用什么方法可以测接触器线圈电流多大线上的电流?(仪器加原理)

电流的测量笔记_百度知道
电流的测量笔记
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初中物理总复习提纲 5. 一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声停止. 6. 声音靠介质传播, 声音在15℃空气中的传播速度是340米/秒, 真空不能传声. 热学 7. 物体的冷热程度叫温度, 测量温度的仪器叫温度计, 它的原理是利用了水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩性质制成的. 8. 温度的单位有两种: 一种是摄氏温度, 另一种是国际单位, 采用热力学温度.而摄氏温度是这样规定的:把冰水混合物的温度规定为0度, 把一标准大气压下的沸水规定为100度, 0度和100度之间分成100等分, 每一等分为1摄氏度. -6℃读作负6摄氏度或零下6摄氏度. 9. 使用温度计之前应: (1)观察它的量程; (2)认清它的最小刻度. 10. 在温度计测量液体温度时, 正确的方法是: (1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中; 不要碰到容器底或容器壁; (2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿, 待温度计的示数稳定后再读数; (3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中, 视线与温度计中的液柱上表面相平. 11. 物质从固态变成液态叫熔化(要吸热), 从液态变为固态叫凝固(要放热). 12. 固体分为晶体和非晶体, 它们的主要区别是晶体有一定的熔点, 而非晶体没有. 13. 物质由液态变为气态叫汽化(吸热), 气态变为液态叫液化(放热). 汽化有两种方式: 蒸发和沸腾. 沸腾与蒸发的区别是: 沸腾是在一定的温度下发生的, 在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象, 而蒸发是在任何温度下发生的, 只在液体表面发生的汽化现象. 14. 要加快液体的蒸发, 可以提高液体的温度, 增大液体的表面积和加快液体表面的空气流动速度. 15. 液体沸腾时的温度叫沸点, 沸腾时只吸收热量,温度不变,有时因为液体中含杂志沸点会有适当变化,水的沸点是100℃. 16. 要使气体液化有两种方法: 一是降低温度, 二是压缩体积. 17. 物质从固态变为气态叫气化(吸热), 从气态变为液态叫液化(放热). 光学 18. 光在均匀介质中是沿直线传播的.光在真空(空气)的速度是3× 米/秒. 影子、日食、月食都可以用光在均匀介质中沿直线传播来解释. 19. 光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面内, 反射光线与入射光线分居法线两侧, 反射角等于入射角. 20. 平面镜的成像规律是: (1)像与物到镜面的距离相等; (2)像与物的大小相等; (3)像与物的连线跟镜面垂直,(4)所成的像是虚像。 21. 光从一种介质斜射入另一种介质, 传播方向一般会发生变化, 这种现象叫光的折射. 22. 凸透镜也叫会聚透镜,如老花镜. 凹透镜也叫发散透镜, 如近视镜. 23. 照相机的原理是:凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像. 24. 幻灯机、投影仪的原理:物体到凸透镜的距离在2倍焦距和一倍焦距之间时成倒立、放大的实像. 25. 放大镜、显微镜的原理是:物体到凸透镜的距离小于焦距时,成正立、放大的虚像. 26.天文望远镜分托普勒望远镜和伽利略望远镜。托普勒望远镜的原理是目镜焦距小,物镜焦距大,物镜呈倒立缩小的实像几乎在焦点上,从而显倒立缩小实像,目镜在此基础上呈放大的虚像,即f1+f2。伽利略望远镜目镜呈放大虚像,即f1-f2. 力与运动 2. 长度的测量工具是刻度尺, 主单位是米. 3. 物体位置的变化叫机械运动, 最简单的机械运动是匀速直线运动. 4. 速度是表示物体运动快慢的物理量,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程. 用公式表示: V=S/t ,速度的主单位是米/秒. 26. 物体中含有物质的多少叫质量.质量的国际主单位是千克,测量工具是天平. 27. 天平的使用方法:(1)把天平放在水平台上,被测物放在左盘里,砝码放在右盘里. 28.某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.密度的国际主单位是千克/米3 , 计算公式是ρ= .密度是物质本身的一种属性,它不随物体的形状、状态而改变,也不随物体的位置而改变.一杯水和一桶水的质量不同,体积不同,但密度是相同的.1升=1分米3,1毫升=1厘米3,1克/厘米3=1000千克/米3. 29. 水的密度是1.0×103千克/米3, 它表示的物理意义是:1米3的水的质量是1.0×103千克. 30. 用量筒量杯测体积读数时,视线要与液面相平. 31. 力的作用效果:一是改变物体的运动状态, 二是使物体发生形变。 32. 力的单位是牛顿,简称牛. 测量力的工具是测力计,实验室常用的是弹簧秤. 弹簧秤的工作原理是:弹簧的伸长跟所受的拉力成正比. 33. 力的大小、方向和作用点叫力的三要素。用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的图示法。 34. 力是物体对物体的作用,且物体间的力是相互的。力的作用效果是①改变物体的运动状态,②使物体发生形变。 35. 由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的施力物体是地球。 36. 重力跟质量成正比,它们之间的关系是G=mg,其中g=9.8牛/千克. 重力在物体上的作用点叫重心,重力的方向是竖直向下. 37. 求两个力的合力叫二力合成。若有二力为F1、F2,则二力同向时的合力为 F=F1+F2 ,反向时的合力为F=F大-F小 。 1. 一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律. 2. 物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质叫惯性.所以牛顿第一定律又叫惯性定律. 一切物体都有惯性. 3. 利用惯性解释:①先描述物体处于什么状态,②再描述发生的变化,③由于惯性,所以物体仍要保持原来的状态. 4 . 两力平衡的条件是:①作用在一个物体上的两个力,②如果大小相等,③方向相反,④作用在同一直线上,则这两力平衡. 两个平衡的力的合力为零. 5. 两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍相对运动的力叫摩擦力. 摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦小. 滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关,又跟接触面的粗糙程度有关. 