天然电场选频法交流材料

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1、天然电场选频法交流材料郑州工业贸易学校天然电场选频法是以天然大地电磁场作为工作场源，测量电磁场在地面上产生的电场分量，研究地电断面的电性变化，进而达到寻找隐伏断裂、裂隙、溶洞、采空区、洞穴、找矿等方面地质问题。该方法设备轻便，操作简单，两人即可以投入工作，深受业内人士的好评。1　天然电场选频法的基本原理天然电场选频法场源为大地电磁场（电台发射场或交流电场）,在距离场源很远的地面所分布的场,可视为一平面波，其分布方向近似垂直于地面，场的变化服从麦克斯韦方程组。通过对普通型波动方程求解，可以导出波阻抗与介质交流电阻率的关系：（1）

2、式中：表示交流电阻率（Ω·m）；f为工作频率（Hz）；Ex和Hy分别为电场分量和磁场分量；为波阻抗。这里不考虑Ex和Hy之间的相位差。根据平面电磁波在地层中传播时的衰减特征，电磁波在介质中穿透深度公式为（2）式中δ为穿透深度（m）。由（2）式可知，电磁波的穿透深度与频率、电阻率有关。当频率一定，电阻率越高穿透深度越大；当电阻率一定，频率越低穿透深度越大。因此，通过改变工作频率可达到改变探测深度的目的。由于在同一地区小范围内磁场分量基本稳定，可视为一常数，因而可以利用电场分量与电阻率的定性关系判断地质体的高、低阻特征。仪器测量工

3、作频率选用的是具有大地电磁场特征的频率。我们知道，大地电磁场的频谱是相当宽的，从0.001Hz到106Hz之间。但根据实际的地质问题需要，选用15.7、23.6、71.8、129、213、320、640、980、1450（Hz）9个频点的工作频率和一个全频段混频测量，频率间隔在对数坐标纸上均匀分布，达到探测不同深度的目的。实践得知：由理论公式计算的深度比实际深度大，所以计算深度要乘以一个改正系数，一般取1/2~1/3为实际深度。2野外工作方法方法测网设计与其它物探方法一样，及测线垂直被探测对象的走向，点距根据需要而定。测量方法

4、有以下几种：①测量电极MN沿测线移动测量法。②测量电极MN垂直测线移动测量法。③正交测量法。在同一测点，测量电极MN分别沿测线和垂直测线移动测量，将垂直测线测出的电位差除以沿测线测出的电位差值作为作图值。以上几种测量方法均以电极MN中点作为记录点。至于野外运用哪种方法进行工作，要根据工作任务性质、地质条件、地形、障碍与干扰等情况而定。一般来说，在快速普查扫面时，采用第一种方法为宜，点距可适当大些。对发现的异常地区，和有希望的地段测量时，点距可以缩小，可同时使用第一和第二种方法，进一步查明异常细节。在定井位时，可用第三种方法，M

5、N距一般使用10m或20m。点距使用10m。3资料的整理与解释（1）资料整理资料整理主要是绘制下列一些定性图件：①电位差（△Vi）曲线剖面图在excel电子表格中编辑数据，第一列为点号或距离，第二列为实测△Vi，用折线法绘出曲线剖面图。如图1.②电位差（△Vi）曲线剖面平面图重复曲线剖面图的方法，按比例放置在一张平面图上即可。（2）质量评价由于天然电场是一个随机变化的场，所以，质量评定不用均方相对误差来衡量，而已曲线的形态来评价。若基本观测曲线与检查观测曲线的形态相同或相似，便认为区县质量良好，异常可靠。反之则认为异常不可靠。

6、（3）资料的解释本方法的资料解释属于定性和半定量解释，其步骤如下：第一步：找出低阻或高阻带当面上的工作结束后，首先绘出必要地图件，蒋△V曲线的低值地带划为低阻带，高值地带划为高阻带。结合已有的地质和物探资料从低阻带中选出有价值的低阻体，并根据异常的特点判定这些低阻体的分布范围、走向、倾向等。第二步：估算低阻体（高阻体）的埋深可利用公式（2）估算地质体的大致埋深。一般来讲，利用公式（2）计算出来的埋深要比实际大得多，这是由多种因素造成的。因此要想得到较为准确的埋深，需乘一个校正系数（同电阻率的经验系数）。校正系数可取1/2～1/

7、4，具体数值要根据不同的地区而定。第三步：地质解释根据测区的地质资料和物探资料，对地下地质体的性质、范围、埋深给出综合解释。4　应用实例及地质效果4-1古河道地下水　　济源市坡头镇坡头村位于黄河北岸，二级阶地上。据黄河滩边地层出露及已知井可知，自上而下岩性依次为：粘土、砂砾石、粘土及硬粘土等。由于区内主要含水砂砾石层处于区域水位之上，加之地表补给面积有限，造成该区为贫水区。有关施工单位先后在该区凿井7眼，都以无水而告终。我单位接受委托后，经详细地质调察，确定找水方向——黄河古河道孔隙水。根据区域水位和覆盖层厚度，选择天然电场选

8、频法测量工作频率为320、640（Hz），点距20米，进行区域剖面测量，完成天然场剖面二条，剖面总长度400余米。图1是位于村东边近南北向沟内，天然电场选频法II剖面△V曲线，该剖面△V曲线在15~25号点间出现峰值异常段，幅值达到正常场1.5倍，认为该异常是地下古河道的反映