三個測點以上。 野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、測區和測網的密度二、測區和測網的密度 說明：說明： 測點密度過大，并不一定能提高勘探的詳細程度。測點密度過大，并不一定能提高勘探的詳細程度。這是由于電測深法是一種體積勘探，測點間距過小可這是由于電測深法是一種體積勘探，測點間距過小可使相鄰測點上大極距觀測結果大部分重合，并不能互使相鄰測點上大極距觀測結果大部分重合，并不能互相補充更多的資料。相補充更多的資料。 最小最小AB/2AB/2應能使電測深曲線出現或接近首支漸近線；應能

13、使電測深曲線出現或接近首支漸近線；最大最大AB/2AB/2應能滿足勘探深度的要求，使曲線出現尾支應能滿足勘探深度的要求，使曲線出現尾支漸近線，尾支漸近線至少有三個極距點控制。可按以下漸近線，尾支漸近線至少有三個極距點控制。可按以下關系來確定最大供電電極距，即：關系來確定最大供電電極距，即：112niihNAB野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇1 1、選擇供電電極距、選擇供電電極距ABAB原則：原則：式中式中 i i 層序序號；層序序號；N N 決定斷面類型的系數決定斷面類型的系數在雙對數坐標系中，各極距的讀數應均勻分布在對數坐在雙對數坐標系中，各極距的讀數應均

14、勻分布在對數坐標紙上，為了保證讀數點能在標紙上，為了保證讀數點能在11.5cmcm之間，供電電極之間，供電電極距應有如下變化規律。距應有如下變化規律。野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇1 1、選擇供電電極距、選擇供電電極距ABAB原則：原則：2)()(2 . 11nnABAB 在特殊情況下，如探測巖溶、或水文物探工作等，在特殊情況下，如探測巖溶、或水文物探工作等，可適當加密極距。可適當加密極距。ABMNAB30131野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇2 2、選擇測量電極距、選擇測量電極距MNMN原則：原則： 在不影響勘探深度的

15、條件下，盡可能采用較大的在不影響勘探深度的條件下，盡可能采用較大的MNMN極距，這樣會提高觀測精度，并可節約電源。但極距，這樣會提高觀測精度，并可節約電源。但MNMN過大過大會影響勘探深度，并用與理論曲線計算（會影響勘探深度，并用與理論曲線計算（ ）不）不一致，導致曲線對比誤差。一般情況下一致，導致曲線對比誤差。一般情況下MNMN的變化范圍應的變化范圍應滿足以下條件：滿足以下條件： 0MN野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇3 3、電極排列方式、電極排列方式1) 1) 活動活動MNMN法法 在施工過程中測量電極在施工過程中測量電極MNMN隨供電電極隨供電電極AB

16、AB的變化而變化。要的變化而變化。要保持保持MNMN和和ABAB大小按一固定比值變化。一般采用大小按一固定比值變化。一般采用10151ABMN 煤田電法勘探中多用煤田電法勘探中多用 ，這種方優點在于工作方便，這種方優點在于工作方便，可提高野外工作效率和得到比較光滑的視電阻率曲線。可提高野外工作效率和得到比較光滑的視電阻率曲線。 101ABMN野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇3 3、電極排列方式、電極排列方式1) 1) 活動活動MNMN法法AB/2571015202530506080100120150200MN/20.50.711.522.5356810121

17、520野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇3 3、電極排列方式、電極排列方式2) 2) 固定固定MNMN法法31301ABMNss 固定固定MNMN法是指測量電極法是指測量電極MNMN不隨供電電極不隨供電電極ABAB作連續性變作連續性變化，即當化，即當ABAB變化到一定大小之后，變化到一定大小之后，MNMN不能滿足不能滿足 的條件時，再改變的條件時，再改變MNMN大小。在大小。在MNMN變化對應的供電電極距上變化對應的供電電極距上用變化前后不同的用變化前后不同的MNMN重復測量，以便更好地聯接不同重復測量，以便更好地聯接不同MNMN所所得的視電阻率得的視電阻率

18、曲線段。由于曲線段。由于MNMN隨隨ABAB作踴躍式的彎化，作踴躍式的彎化，所以所測得的曲線是不連續的，所以所測得的曲線是不連續的，MNMN變化前后變化前后 曲線出現曲線出現正常的正常的“脫節脫節”現象。現象。 野外工作方法與技術野外工作方法與技術二、電極距的選擇二、電極距的選擇3 3、電極排列方式、電極排列方式2) 2) 固定固定MNMN法法AB/21.534.56912152030456090120 150 200 300 450 600 900MN/20.5320200野外工作方法與技術野外工作方法與技術三三 、野外工作中的幾個技術問題、野外工作中的幾個技術問題1 1、布極方向和導線鋪設