我们应增大有益摩擦,减小有害摩擦. 6. 垂直压在物体表面上的力叫压力. 压力的方向与物体的表面垂直. 压力并不一定等于重力. 只有物体水平放置且无其他力时,压力才等于重力。 7. 物体单位面积上受到的压力叫压强. 压强的公式是 P= .压强的单位是“牛/米2”,通常叫“帕”. 1帕=1牛/米2,常用的单位有百帕(102帕),千帕(103帕),兆帕(106帕). 8. 液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强. 液体的压强随深度增加而增大. 在同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关. 用来测量液体压强的仪器叫压强计. 9. 公式p=ρgh 仅适用于液体. 该公式的物体意义是:液体的压强只跟液体的密度和深度有关,而与液体的重量、体积、形状等无关. 公式中的“h”是指液体中的某点到液面的垂直距离. 另外,该公式对规则、均匀且水平放置的正方体、园柱体等固体也适用. 10. 上端开口、下部相连通的容器叫连通器. 它的性质是:连通器里的液体不流动时,各容器中的液面总保持相平. 茶壶、锅炉水位计都是连通器. 船闸是利用连通器的原理来工作的. 11. 包围地球的空气层叫大气层,大气对浸入它里面的物体的压强叫大气压强. 托里拆利首先测出了大气压强的值. 之后的11年,即1654年5月,德国马德堡市市长奥托·格里克做了一个著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在. 12. 把等于760毫米水银柱的大气压叫一个标准大气压,1标准大气压≈1.01×105帕(P=ρgh =13.6×103千克/米3×9.8牛/千克×0.76米≈1.01×105帕). 1标准大气压能支持约10.3米高的水柱,能支持约12.9米高的煤油柱. 13. 大气压随高度的升高而减小. 测量大气压的仪器叫气压计. 液体的沸点跟气压有关. 一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高. 高山上烧饭要用高压锅. 14. 活塞式抽水机和离心式水泵、钢笔吸进墨水等都是利用大气压的原理来工作的. 15. 浸在液体中的物体,受到向上和向下的压力差.就是 液体对物体的浮力(F浮 =F下—F上). 这就是浮力产生的原因. 浮力总是竖直向上的. F浮 G物 物体下沉;F浮 G物 物体上浮; 物体悬浮、漂浮时都有F浮 =G物,但两者有区别(V排不同) . 16. 阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力. 公式是F浮 =G排 =ρ液gV排 . 阿基米德原理也适用于气体. 通常将密度大于水的物质(如铁等)制成空心的, 以浮于水面. 轮船、潜水艇、气球和飞艇等都利用了浮力. 17. 一根硬棒,在力的作用下如果能绕着固定点转动,这根硬棒叫杠杆. 分清杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂. 18. 杠杆的平衡条件是:动力×动力臂= 阻力×阻力臂 公式是F1L1=F2L2 或 = 19. 杠杆分为三种情况:①动力臂大于阻力臂,即L1 L2,平衡时F1 F2,为省力杠杆;②动力臂小于阻力臂,即L1 L2,平衡时F1 F2,为费力杠杆;③动力臂等于阻力臂,即L1 = L2,平衡时F1 = F2,既不省力也不费力,为等臂杠杆,具体应用为天平. 20. 许多称质量的秤,如杆秤、案秤,都是根据杠杆原理制成的. 21. 滑轮分定滑轮和动滑轮两种. 定滑轮实质是个等臂杠杆,故定滑轮不省力,但它可以改变力的方向;动滑轮实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,故动滑轮能省一半力,但不能改变力的方向. 22. 使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一 . 且物体升高“h”,则拉力移动“nh”,其中“n”为绳子的段数. 23. 力学里所说的功包括两个必要的因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离. 功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积. 公式是W=FS. 功的单位是焦,1焦=1牛·米. 24. 使用任何机械都不省功. 这个结论叫功的原理. 将它运用到斜面上则有:FL=Gh. 或:F= G . 25. 克服有用阻力做的功叫有用功,克服无用阻力做的功叫额外功. 有用功加额外功等于总功 . 有用功跟总功的比值叫机械效率. 公式是η= . 它一般用百分比来表示. 机械效率总小于1。 26. 单位时间里完成的功叫功率. 公式是P= . 单位是瓦,1瓦=1焦/秒,1千瓦=1000瓦.另 外,P= = = F·v, 公式说明:车辆上坡时,由于功率(P)一定,力(F)增大, 速度(v)必减小. 初中物理总复习提纲(二) 机械能 分子动理论 内能 1. 一个物体能够做功,我们就说它具用能. 物体由于运动而具有的能叫动能. 动能跟物体的速度和质量有关,运动物体的速度越大、质量越大,动能越大. 一切运动的物体都具有动能. 2. 势能分重力势能和弹性势能. 举高的物体具有的能叫重力势能. 物体的质量越大,举得越高,重力势能越大. 发生弹性形变的物体具有的能,叫弹性势能. 物体弹性形变越大,它具有的弹性势能越大. 3. 动能和势能统称为机械能. 能、功、热量的单位都是焦耳. 动能和势能可以相互转化. 分子动理论的基本知识:①物质由分子组成,分子极其微小. ②分子做永不停息的无规则运动. ③分子之间有相互作用的引力和斥力. 4. 不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象,叫扩散. 扩散现象说明了分子做永不停息的无规则运动. 5. 物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫物体的内能. 一切物体都有内能. 物体的内能跟温度有关. 温度越高,物体内部分子的无规则运动越激烈,物体的内能越大. 温度越高,扩散越快. 6. 物体内大量分子的无规则运动叫热运动,内能也叫热量. 两种改变物体内能的方法是:做功和热传递. 对物体做功物体的内能增加,物体对外做功物体的内能减小;物体吸收热量,物体的内能增加,物体对外放热,物体的内能减小. 7. 单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量叫这种物质的比热容,简称比热. 比热的单位是焦/(千克·℃). 水的比热是4.2×103焦/(千克·℃). 它的物理意义是:1千克水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103焦. 水的比热最大. 所以沿海地方的气温变化没有内陆那样显著. 