电法原理复习重点-终结版.doc

中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 12011 年电(磁)法原理复习重点一、名词解释：1、视电阻率：在地下岩石电性分布不均匀或地表起伏不平的情况下，若仍按测定均匀水平大地电阻率的方法计算的结果称之为视电阻率，以符号 表示, SMNSUkI2、各向异性系数：由不同电阻率薄层岩石交替形成的层状岩石，其电阻率具有非各向同性，并且总是沿层理方向的电阻率 ρt 小于垂直于层理方向的电阻率 ρn，则定义ρn/ρt 的平方根为其各向异性系数3、偶极剖面的正交特性：对板状体情况而言，电阻率不同和产状呈正交，而异常形态、特点和分布规律 相同的现象被称为偶极剖面法异常的“正交特性” 4、电阻率的饱和效应：即使导电性差异再增大，电阻率异常也不会再有明显的增加，人们将这种现象称为视电阻率异常的饱和效应5、S 等值性：三层电测深 H、A 型曲线中，当 、 和 相同时，在一定范围内按比例1h3改变 和 ，保持 值不变，导致不同的地电断面对应形状几乎相同的 电测深曲线2h2S S6、T 等值性：三层电测深的 K、Q 型曲线中，当 、 和 相同时，只要保持 值不变，1h32T虽然层参数 和 不同，但对应的三层曲线几乎一样。

2h7、波阻抗：介质对电磁波传播的一种物理特性，据此特性可确定介质的电阻率和磁导率8、平面电磁波：在每个固定的时刻波的相位波前是个水平面的电磁波，就是电场 E 和磁场 H 在波的传播中位于同－个平面上，并且 E 和 H 都与传播方向相垂直9、穿透深度：在均匀介质中，平面波沿 Z 轴方向前进振幅衰减为地表（z＝0）值的 1/e倍时的距离，称为趋肤深度，又称为穿透深度10、波数：亥姆霍兹齐次方程中的系数，即 ，在导电介质中忽略ik22位移电流11、远区、近区： 频率测深法中当观测点到发射源的距离 r 远远大于电磁波在岩石中波中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 2长 λ 1 的 1/2π 倍时，|k 1r|>>1，那里的地层波几乎全部衰减殆尽，只有水平极化平面波垂直入射，这个区域称为波区，又称远区；当|k 1r|<<1时，地层波占主导，电磁波近似为球面波传播，该区域称为 S 区，又称近区12、同线装置：电磁偶极剖面法工作装置中发、收线框在同一条测线上者称为同线装置13、旁线装置：发、收线框分别在两条测线同号点上者称为旁线装置14、互换原理：收发线圈互换位置，相对状态不变，观测的异常数值相同。

二、简述、绘图题和计算题1、到目前为止，电法勘查利用了岩、矿石的哪些电学性质?其表征参数是什么?简要分析影响这些参数的主要因素有哪些?答：导电性、电化学活动性、介电性、导磁性导电性参数为电阻率（ρ）：岩、矿石的组成矿物及所含水的导电性、含量、结构、构造及其相互作用、温度和压力电化学活动性参数为极化率(η) ：观测时的充放电时间、电子导电矿物的含量和岩、矿石的结构、构造介电性参数为介电常数（ε）：岩、矿石的组成矿物及其含水性导磁性参数为介质的磁导率（μ）：岩石磁性矿物含量、颗粒大小、结构、温度、压力2、简述影响岩矿石电阻率的主要因素及岩矿石电阻值变化的一般规律答： ①：岩、矿石电阻率与其成分和结构的关系岩、矿石的电阻率决定于胶结物和矿物颗粒的电阻率、形状及其百分含量沿层理方向的电阻率 ρ t 小于垂直于层理方向的 电阻率 ρ n②：岩、矿石电阻率与所含水分的关系岩石电阻率 ρ 随 ρ 水 成正比关系变化，同时与湿度 ω 成反变关系③：岩、矿石电阻率与温度的关系电子导电矿物或矿石的电阻率随温度增高而上升；离子导电岩石的电阻率随温度增高而降低 ④：岩、矿石电阻率与压力的关系在压力极限内，压力大使孔隙中的水挤出来，则 ρ 变大；中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 3压力超出岩石破坏极限，则岩石破裂使 ρ 降低。

