电法勘探4自然电位法与自电法.ppt

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1、4充电法和自然电场法充电法属于人工场法自然电场法属于天然场法4.1充电法充电法是对地面上、坑道内或钻孔中已经揭露的良导体直接充电，以解决某些地质问题的一种电法勘探方法（1）充电法的基本原理将与电源正极连接的供电电极A通良导体（矿体、含水体等）露头接触，其接触点称为充电点。与电源负极连接的供电电极B布设为无穷远极，以至它在导体附近产生的电场可以忽略不计。此时，整个良导体相当于一个大的供电电极在理想条件下，即导体的电阻率ρ2＝0，或导体电阻率与围岩电阻率比较，满足ρ2＜＜ρ1时，无论将导体内哪一点作为充电点

2、，由于导体内没有电阻（或电阻趋于零），将不会产生电位降（或电位降可以忽略），因此，导体内部及其表面各点的电位都相等，整个导体实际上是一个“等位体”。假定围岩的电性是均匀的，则进入围岩的电流将与导体表面垂直剖面图一般形状的导体，周围有很多等电位面。在导体表面附近，由于电流刚流出导体，电流密度大，电位降落快，因此等未免十分密集。并且，越靠近导体，等位面的形状与导体形状越一致。远离导体，电流密度逐渐减小，电位降落逐渐减弱，等电位面越来越稀，形状逐渐趋于圆形。如果用仪器在地面追索，可获得若干等位线。等位线在导体

3、边缘附近最密集，形状接近与导体在地面的投影轮廓平面图下图是理想充电良导球体的电位平剖图和电位梯度平剖图。在球心正上方的主测线上，电位曲线在球心正上方有极大值，两侧电位值轴对称减小，直到无穷远处趋近于零；电位梯度曲线在球心正上方过零值点，两侧电位梯度值呈点对称。旁测线曲线形态与主测线相似，只是远离充电体，曲线幅值减小，范围变宽等位脉体的电位U为一对称曲线。脉体水平时，在导体顶部上方获得宽缓的极大值；在顶部边缘或略想外移动的地方，电位降落最快；而在远离顶部边缘的位置，电位下降逐渐变缓，最后趋近于零。等位导体

4、的电位梯度△U/△x曲线则为一反对称曲线，在充电导体顶部，电位梯度为零，其正负极值对应与电位降落最快的边缘部位脉体直立时，在脉体顶部正上方对应出现电位的极大值，电位曲线左右对称；等位脉体的电位梯度△U/△x曲线则为一反对称曲线，在充电导体顶部，电位梯度为零，在脉体左侧出现正的极大值，在脉体右侧出现负的极小值脉体倾斜时，显然，电位曲线与电位梯度曲线均不对称，电位曲线的极大值点与电位梯度曲线的零值点均向脉体左侧发生位移。在脉体倾向一侧（右侧），电位曲线变缓，电位梯度曲线极小值幅值变小；在反倾向一侧（左侧），

5、电位曲线变陡，电位梯度曲线极大值幅值变大由此可见，利用在地面观测到的等位线的形状和分布情况，可以判定充电导体的形状和范围；利用剖面电位曲线和电位梯度曲线，还可以判定充电导体的顶部和边界位置实际工作中，一般的地质体都不是等位体，因此，离开充电点稍远，即使在充电导体内部，电位也要发生下降。且地质体电阻率ρ2越大，电位下降越快。充电曲线和充电点的位置有关所以，充电法的应用要求有一定的地质与地球物理条件：地质体与围岩要有一定的导电性差异，并且这种导电性要足够大下图a是充电点位于导体边缘时的曲线。电位曲线的极大值

6、点出现在充电点附近，且偏向导体右侧，曲线从极大值缓慢下降到导体的另一端；而在充电点左侧，电位曲线离开极大值后便迅速下降，整条曲线呈现出明显的不对称形态。电位梯度曲线的零点在充电点附近，稍移向导体右侧，零点左侧曲线较陡，正极值大；而零点右侧幅值较小，且都为负值左下图是充电点位于导体边缘时的曲线。电位曲线的极大值点出现在充电点附近，且偏向导体右侧，曲线从极大值缓慢下降到导体的另一端；而在充电点左侧，电位曲线离开极大值后便迅速下降，整条曲线呈现出明显的不对称形态。电位梯度曲线的零点在充电点附近，稍移向导体右侧

7、，零点左侧曲线较陡，正极值大；而零点右侧幅值较小，且都为负值右下图是充电点位于导体中心时的曲线。此时，电位曲线和电位梯度曲线均对称分布，很难与等位体的曲线进行区分。因此，在进行自电法资料解释工作时，必须考虑到充电体本身的电阻率ρ2与围岩电阻率ρ1之间的差异，以及充电点的位置，这样才能对充电导体的形状和范围做出较为可靠的推断（2）充电法的装备及工作方法充电法所使用的装备和电阻率法相同在地面观测电场分布，常用以下两种方法：①电位观测②电位梯度观测将测量电极N置于距离导体足够远的某一固定基点上接地。另一测量电

8、极M沿测线逐点移动，观测各测点相对于固定基点N的电位差。把这个差值作为该测点的电位值U把测量电极MN置于同一测线的两个相邻测点上，保持其相对位置和间距不变，沿测线逐点移动，观测各相邻测点间的电位差△UMN，便可推算MN中点处的电位梯度（△UMN/MN）为消除供电电流I的变化对观测结果的影响，整理资料时，通常把电位U换算成U/I，电位梯度△UMN/MN换算成△UMN/MN*I充电法的主要成果图件和电阻率法类似，包括：电位剖面图、电位平面剖面图