8. Q吸=cm(t - t0);Q放=cm(t0 - t);或合写成Q=cmΔt. 热平衡时有Q吸=Q放即c1m1(t - t01)=c2m2(t02 - t). 9. 能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化成为其他形式,或者从一个物体转移到另一上物体,而在转化的过程中,能量的总量保持不变. 这个规律叫能量守恒定律. 内能的利用中,可以利用内能来加热,利用内能来做功. 10. 1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值. 热值的单位是:焦/千克. 氢的热值(最大)是1.4 ×108焦/千克,它表示的物理意义是:1千克氢完全燃烧放出的热量是1.4 ×108焦. 电 学 1. 摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质,就说物体带了电. 用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电. 2. 自然界存在着两种电荷,用绸子摩擦的玻璃带正电;用毛皮摩擦的橡胶棒带负电. 同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 3. 电荷的多少叫电量. 电荷的符号是“Q”,单位是库仑,简称库,用符号“C”表示. 4. 摩擦起电的原因是电荷发生转移. 电子带负电. 失去电子带正电;得到电子带负电. 5. 电荷的定向移动形成电流. 把正电荷移动的方向规定为电流的方向. 能够提供持续供电 的装制叫电源. 干电池、铅蓄电池都是电源. 直流电源的作用是在电源内部不断地使正极聚 集正电荷,负极聚集负电荷. 干电池、蓄电池对外供电时,是化学能转化为电能. 6. 容易导电的物体叫导体. 金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等都是导体;不容易导电的物体叫绝缘体. 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等是绝缘体. 导体和绝缘体之间没有绝对的界限. 金属导电,靠的就是自由电子导电 . 7. 把电源、用电器、开关等用导线连接起来组成的电流的路径叫电路. 接通的电路电通路;断开的电路电开路;不经用电器而直接把导线连在电源两端叫短路. 用符号表示电路的连接的图叫电路图. 把元件逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路. 把元件并列地连接起来的电路叫并联电路. 8. 电流强度等于1秒钟内通过导体横截面的电量 . &I&表示电流, &Q&表示电量, &t&表示时间,则 I= . 1安=1库/秒. 1安(A)=1000毫安(mA);1毫安(mA)=1000微安(μA); 9. 测量电流的仪表叫电流表. 实验室用的电流表一般有两个量程和三个接线柱,两个量程分别是 0~0 .6安和 0~3安;接0~0 .6安时每大格为0.2安,每小格为0.02安;接0~3安时每大格为1安,每小格为0.1安. 10. 电流表使用时:①电流表要串联在电路中;②“+”、“-”接线柱接法要正确;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经用电器而把电流表直接连到电源的两极上. 11.电压使电路中形成电流. 电压用符号“ U”表示,单位是伏,用“ V”表示. 1千伏(kV)=1000伏(V); 1伏(V)=1000毫伏(mV);1毫伏(mV)=1000微伏(μV). 一节干电池的电压为1.5伏 ,电子手表用氧化银电池每个也是1.5伏,铅蓄电池每个2伏 ,家庭电路电压为220伏 ,对人体的安全电压为不超过 36伏. 12. 测量电压的仪表叫电压表. 实验室用的电压表一般有两个量程和三个接线柱,两个量程分别是 0~3伏和 0~15伏;接0~3伏时每大格为1伏,每小格为0.1伏;接0~15伏时每大格为5伏,每小格为0.5伏. 13. 电压表使用时:①电流压表要并联在电路中;②“+”、“-”接线柱接法要正确;③被测电压不要超过电压表的量程. 14. 导体对电流的阻碍作用叫电阻. 电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定导体的材料、长度和横截面积. 电阻的符号是“R”,单位是“欧姆”,单位符号是“Ω”. 1兆欧(MΩ)=1000千欧(kΩ);1千欧(kΩ)=1000欧(Ω). 15. 变阻器的作用是:改变电阻线在电路中的长度,就可以逐渐改变电阻,从而逐渐改变电流. 达到控制电路的目的. 16. 导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比. 这个结论叫欧姆定律. 用公式表示是:I= . 17. 电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积. 公式是W=UIt. 电功的单位是“焦”.另外,1度=1千瓦时=3.6×106焦, “度”也是电功的单位. 18. 电流在单位时间内所做的功叫电功率. 公式是P=UI. 用电器正常工作时的电压叫额定电压,用电器在额定电压下的功率叫额定功率. 如&PZ220V 100W&表示的是额定电压为220伏,额定功率是100瓦. 19. 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比, 跟通电时间成正比,这个结论叫焦耳定律. 公式是Q=I2Rt . 热量的单位是“焦”. 电热器是利用电来加热的设备. 如电炉、电烙铁、电熨斗等. 20. 家庭电路的两根电线,一根叫火线,一根叫零线. 火线和零线之间有220伏的电压,零线是接地的. 测量家庭电路中一定时间内消耗多少电能的仪表叫电能表. 它的单位是“度”. 21. 保险丝是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成. 它的作用是:在电路中的电流达到危险程度以前,自动切断电路. 更换保险丝时,应选用额定电流等于或稍大于正常工作时的电流的保险丝. 绝不能用铜丝代替保险丝. 22. 电路中电流过大的原因是:①发生短路;②用电器的总功率过大. 插座分两孔插座和三孔插座. 23. 测电笔的使用是:用手接触笔尾的金属体,笔尖接触电线,氖管发光的是火线,不发光的是零线. 24. 安全用电的原则是:不接触低压带电体;不靠近高压带电体. 特别要警惕不带电的物体带了电,应该绝缘的物体导了电. 电 磁 1. 永磁体包括人造磁体和天然磁体. 在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一端指南(叫南极),一端指北(叫北极). 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引. 原来没有磁性的物质得到磁性的过程叫磁化. 铁棒磁化后的磁性易消失,叫软磁铁;钢棒磁化后的磁性不易消失,叫硬磁铁. 2. 磁体周围空间存在着磁场. 磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用, 因此可用小磁针鉴别某空间是否存在磁场. 