3、何谓电阻率和视电阻率？试说明它们的异同点答：电阻率：在地面水平、地下充满均匀各向同性的导电岩石时，按公式计算的结果为均匀大地电阻率视电阻率：在地下岩石电性分布不均匀或地表起伏不平的情况下，仍按公式计算的结果称之为视电阻率MNUKI相同点：具有相同的量纲，相同的公式不同点：影响因素不同1）电阻率与岩、矿石的组成矿物及所含水的导电性、含量、结构、构造及其相互作用、温度和压力有关2）视电阻率与与地下不同导电性岩石( 或矿体)的分布状况有关，还与所采用的装置类型、装置大小、装置相对于电性不均匀体的位置以及地形有关4、写出常用的视电阻率的测试公式及其微分形式，说明式中各参数的含意答：测试公式： ， 为装置系数， 为电位差， 为供电电流强度MNSUkIkMNUI微分形式： ， 和 分别表示 MN 处的电流密度和电阻率，01cosSjJaNja 为 MN 处地形坡角， 为地表水平、地下为半无限均匀岩石条件下的电流密0度5、掌握典型地电断面上中梯、联剖装置上 ρｓ和 ηｓ异常特点答： 6、何谓电测深曲线?掌握二、三层及多层断面电测深曲线类型及其性质答：电测深曲线是指每个测点的电测深观测结果，绘制成一条视电阻率 随极距 AB/2s变化的曲线。

电测深曲线反映了测点下方垂直方向上电性层的变化情况⑴二层断面电测深曲线类型、性质：MNUKI中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 4性质：首段：以 = 的水平直线为渐进性中段： D 型曲线中段 值单调下s1 s降，G 型曲线中段 值单调上升尾段：以 = 的水平直线为渐进性s s2的 G 型曲线尾段渐进线与横轴呈 45°夹角2⑵三层断面电测深曲线类型、性质：性质：①三层电测深曲线的形状决定于相对电阻率及相对厚度；②首段：以 = 的水平直线为渐进性，尾段：以 = 的水平直线为s1 s3渐进性， 时，尾段渐进线与横轴呈 45°夹角3③三层电测深曲线的前半段与层参数为 、 和 的二层曲线相近；后1h2半段与第一、二层的代替层和基岩所组成的二层曲线相近④H、A 型三层曲线具有 S 等值性；K、Q 型三层曲线具有 T 等值性⑶通常统称三层以上的水平地层断面为 n 层断面，n 层曲线可以分段看成三层曲线组成，由此描述 n 层曲线的性质7、简述电测深曲线的等值性?答：在实践中人们发现，某些参数不同的地电断面对应的三层电测深曲线，彼此相差甚小(在实际观测误差 5%以内)，以至区别不开，实际上可以认为是相同的。

上述三层曲线的性质称为中间层的等值性，即三层曲线的等值性8、根据电流密度在地下的分布规律，用视电阻率微分表达式，画图并定性分析直立低阻体的联合剖面法 和 曲线的变化规律AsB答：视电阻率微分表达式： 0MNSj中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 5ρ ｓ A 和 ρ ｓ Ｂ 两条曲线相交，交点位于 直立良导脉顶上方；且在交点左侧 ρ ｓ A ＞ ρ ｓ Ｂ ，交点右侧 ρ ｓ A ＜ ρ ｓ Ｂ 交点称为联合剖面曲线的“ 正交点”9、简述充电法的原理、应用条件、应用范围和观测方式答： 充电法是以地下岩、矿石导电性差异为物质基础的另一种传导类人工电场法应用条件：1 被研究的对象(充电体)至少已有一处被揭露或出露，以便设置充电点；2 充电体相对围岩应是良导体；3 充电体规模越大，埋藏越浅，应用充电法的效果越理想应用范围：1 确定已揭露(或出露)矿体隐伏部分的形状、产状、规模、平面分布位置及深度；2 确定已知相邻矿体之间的连接关系；3 在已知矿附近找盲矿体；4 利用单井测定地下水的流向和流速；5 研究滑坡及追踪地下金属管、线等观测方式：电位法、电位梯度法和直接追索等位线法10、何谓自然电场?与充电法比较自然电场法有何特点。