19、、布極方向和導線鋪設 地測區內如果地形平坦、巖傾角不大（地測區內如果地形平坦、巖傾角不大（10100 0）時，觀測結）時，觀測結果不受或較少受布極方向的影響，此時主要考慮工作上的方便果不受或較少受布極方向的影響，此時主要考慮工作上的方便來選擇布置測線的方向。一般要求布極方向和測線方向一致，來選擇布置測線的方向。一般要求布極方向和測線方向一致，以便利于野外施工。當地層傾角較大時，布極方向應與巖層走以便利于野外施工。當地層傾角較大時，布極方向應與巖層走向一致。向一致。 同一測區各測點的布極方向應一致。但是當由于施工環同一測區各測點的布極方向應一致。但是當由于施工環境的原因不可能采用統一布極方向時，

20、或需改變方向觀測時，境的原因不可能采用統一布極方向時，或需改變方向觀測時，應在改變布極方向的測點處布置足夠數量的十字測深點控制，應在改變布極方向的測點處布置足夠數量的十字測深點控制，以便連續對比觀測結果。以便連續對比觀測結果。 野外工作方法與技術野外工作方法與技術三三、野外工作中的幾個技術問題、野外工作中的幾個技術問題1 1、布極方向和導線鋪設、布極方向和導線鋪設 野外工作方法與技術野外工作方法與技術三三、野外工作中的幾個技術問題、野外工作中的幾個技術問題2 2、十字測深技術、十字測深技術 十字測深是指在同一測點和兩個相互垂直方向上分別布極十字測深是指在同一測點和兩個相互垂直方向上分別布極觀測

21、，可獲得兩條不同方向上的電深測曲線。其目的是為了了觀測，可獲得兩條不同方向上的電深測曲線。其目的是為了了解地下地層傾向和各向異性大小情況，以研究某些特殊構造，解地下地層傾向和各向異性大小情況，以研究某些特殊構造，如斷層位置、巖溶分布等。如斷層位置、巖溶分布等。 O B1 B2 A2 A1 野外工作方法與技術野外工作方法與技術三三 、野外工作中的幾個技術問題、野外工作中的幾個技術問題3 3、環形測深技術、環形測深技術 環形測深與十字測深相比，是在同一測點進行多方位觀測，環形測深與十字測深相比，是在同一測點進行多方位觀測，獲得不同主向上電測深曲線。主要環形深深主要用于研究地下地獲得不同主向上電測深

22、曲線。主要環形深深主要用于研究地下地層各向異性變化和某些特殊地質問題。在煤田和水文調查中用來層各向異性變化和某些特殊地質問題。在煤田和水文調查中用來研究斷層、裂隙及巖溶發育的延伸變化。研究斷層、裂隙及巖溶發育的延伸變化。 A2 A4 B2 B4 O B1 B3 A3 A1 野外工作方法與技術野外工作方法與技術三三 、野外工作中的幾個技術問題、野外工作中的幾個技術問題3 3、環形測深技術、環形測深技術 環形測深通常在同一點布置四個方向觀測，測量結果以極形環形測深通常在同一點布置四個方向觀測，測量結果以極形圖的形式表示，即某一極距在各方向上的圖的形式表示，即某一極距在各方向上的 值以一定比例尺繪值

23、以一定比例尺繪在對應的方位線上，然后將這些端點聯成一折線（或曲線）構成在對應的方位線上，然后將這些端點聯成一折線（或曲線）構成該極距的視電阻率閉合曲線。對所有或部分極距該極距的視電阻率閉合曲線。對所有或部分極距 值分別按上述值分別按上述方法繪制方法繪制 閉合曲線，以便得出一張環形測深平面圖（極形圖）。閉合曲線，以便得出一張環形測深平面圖（極形圖）。極形圖長軸方向反映了斷層、破碎帶、巖溶發育或巖層走向方向；極形圖長軸方向反映了斷層、破碎帶、巖溶發育或巖層走向方向；長短軸差異大小說明巖層各向異性程度。長短軸差異大小說明巖層各向異性程度。 ss 環形測深通常在同一點布置四個方向觀測，測量結果以極形環