3. 人们为了形象地描述磁场引入了磁感线(实际并不存在)。(采用了模型法)磁感线的疏密表示该处磁场的强弱,磁感线的方向(即切线方向)表示该处磁场方向。在磁体外部磁感线从北极出发回到南极,在磁体内部磁感线从南极指向北极。磁感线都是闭合曲线。 4.可以用安培定则(右手螺旋定则:右手握住导线,让伸直的大拇指方向跟电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁场方向)来判定电流产生的磁场方向。对于通电螺线管,用右手四个手指的环绕方向表示螺线管上的电流方向,则大拇指指向即为通电螺线管的N极。 5.电磁铁与永磁体相比有很多优点,它可以通过调整电流的有无、强弱、方向,达到控制磁场的有无、强弱、方向。利用电磁铁做成的电磁继电器(电铃)在自动控制和远距离操纵上常有应用。 6.通电导体在磁场中会受到力的作用,受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。 7.直流电动机就是利用通电线圈在磁场里受到力的作用发生转动而制作的。在这一过程里把电能转化为机械能。在直流电动机里利用换向器改变线圈中电流方向,使线圈在磁场力作用下持续沿同一方向转动。 8.闭合回路的一部分导体,在磁场中作切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象。产生感应电流的条件是:一是电路闭合;二是导体做“切割”磁感线运动,即导体运动方向不能与磁感线平行。 9.发电机是利用闭合线圈在磁场中作切割磁感线转动时,产生感应电流的原理制成的,它是把机械能转化为电能的装置。 10.电池分化学电池(正极是铜帽碳棒)、水果电池、伏打电池(有里程碑意义,是真正意义上的电池)、蓄电池(有铅和硫酸,污染大)、太阳能电池(无污染,利用可再生能源),燃料电池 发电厂发电有以下几种方式:火力发电,水利发电,风力发电,核能发电,潮汐发电等。
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电法勘探的原理方法与仪器(说明)
电法勘探的原理方法与仪器
2009.05月
录第一部分 电法勘探的原理与方法 引言第一章 直流电法第一节 电法勘探方法第二节 常规电法第三节 高密度电法第四节 岩样测式法第五节 电法仪器野外应用第二章 瞬变电磁法第一节 瞬变电磁法的基础理论第二部分 电法仪器第三章
大功率激电测量系统第一节 DJS―8A接收机第二节 发射机部分(DJF系列)简介第三节 大功率整流电源部分(DZ--系列)简介第四节 微功率检测发射仪第四章 多功能直流电法仪第一节 DDC―8电子自动补偿仪第二节 DZD―6A多功能直流电法(激电)仪第五章 高密度电法测量系统第一节 DUK―2A高密度电法测量系统第二节 DUK―2B高密度电法测量系统2第三节 DUK―3高密度电法测量系统第六章 瞬变电磁测量系统第一节 瞬变电磁法的优点第二节 ATEM-III型瞬变电磁测量系统发射机第三节 ATEM-III型瞬变电磁测量系统接收机第四节 GATEM―I工程瞬变电磁测量系统
电法勘探的原理与方法引
言电法勘探是地球物理学中的一个重要分支,是电工学、电磁学、电子学及电化学在解决地质找矿及工程地质、环境地质中一门应用科学。在电法勘探的实践中已被利用的电学性质有:描述岩、矿石导电性有的电阻率(ρs);反映岩、矿石磁性强弱的导磁率(μ);表示岩、矿石电化学活动性的极化率(ε)和岩、矿石的介电常数(ε)等。电法勘探的找矿原理是基于不同岩石和矿石间的电学性质的改变,而引起电磁场(人工的和天然的)空间分布状态发生相应的变化。由此,人们便可利用不同性能的仪器,通过对场的空间和时间分布状态的观测与研究,来勘查矿产资源或查明地质目标在地壳中的存在状态,从而实现电法勘探的地质目标。电法勘探较其它地球物理勘探方法具有方法多样性及应用广泛性等突出的特点。人们为了实际应用、科学研究和学习方便常采用不同的分类方式,将具有共同性的方法归纳在一起,简要分述如下:1、从场的来源划分为:天然场法和人工场法。前者研究、观测的是天然存在地下的电场,电磁场;后者则是对人工建立于地下的电场或电磁场进行观测和研究。2、以场源的性质可划分为:直流电法,交流电法、过渡场法和电化学法。1)直流电法以观测和研究稳定电流场空间分布规律的变化为主,也常称为时间域电法。2)交流电法以研究似稳状态的电磁场或电磁波的空间分布或随频率变化的特点为主,常称为频率域电法。3)过度场法以观测和研究人工电磁场的建立或衰减过程的变化规律为主,常称为建场法或瞬变场法。4)电化学法是观测和研究天然或人工的电化学作用而形成的场的分布变化规律。3、以地质目的不同可分为:金属及非金属电法勘探、石油及煤田电法勘探、水文及工程地质电法勘探、地壳及上地幔电法勘探等。4、以勘探工作的施工场地划分为:地面电法、航空电法、井中电法和海洋电法等。
直流电法第一节
电法勘探方法一、电阻率法1、岩、矿石的电阻率:电阻率ρ是描述物质导电性能优、劣的一个电性参数,物质的导电性愈好,其电阻率值愈小。天然岩(矿)石都是由矿物组成的,为了解岩(矿)石电阻率的特点和变化规律,需研究各类矿物的电阻率。按导电性能的优劣,固体矿物可分为金属类导电矿物、半导体类导电矿物、固体离子类导电矿物。矿物电阻率值是在一定范围内变化的,同种矿物可有不同的电阻率值,不同矿物也可有相同的电阻率值,因此由矿物组成的岩石和矿石的电阻率也必然有较大的变化范围。 各类岩、矿石的电阻率变化范围如下所示:2625火成岩
10~10Ω2m
10~10Ω2m硬页岩
10~500Ω2m
0.5~10Ω2m 多孔灰岩
100~8000Ω2m
50~3000Ω2m 黄土层
1~200Ω2m
1~200Ω2m2、影响岩、矿石电阻率的因素:影响岩、矿石电阻率的因素很多,除与导电矿物的含量有关外,还包括岩、矿石的结构、构造、孔隙度、含水量及含水矿化度、温度、压力等。在金属矿产普查和勘探中,岩、矿石中良导电矿物的含量及结构是主要影响因素,在水文、工程地质调查和沉积区构造普查、勘探中,岩石的孔隙度、含水饱和度及矿化度是决定性因素,在地热研究及深部地质构造研究中,温度变化成了主要因素。3、视电阻率的概念:电阻率表达式:ρ=KΔU/I,其应用条件是:地面为无限大的水平面,地下充满均匀各向同性的导电介质。然实际上,地形起伏不平,地下介质也不均匀,各种岩石相互重叠,断层裂隙纵横交错,或者有矿体填充,由上式算得的电阻率值,在一般情况下既不是围岩的电阻率,也不是矿体的电阻率,我们称其为视电阻率,用ρS表示,即ρs=K△UMN/IAB
单位(Ω2m)欧姆2米式中:△UMN是接收电极MN接收到一次场电位。IAB供电电流,A、B为供电电极,供电电流计算单位为A(安培),M,N为接收电极。两个点电源的电场:M点电位
UM=I*ρs /2π(1/AM C1/BM)N点电位
UABN = I*ρs AB /2π(1/AN C1/BN)5K?2π1AM?1AN?1BM?1BN………………………其中,AM、AN、BM、BN分别表示A、B和M、N间的水平距离。