答：在一定的地质—地球物理条件下，地中存在的天然稳定电流场称为自然电场自然电场法的观测方式和充电法的观测方式相似，最常用的是电位观测法与充电中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 6法不同，自然电场法不能用极化补偿器来消除极差的影响，因此，测量电 极需采用“不极化电极”该方法不需供电设备，装置轻便11、对比面极化和体极化总场的边界条件?举例说明用等效电阻率法计算 ηｓ的过程 答：场类型 面极化总场 体极化总场(1)(1)(2)kUn()(2)0边界条件(1)(2)12()()*Un用等效电阻率法计算均匀半空间条件下，点源场及极化率：12、何谓纵向中梯和横向中梯?根据高阻和低阻脉状极化体上的横向中梯及纵向中梯的ηｓ异常特征，分别绘出在高阻和低阻脉状体上作环形测量的ηｓ极形图，并与ρｓ极形图对比ηｓ、ρｓ极形图的作用是什么?答：纵向中梯装置：供电电极(A、B)和测量电 极(M 、N) 的布极方向皆垂直于极化体的走向横向中梯装置：AB 与 MN 平行于极化体走向布极，测线仍垂直于极化体走向ηｓ、ρｓ 极形图的作用是低阻体脉状 ηｓ 极形图的长轴可反应矿体走向，短轴可确定ρｓ极形图；高阻体脉状ηｓ和ρ ｓ极形图的长短轴方向一致，可由他们的短轴方向确定总矿脉的走向。

13，在电阻率为100Ω.m的均匀介质中传播100Hz的平面电磁波，试计算电磁系数m及趋肤深度δ答：由趋肤公式 得1503()mbf14、什么是电磁感应法？它利用的物性的主要参数是什么？答：电磁感应法是指利用岩(矿) 石的导电性、导磁性和介电性的差异，应用电磁感应原理，观测和研究人工或天然形成的电磁场的分布规律，进而解决有关的各类地质问题的一种电法勘查方法利用的物性的主要参数：电阻率（ρ）、介电常数（ε）、磁导率（μ） 15，简述正方形不接地回线中心剖面上的一次磁场 的分布特征1H中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 7答：方型回线一次场的分布特点：地面各点的磁场方向均垂直地面回线中部磁场比较均匀在该电场作用下地中产生水平方向的涡旋电流16、什么是二次场的频率特性？什么是二次磁场的时间特性？答：频率特性：电 磁 法 中 其 它 条 件 不 变 时 ， 导 体 的 二 次 场 随 —次 场 频 率 变 化 而 变化 的 关 系 α 2Kl时 间 特 性 ：计算二次场时间特性有二种方法：中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 8a、直接法：直接在时间域求解麦克斯韦方程组或波动方程；b、频谱法：时间域 、频率域 、时间域 。

A、R 越小（导电性好） ，L 越大，A 值越小，二次场衰减越慢；B、 R 越大（导电性差） ，L 越小，A 值越大，二次场衰减越快；17、怎样利用频率特性或时间特性来区分异常源导电性？答：以导电导磁球体的异常分析为例：（1） 频率特性：（2） 空间分布规律：18、何谓电磁波的趋肤深度？它的基本公式是什么？答： 在电阻率为 ρ 的均匀介质中，平面波沿 Z 轴方向前进 距离时，振幅衰减为地1b表（z＝0）值的 1/e 倍习惯上将 距离 δ＝ 称为电磁波的趋肤深度基本公式： 1503()mbf19，简述频率域电磁法和时间域电磁法的异同点答： 电磁法的分类很多，但一般可分为两大类：a、频率域电磁法；b、时间域电磁法相同点：原理和本质是一样的，其结果可以互相转换230215zhxHDr30215xhxHDr中国地质大学（武汉）地空学院061081 班 陈伟 9不同点：主要体现在技术和地质效果上（1）频率域电磁法是相对测量，时间域电磁法是绝对测量；（2）测量参数不同：频率域电磁法采用正余弦波，时间域电磁法采用脉冲波；（3）频率域电磁法测量的是总场，时间域电磁法地质效果好20、简述大地电磁测深法的工作原理及主要特点。

答：大地电磁测深法是通过改变电磁场频率进行测深的一类电法勘探，利用的是天然电磁场从电磁理论可知，当平面波垂直入射均匀各向同性大地时，测量相互正交的地表电场和磁场水平分量，。