24、形測深通常在同一點布置四個方向觀測，測量結果以極形圖的形式表示，即某一極距在各方向上的圖的形式表示，即某一極距在各方向上的 值以一定比例尺繪值以一定比例尺繪在對應的方位線上，然后將這些端點聯成一折線（或曲線）構成在對應的方位線上，然后將這些端點聯成一折線（或曲線）構成該極距的視電阻率閉合曲線。對所有或部分極距該極距的視電阻率閉合曲線。對所有或部分極距 值分別按上述值分別按上述方法繪制方法繪制 閉合曲線，以便得出一張環形測深平面圖（極形圖）。閉合曲線，以便得出一張環形測深平面圖（極形圖）。極形圖長軸方向反映了斷層、破碎帶、巖溶發育或巖層走向方向；極形圖長軸方向反映了斷層、破碎帶、巖溶發育或巖層走

25、向方向；長短軸差異大小說明巖層各向異性程度。長短軸差異大小說明巖層各向異性程度。 s野外工作方法與技術野外工作方法與技術三三 、野外工作中的幾個技術問題、野外工作中的幾個技術問題3 3、環環形形測測深深技技術術 野外工作方法與技術野外工作方法與技術四四 、野外觀測的干擾因素及消除方法、野外觀測的干擾因素及消除方法1 1、 接地電阻對觀測結果的影響接地電阻對觀測結果的影響2 2、 電極極化不穩定電極極化不穩定3 3、 漏電影響漏電影響4 4、 大地電流和流散電流的干擾大地電流和流散電流的干擾 接地電阻：接地電阻：電流經電極通入地下時受到阻力，在電法勘探電流經電極通入地下時受到阻力，在電法勘探中稱

26、之為接地電阻。中稱之為接地電阻。 接地電阻過大時，影響供電電流大小，測量電極接地電阻接地電阻過大時，影響供電電流大小，測量電極接地電阻過大會影響觀測精度。所以，在野外施工中，接地點的選擇過大會影響觀測精度。所以，在野外施工中，接地點的選擇和減小接地電阻的處理是十分重要的工作步驟。和減小接地電阻的處理是十分重要的工作步驟。 1 1、 接地電阻對觀測結果的影響接地電阻對觀測結果的影響野外工作方法與技術野外工作方法與技術四四 、野外觀測的干擾因素及消除方法、野外觀測的干擾因素及消除方法1 1、 接地電阻對觀測結果的影響接地電阻對觀測結果的影響野外工作方法與技術野外工作方法與技術四四 、野外觀測的干擾

27、因素及消除方法、野外觀測的干擾因素及消除方法 解決方法：解決方法： 1 1） 電極的選擇，要求電極的導電性好。供電電極多用鐵電極的選擇，要求電極的導電性好。供電電極多用鐵或鋁質電極；測量電極一般用化學活動性穩定的銅棒電極。或鋁質電極；測量電極一般用化學活動性穩定的銅棒電極。 2 2） 電極與介質充分接觸：要求入地要深。電極與介質充分接觸：要求入地要深。 3 3） 選擇接地點：要求接地點導電性強選擇接地點：要求接地點導電性強 4 4） 電極組合。（相當與電阻并聯，電阻減小）電極組合。（相當與電阻并聯，電阻減小） 2 2、電極極化不穩定、電極極化不穩定野外工作方法與技術野外工作方法與技術四四 、野

28、外觀測的干擾因素及消除方法、野外觀測的干擾因素及消除方法 電極極化電位：電極極化電位：埋入土壤中的金屬電極與土壤中鹽溶液埋入土壤中的金屬電極與土壤中鹽溶液發生電化學作用，在電極表面產生極化電位，在發生電化學作用，在電極表面產生極化電位，在MNMN間便形成間便形成一個極化電位差，稱之為電極極化電位。一個極化電位差，稱之為電極極化電位。 在潮濕地段，如水田、河流沿岸，以及居民點等等，電在潮濕地段，如水田、河流沿岸，以及居民點等等，電極極化電位較大，且不穩定，直接影響觀測結果。極極化電位較大，且不穩定，直接影響觀測結果。 2 2、電極極化不穩定、電極極化不穩定野外工作方法與技術野外工作方法與技術四四 、野外觀測的干擾因素及消除方法、野外觀測的干擾因素及消除方法 解決方法：解決方法： 1 1） 使用數字電法儀。可自動處理電極極化電位和有化不使用數字電法儀。可自動處理電極極化電位和有化不 穩定產生變化的極化電位，且不影響最終人工電位差穩定產生變化的極化電位，且不影響最終人工電位差 的觀測結果；的觀測結果； 2 2） 電極材料的選擇。通常采用化學活動性穩定的紫銅電電極材料的選擇。通常采用化學活動性穩定的紫銅電極作測量電極，以減小極化不穩定對測量結果的影響；極作測量電極，以減小極化不穩定對測量結果的影響； 3 3） 接地點的選擇