电阻率法原理图4、电阻率法分类:剖面法:供电电极(A、B)向地下供电,同是在测量电极(M、N)间观测电位差(ΔUMN),并算出视电阻率,各电极可沿选定的测线同时(或仅测量电极)逐点向前移动和观测,以探测地下一定深度内地电断面沿水平方向的变化。测深法:主要用来探测近于水平层状岩石在地下分布情况,在同一测点上逐次扩大电极距,探测深度由浅入深,探测垂直方向视电阻率的变化,通过分析电测深曲线来了解测点沿垂向变化的地质情况。5、电阻率法对应仪器:1)DDC-6:可以测AB间供电电流、MN间一次场、视电阻率;2)DZD-6A:可以测AB间供电电流、MN间一次场、视电阻率、视极化率、偏离度、半衰时、综合参数、衰减度等参数。6、电阻率法的应用:? 进行地质填图,确定基岩起伏;? 确定构造破碎带的倾向;? 找金属与非金属矿;? 寻找地下水。
二、 激发极化法(IP法)1、激发极化法理论:电法勘探的实际工作中我们发现,当采用某一电极排列向大地供入或切断电流的瞬间,在测量电极之间总能观测到电位差随时间的变化,6在这种类似充、放电的过程,由于电化学作用所引起的随时间缓慢变化的附加电场的现象称为激发极化效应(简称激电效应)。激发极化法(或激电法)就是以岩、矿石激电效应的差异为基础从而达到找矿或解决某些水文地质问题的一类电探方法。激电效应随岩、矿石中电子导电矿物含量的增高而增强的特性,是激电法成功应用于金属矿普查找矿的物理―化学基础。时间域充、放电波形(适用于所有时间域仪器)
图1――22、激发极化法分类:按照岩、矿(石)的激发极化特性,常将岩,矿(石)的激发极化分为“面极化”和“体极化”两类。面极化的特点是激发极化都发生在极化体与围岩溶液的界面上,如致密的金属矿和石墨矿。体极化的特点是极化单元(微小的金属矿物或岩石颗粒)成体分布于整个极化体中,如浸染状金属矿和矿化岩石及离子导电岩石。“面极化”和“体极化”只具有相对意义,地下实际存在的极化体不会是理想化的面极化体或体极化体,只是更接近某一种典型极化模式。激发极化法按供电和测量内容的不同,可分为直流(时间域)激发极化法和交流(频率域)激发极化法。直流激发极化法向地中供入直流电流。供电后从零开始逐渐变大充电过程及断电后二次电位差ΔU2 逐渐衰减到零放电过程中,在流过稳定电流条件下,供电时间为 T时观测到的电位差实为ΔU1和ΔU2之和,如图1――2所示,称为总场电位差。在供电过程中观测M、N极间总场电位差(ΔU),断电后观测激电场的电位差Δ U2,并定义视极化率为:
通常ΔU2比ΔU小很多,故ηS常用百分数表示。一般在每个测点可同时获得ηS和ρS两个参数,即在一条测线上可同时获得两种剖面曲线。当地下无矿体存在时,ηS和ρS沿测线均无显著变化,皆为围岩的正常背景值;当地下有矿体存在时,除ρS有变化外,由于矿体上方激发极化电流密度的增大,使ηS剖面曲线在矿体上方出现极大值(图1――3b)。对于电子导电矿物呈星散分布的浸染型矿体,其电阻率值通常与围岩无明显差异,电阻率法无法识别,但是矿体中每个金属小颗粒均能被稳定电流场所极化(称为体极化),而产生激电效应,视极化率ηS有明显异常。所以,激发极化法对于寻找致密型金属矿和浸染型金属矿均有效果。交流激发极化法又分为变频法和复电阻率法两种方法。变频法通常用超低频段(0.01~10赫)中两种相差较大的固定频率(低频f1,高频f2)分别供电,观测两种频率f1、f2供电时测量电极M、N间电位差的幅值,分别获得视电阻率ρS1(用频率f1观测所得)和ρS2(用频率f2观测所得),并由此算出视频散率ρS或视频率效应。计算公式为
用ρS的找矿原理与η相同。复电阻率法利用的频段比变频法宽,用各种频率分别供电,测量M、N极间电场的振幅和相位,或测量虚分量和实分量等多种参数,算出复电阻率值。
激发极化法原理图
3、激发极化法对应仪器:1)DZD-6A:可以测AB间供电电流,MN间一次场,视电阻率、视极化率、偏离度、半衰时、综合参数、衰减度等参数;2)大功率激电测量系统:测MN间的一次场与视极化率以及AB间供电电流,然后通过处理软件计算视电阻率。84、激发极化法应用:? 金属和非金属固体矿产勘查:普查硫化多金属矿,其优点是能找到百分含量不高的浸染状矿,如铜、铅、锌、钼等有色金属矿;寻找无磁或弱磁性黑色金属矿、贵金属矿、稀有金属矿和放射性矿床等。 ? 寻找地下水:含水砂层在充电以后,断电的瞬间可以观测到由于充电所激发的二次电位,该二次电位衰减的速度随含水量的增加而变缓。在实践中利用这种方法圈定地下水富集带和确定井位已有不少成功的实例。激电测深最大的优点是对水的反映直观,受地形影响小。在激发极化找水中用得最多,最有效的是对称四极垂向测深装置,通常采用温纳装置并保持MN/AB=1/3的等比关系。? 油气田和地热田勘查:探测油气田或地热田上部的次生黄铁矿的激电效应为基础,探测与油气有关的激电效应。三、充电法1.充电法的基本理论:当理想良导体的电阻率远小于围岩电阻率(<200倍)时,可近似看成理想的导体,它位于一般导电介质中时,向其上任意一点供电 (或充电)后,电流便遍及整个理想导体,然后垂直导体的表面流向周围介质。电流在理想导体内流过时,不产生电压降,所以称理想导体为等电位体。理想导体的充电电场与充电点的位置无关,只决定于充电电流的大小,充电导体的形状、产状、大小、位置及周围介质的电性分布情况。这样观测充电电场的分布,便可推断整个地下良导体及围岩电性的分布情况。充电法的原理如图1――4所示。
充电法原理图2、充电法的应用范围及条件:1)充电法解决的地质问题:? 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;9? 确定已知相邻矿体之间的连接关系;? 在已知矿附近找盲矿体;? 利用单井测定地下水的流向和流速;? 研究滑坡及追踪地下金属管线等。2)充电法的应用条件:? 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;? 充电体相对围岩应是良导电体;? 充电体规模越大,埋藏越浅,应用充电法的效果越理想。充电法的最大研究深度一般为充电体延伸长度之半。3、供电电极与充电体的连接方法:供电电极的正极必须与充电体相接,由于供电体出露的条件不同,所以连接的方式也不同。? 用于评价金属矿详查阶段时,若金属矿体是在地表或在井、坑等工程中出露,通常在矿体上打进一组(3~10根)铁电极,将它们并联起来,与电源的正极相连。不易打进铁电极时,可以采用重物将细铁丝或铜丝紧紧地压在矿体表面上。? 当矿体在钻孔中出露时,需要用特制的刷子电极作供电电极,用电缆将刷子电极放入井中的矿体上。? 用于寻找电下管线时,若地面上能找到管线出露点,则可直接将供电正极接到该管线的出露点处。? 供电电极的负极应设在距测区m处低洼潮湿地方,减小接地电阻,增加供电电流。4、充电法的仪器:仪器设备与电阻率法相同,需要有供电系统和测量系统。采用我厂的多功能直流电法仪DZD-6A,可以实现该方法的测量。一般供电时间可选5秒,测量装置选用中间梯度,供电波形选两个。5、充电法中主要观测方式和方法:(1)电位法:将一个测量电极N固定在远离测区的边缘,作为电位零值点,另一测量电极M则沿测线逐点移动,观测其相对于N极的电位差,作为M极所在测点的电位值U,同时观测供电电流I,计算归一化电位值U/I。(2)电位梯度法:使测量电极MN保持一定距离,沿测线一起移动,逐点进行电位差△U和供电电流I的观测,计算归一化电位梯度值△U/(MN?I)。记录点为MN的中点,注意观测电位差△U的符号变化。 如图1――5所示:
四、自然电场法(SP)1、自然电场法理论与应用领域:利用大地中自然电场作为场源,进行找矿和解决其它地质问题的方法。该法是人们应用最早的一种电法勘探方法。它毋须用人工方法向地下供电。至于自然电场产生的原因,目前尚有不同见解。地下潜水面切割电子导电矿体,潜水面上部发生氧化作用,下部发生还原作用,使矿体上、下两端表面产生不均匀的双电层,进而在矿体内外形成自然电流。通常在矿体上方的地表可观测到负的自然电位异常,依此可实现找矿目的。另一观点认为,矿体本身并不参加化学反应,只起传递电子作用。此外,还有人提出电极电位学说和波差电池学说等。对于离子导体情况,地下水在岩石孔隙中流动时,由于水溶液中常含有大量的正、负离子,且岩石颗粒有吸引负离子的作用,致使地下水带走大量的正离子,形成自然电场。野外工作时,将电极N置于很远处(∞处),测量电极M(M、N极皆为不极化电极)沿测线逐点测量自然电位U。测量结果可绘成U的剖面曲线图和平面等值线图。自然电场法不用人工供电,故仪器设备较轻便,生产效率高。2、自然电场法的应用范围及条件:1)应用范围:? 用于寻找电子导电的金属矿床与非金属矿床;? 进行地质填图;? 确定地下水流速、流向等水文地质问题。2)应用条件:观测大地的自然电场:只须两个接收电极,仪器阻抗要高,采用不极化电极。3、自然电场法对应仪器:1)DDC-6:只测自然电位;
112)DZD-6A:只测自然电位;4、自然电场法的工作方法:(1)电位法:观测所有各测点相对于某一固定点(基点)的电位,即将固定电极设在基点上,然后沿测线逐点移动活动电极,观测相对固定电极的电位差。(2)梯度法:观测相邻两测点间的电位差。测量电极放置在同一条测线的相邻2个测点上,观测它们之间的电位差,然后沿测线方向同步移动或交叉地移动,即每次观测后,都把后面的一个电极移到前面一个电极的前面,如此交叉地移动下去,这种跑极方式可以避免两电极间的极差积累。(3)观测结果的整理接下列公式计算出各点的自然电位值电位值=读数+基点差-(极差+极差分配)式中:电位值为测点相对总基点的电位值读数为测点相对分基点的电位值基点差为分基点对于总基点的电位差极差为活动电极相对固定电极在开工时的电位差极差分配为从开工到收工时极差的变化值,按时间顺序对各点线性分配的数值。5、自然电场法的应用:1)确定水流流向(八点图):
如上图所示:将仪器置于M处,M点距离工区500米,MN间距一般取20米,步骤如下:? 首先测M点的电位(仪器只接M);? 然后分别测MN间的电位(仪器接MN);? 对MN间的电位进行归一化处理,方法:分别将MN间的电位与M点的电位相减;
12? 归一化后,分别将一条直线上两端的数据进行相减(大值减小值),四个方向上差最大的为长轴方向。箭头指向电位高方向。在一个工区内,将M、N移到另外的地方(点距视实际情况而定),再步八点图,确定长轴方向,最终可以确定水流方向。如下图所示: 注意:当一点的长轴方向不好确定时,可参照相邻点的长轴方向判断。
2)找富水:
如上图所示,N点在工区内,测点距一般选10~15米,测线距30米,M一般选在距工区500米以外(与仪器在同一地点),无游离电场,地下无矿体,地理位置较高处。这种方法适宜于喀斯特灰岩地区,操作步骤如下:? 首先测M点的电位(仪器只接M),其值作为工区背景值; ? 然后分别测MN间的电位(仪器接MN);? 绘电位剖面图:用背景值作为纵轴的零点,用原始数据绘;? 对MN间的电位进行归一化处理,方法:分别将MN间的电位与M
点13的电位相减;? 用归一化后的数据做自然电位等值线图,圈定富水区域,然后在附近布测深点。
常规电法一、主要参数说明1、设置参数说明:1)供电( 充电)时间的选择激电找矿:T=4―8秒;找水:基岩找水供电时间为 T=5―10秒;江河地带找水供电时间为 T=10―20秒;常规电阻率法:2秒;高密度电阻率法:0.5秒2)供电波形选择:只做电阻率,可设置为2,如要做激电,建议设置为3 个2、测量参数说明:1)视电阻率ρS?K2)自然电位SP?VMN3)视极化率MS?ΔV2?10%0 ΔVMNΔV ΔI其中ΔV2为二次场,ΔVMN为一次场。4)半衰时TH单位为秒。ΔV
激电二次电位衰减曲线及半衰时TH14所谓半衰时,就是断电后二次场?V2第一个取样值衰减到一半时,所对应的时间,如图1――6所示。这个参数是通过实践总结出来的,行之有效的参数,目前已广泛的应用。半衰时大,表示极化介质二次场放电慢,而半衰时小,则表示放电速度快。在含水岩体上,其半衰时TH通常都多以高值异常形式出现。5)衰减度D的含义是:断电后衰减的二次场在某一段时间(t2-t1)内的积分的平均值除二次场第一个采样值,其数学表达式:t2??VD?t12(t)dt?V2(t)该参数在水岩体上也呈现高值反映,在D?0.4左右,一般以为有水。6)偏离度:偏离度概念由中国地质大学李金铭教授等在国家自然科学基金资助项目()《激发极化法找水基础理论研究》中首次提出。在“含水岩石激发极化性质的实验研究”中根据在400多个样品上测得近1000条激电二次场放电曲线,给出了含水岩石的极化率和半衰时,与湿颗粘变、孔隙液变(成分)以及粘土含量等影响因素的关系,深入研究了粘土物质在砂―水体系中的作用和机制,总结出了一个能很好的描述放电二次场的数学模型(时间轴为对数的直线方程):(1) ΔV2(t)?B?Klog(t)
…………………………………式中,K为衰减曲线斜率:为断电后单位时间(t=1)的衰减电压值。 方程(1)中的△ V2 =(t)若用极化率ε(t)表示时,并不失其一般性,即方程仍有直线性。
在此基础上提出了一个能有效用于激发极化找水的新参数:偏离度:1r?ni(ni?Klog(ti)?B)2n式中n为取样点数,ni???n?i为测得时间内各取样点极化率的平均值。R用来衡量实测衰减曲线与“理想直线”的偏差。R越大,说明“直线性”越差;R越小,说明“直线性”越强。故称R为偏离度,即偏离于“理想直线”的程度。研究表明,R随岩石含水量的增加而减小,即含水量加大时,衰减曲线的“直线性”变强。7)综合参数:Zp=0.75?MS1?TH综上所述,在解释中要结合水文地质条件,多参数配合使用,在偏离度异常与另外参数(MS、TH、D)异常吻合,基本可以认为含水。二、近场源装置:近场源装置是一种供小电流可获得二次场大信号,装置十分轻便的激电法,快速,效率高成本低,主要用于测露头和标本测试。15特点:它的供电电极距离测量电极比较近。1、近场源二极装置:供电电极B和接收电极N均置于无穷远,一般垂直于测线。无穷远的含意:对B极而言,若相对A极在M点产生电位可以忽略不记,便可视B极为无穷远。同理A极在N极产生的电位可以忽略不记,认为N极为无穷远。实际中选定B、N两点到AM中点垂直距离大于10AM间距。二极装置是最基本的装置AM大小的选择原则对三极,四极也适用。因此适当选择AM大小,对压制浅部干扰,突出深部异常是有利的。对于在地表出露的半球形干扰体来说,当取AM=5R0时,R0为半径,干扰异常可以得到压制。二极法(AM)的装置系数记算公式为:K = 2πAM
=K*V/I特点 :一次场电位差VM相对比其它方法大。在菜单中输入AM值。
图1――7美国GDP―32仪器和加拿大V8电测站仪器中的两极法(GDP―32中单极--单极)法。装置系数记算公式为:K=2πna
( na=AM ).
2、近场源三极装置:B无穷远,A、M、N排在一条直线上进行观测?s?KAMN??VMN
Ia)通用三极装置系数K记算公式:KAMN?2?AM?AN MN
MN中点为作为观测结果的记录点。
b)重仪厂生产的仪器三极装置系数K记算公式为:22π(a?b) K?其中公式中a=OA和b=MN/2 ,OA为A极到M,N极中点距离, a和b为仪器自动求K时在菜单中输入的参数值。c) 美国GDP―32仪器和加拿大V8电测站仪器中的三极装置(GDP―32中偶极--单极)法。装置系数K记算公式为:K=2πan(n+1)近场源三极装置的AM极距的选择,研究表明,当取AN=(3--5)AM时,即可获得明显异常。无穷远极B应在垂直测线方向上,距离应不小于10倍AM。3、近场源四极装置:关于近场源四极装置的极距的选择,如下图3,仿照偶极装置的符号可以写出AM=BN
;MB=ana)通用四极装置系数K记算公式:(微分)K=πan(n+2)/ n(n+1)-1b)根据重仪厂生产的仪器中自由送K方式:先根据用上面给的K记算公式求出K值后,再根据菜单中选择K=自由送K方式,将K值输入到仪器中。
图1――9研究表明,OO,大小的选择,可由关系式确定;OO,=2H0
关系式中OO,分别为AM和BN中点间距离,H0为探测目标体的中心深度。由于OO,= a(n+1)可知,当a一定时,增大n值(n=1,2,3??..) 可加大OO,,提高勘探深度。因此利用几个n值的观测数据也可以作成拟断面图,进一步对异常作解释。17电极距a的选择,可由以下关系确定;a=1/5*( OO,)
在n或OO,一定时,增加a值可提高异常幅度,加大勘探深度。
三、常用装置类型及特点:1、对称四极(AMNB) 装置:施伦贝尔装置(n & 1)或温纳装置(n = 1)施伦贝尔装置(n =常数)AM=NB,记录点取MN的中点a) 通用四极装置系数K记算公式:K=π*AM*AN/MN若AM=MN=NB=a时,KW=2πa温纳装置(n = 1)
b)重仪厂生产的仪器四极装置系数K记算公式为:令AB/2=a和MN/2=b22π(a?b)K?b在仪器参数输入菜单中分别输入AB/2极距和MN/2极距的值即可。1)四极剖面:在测量过程中A、M、N、B相对位置不变,只是四个电极平移,称为四极剖面法(n = 常数)。应用:主要应用于地质填图,研究覆盖层下基岩的起伏,为水文、工程地质提供有关疏松层中电性不均匀体的分布和疏松层下的地质构造资料。如寻找地下古河道,确定基岩起伏。2)对称四极测深装置:A、M、N、B四个电极相对M、N中点的位置是对称改变的,称为对称四极测深法(n & 1)。地下电场分布范围随AB的增大而增大。当AB很小时,ρS主要反映地表层的电阻率;当AB逐次增大时,ρS逐渐反映深部地层的电性特征。(1)对称四极测深装置:它的主要特点是测量电极M,N不动的情况下,供电电极A,B对称地逐渐向两边拉开,来获得从浅到深地下地质体电性变化的信息。当AB极距很大时,MN间电位差将会太小,以至于无法观测,因此,随着AB极距的加大,也需要适当加大MN距离,通18常在一条测深曲线上会出现接头。通常MN应满足1/3AB≥MN>1/30AB。(2)等比四极测深装置:它的主要特点是供电电极A,B和测量电极M,N,在保持MN/AB一定值的前提下,同时对称逐渐向两边拉开,通过不断加大A,B和M,N的距离,来达到了解从浅到深地下电性变化的测深目的。等比测深MN/AB=1/3、1/5,由于它们的M,N是随A,B一起移动的,所以测深曲线上无接头点,并且因为M,N较大,所以激电二次场的信号较强,观测精度较高,目前在我国的激电法找水工作中最为常用。干扰较大时,选择MN/AB=1/10;干扰较小时,选择MN/AB=1/3。 电极距的选择:1)供电电极距(A、B)的选择:最小AB距离应能使电测深曲线的首支为近似于水平的线段,以便由它的渐近线直接求出第一电性层的电阻率,AB/2=1.5米或3米为最小;最大AB距离应能满足勘探深度的要求,并保证测深曲线的尾支完整,可解释出最后一个电性层,AB/2最大与探测目标体的埋藏深度,产状,导电性和激电性等地电条件有关;为使曲线光滑,以保证解释精度,各供电电极距在对数坐标的AB/2轴上应均匀分布,一般使相邻两极距在模数为6.25cm对数纸上相距约0.5~1.5cm。如果只是为了确定极化体的顶部埋藏深度H则只需要测到接近饱和值或极大值再稍加延长即可。2)测量电极距(M、N)的选择:1/3AB≥MN>1/30AB。主要用于探查地下的地质构造,寻找石油、天然气、煤田以及解决水文、工程地质问题。
3)温纳(n = 1)装置:它的主要特点是供电电极A,B和测量电极M,N,在保持MN/AB一定值的前提下,同时对称逐渐向两边拉开,通过不断加大A,B和M,N的距离,来达到了解从浅到深地下电性变化的测深目的。温纳(n = 1)即MN/AB=1。2、联合剖面装置:1)装置特点:由2个三极装置联合组成,其中电源的负极置于无穷远(或称C极),电源正极可接A极,也可接B极。最大特点是在一条剖面上能得两条视电阻率ρsA和ρSb 同时也得两条是视极化率εA和εB曲线。将这些曲线配合起来作解释,能准确地确定极化体位置和判断极化体的产状。但这种方法对邻近极化体分辨率差,有时还要做几种极距才易对异常作解释,生产效率低,只能做详查,如确定极化体位置和判断极化体的产状。a) 通用三极装置系数K记算公式:?VA?VB?A?KA;?B?KBIAIB19AM?AN MNb)重仪厂生产的仪器三极装置系数K记算公式为: KA?KB?2?22π(a?b) K?其中公式中a=OA和b=MN/2 ,OA为A极到M,N极中点距离, a和b为仪器自动求K时在菜单中输入的参数值。
如图所示为低阻正交点,当Ra与Rb反向时为高阻反交点。如目的层为低阻,当Ra<Rb时,测线跑极方向应向相反的方向,如
脉状体向∞小的方向倾。2)电极距:一般对于脉状极化体而言,联合剖面的电极距由下列关系确定。
AO=BO=1/2(L+I)
AO=BO≥3h式中的L为极化体走向长度;I为极化体下延长度;h为极化体顶端埋深。
MN=((1/3---1/5)OA无穷远极---应垂直测线方向布置,它与测线最近距离应大于OA的5倍,当斜交测线时它与测线最近距离应大于OA的10倍。
0C&5AB图1――11
联合剖面装置
应用:寻找和追索良导电陡立薄矿脉;划分岩石界面;确定构造破碎带的倾向。3、中间梯度装置:1)装置特点:铺设一次供电导线电极(A,B)能在相当大的面积上进行测量,特别是能用几台接收机同时在几条测线上进行测量如图1――12,因而具有较高的生产效率。A、B极取一定范围不动,MN在沿测线(1/3―2/3)AB范围移动,旁测线可在主测线的两侧各(1/5)AB范围内沿测线方向移动。由于A,B 电极之间(1/3―2/3)地带接近水平均匀极化条件,故对于各种电极和不同电阻率的极化体,均能产生较明显的异常,易于解释。梯度装置中有纵向中梯和横向中梯之分,纵向中梯即A,B的连线(测线方向)垂直于目标极化体的走向。而横向中梯A,B的连线与目标极化体的走向平行。由于横向中梯只适于勘测良导电或低阻脉状极化体,而对于电阻率与围岩相近或高于围岩的极化体效果不佳,因此金属矿藏普查阶段应用较少。另外,由于中间梯度装置供电电流大,电压高易产生较强电磁耦合干忧,所以在交流电法不能用。中间梯度法在寻找陡立高阻矿体和平缓低阻矿体以及地质填图时效果较好。
2)电极距:供电电极(A,B):在(A,B)相对极化体的埋深不太大时,随着AB的加大异常值增加比较明显,当AB进一步增加时,对低阻极化脉状体而言,异常将趋于某一饱和值;对高阻极化脉状体而言异常在某一AB极距将有极大值,而后减小。所以AB大小根据已知矿上试验确定。AB=(4--10)H式中H极化体顶端埋深。21测量电极(M,N):除了考虑地表干扰大小以外,MN应大于干扰体的直径,以得到最大异常为前提。最佳MN与埋深有以下关系:球体:MN=1.4H(H为球心深度);水平圆柱体:MN=2H(H为柱心深度);直立板状体:MN=2H(1+1/H)1/2
H顶端埋深。在作普查时,为了保持一定的分辨率,应等于1或2倍的点距,但不得大于点距2倍。通常为:MN=(1.4―2.8)H或MN=(1/20―1/50)AB。H为极化体顶部埋深。MN也常取20~40m。
中间梯度装置示意图
重仪厂生产的仪器中间梯度装置系数K记算公式为:
K?2π1111|???|AMANBMBN
原点O选择OX为原点(即A点)到MN中点的水平距离,在此装置中永为正数值。OY为MN中点到主测线AB的距离。当OY=0时,为主测线,由于计算公式中取用的是OY平方,所以仪器输入的OY的数值可为正数值,同时旁测线可在主测线的两旁布线。
注:OX(即AX)?中?K中?VMN
IAM?(X?MN/2)2?Y2
AN?(X?MN/2)2?Y2BM?(AB?X?MN/2)2?Y2
BN?(AB?ox?mn/2)2?0y2式中:OX=X
为X轴上任一点到原点(即A点)距离;OY=Y 为Y轴上任一点到原点(即A点)距离;在仪器参数输入菜单中分别输入AB、MN/2、OX、OY的值即可记算出K值。
V8电法测站中间梯度装置
3)应用:中间梯度法在寻找陡立高阻矿体和平缓低阻矿体以及地质填图时效果较好。
图1――15 中间梯度法在高阻和低阻矿体上的视电阻率异常234、偶极装置:供电电极AB和测量电极MN皆为偶极装置,有一定的距离,四个电极都在一条线上,故称轴向偶极。?00??K00??VMN
I重仪厂生产的仪器偶极装置系数K记算公式为:
K00????AM????1? AM=|OAB-OMN| ??MN????O点为测线上任意设定原点在仪器参数输入菜单中分别输入OAB和OMN电极距长度值; 其中OAB为AB中点到测线上任意设定原点O的距离;OMN为MN中点到测线上任意设定原点O的距离。MN=D=AB= a
O点为测线上任意设定原点图1――16令AB=MN=a
00 ′=(n+1)a通用偶极装置系数K记算公式:K00 ′=πan(n+1)(n+2)1)装置特点:因为供电电极(A,B)和测量电极(M,N)用的都是短线,所以装置比较轻便,和其它装置比,受电磁干忧最小,因此在交流电法中常用。适于在复杂地形和交通不便地区普查工作。还有异常幅度大,对极化体的形状和产状的分辨能力较强,对覆盖层的穿透能力较强。为了更直观地了解不同深度的地质情况,常用多个电极距测量绘制拟断面图,同时方便于对异常进行解释。以供电偶极AB之中点O和测量偶极MN之中点O'的连线长度为底边,作等腰三角形,取直角顶点为记录点,当改变电极距(n)时,按同样方法可画出同一测点不同n值的直角顶点,。随着极距的加大,探测深度也加大,如下图所示,上部反映浅部情况,下部反映深部情况。
图1――172)电极距:偶极装置异常幅度大小及异常形态与偶极间的00 ′或电极间隔系数有关。对脉状体而言:OO,=1/2*(L+I)
式中L为极化体走向长度;I为极化体下沿长度。
OO,=(3--5)H
;H为极化体顶端埋深。AB=MN=a
a= (1/4―1/6) OO,;
OO,= a (n+1)。a不能取太大,否则将会使异常减弱,也不能取得过小,否则对围岩电性不均匀体将反映过于灵敏,使曲线呈锯齿状跳跃。应用:矿产资源调查,如寻找硫化矿;进行地质填图。5、五极纵轴测深:
图1――17五极纵轴测深装置
A―为原点O,中心供电电极电流强度为+I,两侧供电电极B1、B2处电流强度为-I/2,测量电极MN沿纵轴Y移动。五极纵轴测深装置的电流密度主要分布在h & 0.93L的范围内,其电流密度大于对称四极装置的电流密度。
因此能比用对称四极测深进行观测获得较大的电位畸变25值,从而可以得到关于勘探对象状况的较明显信息。五极纵轴测深在对高阻和低阻地质体上进行勘探时,当基岩电阻率小于上覆岩层电阻率时,都可以获得随深度h的增大而出现向右移的高阻异常值和低阻异常值,而四极电测深获得D型曲线,在实际工作中很难利用该曲线判断地质体的存在及埋深。目前常用的对称四极测深主要是用来解决水平层状结构的有关地质问题。而在水文及工程调查中,经常会遇到一些非层状地质体,如溶洞等测深,五极纵轴测深法在一定的地电条件下,对非层状地质体有较好的勘探效果,与其它电阻率法相比,五极纵轴测深具有分辨能力强,曲线直观,解释简单等优点。注意:在同一点做四极测深和五极测深时,所得的视电阻率值是不一样的。因为视电阻率同装置系数K有关,同时也和水平均匀介质及水平非均匀介质有关。
L?2h(h为估算的异常深度),电极距L应不小于测深点对象埋深的2倍。L=AB1=AB2=AB五极纵轴测深曲线,一般应绘在算术直角坐标系中,纵轴表示电阻率ρ或视极化率M等。 横轴为(Y1?Y2)?深度h。 K?Y2?Y11??22Y1.Y2L2?Y1L2?Y22π1式中:Y1=AMY2=AN
6、井中激电:其工作方式有地―井方式,井--井方式,井中方式,地面工作方式。主要用于划分地层,划分蚀变破碎带,评价成矿有利地段,寻找金属矿床与非金属矿床、勘查地下水、能源资源,以及研究地质构造等。1)软电极有三极法,四极法(中间梯度) ,软电极的间距可以根据实际情况选定,但使用的电极必须用固体不极化电极,例如:钛合金电极适用于采集高频电场数据(&0.1HZ)。PB-PBCI2 (铅―碌化铅)不极化电极,这种不极化电极化学性质稳定,在长时间内只有小的直流偏移值,因此适合于采集低频数据(1HZ以下的低频数据必须用)。铅―三铬13或四铬13,其中铅放置中间。261) 地―井方式工作时,供电电极AB在井上可以有三个方位:a)主方位:供电电极A位于勘探线上,钻孔向A极倾斜,如图A1。如果主方位上视极化率值高,说明矿体向主方位倾斜。b)反方位:供电电极A位于勘测线上,但钻孔倾向不向A极方向,如图A2。如果反方位上视极化率值高,说明矿体向反方位倾斜。c)负方位:供电极不在勘探线上,而是位于勘探线垂直的两侧方位。如图中A3,A4极。负方位确定矿体的宽度。
地--井 电法装置
图1――18OA1=OA2=OA3=OA4=Rd:钻孔与铅垂线的夹角(α)e.钻孔与水平线的夹角(β)主方位:β=90°-α反方位:β=90°+α副方位:β=90°2)地--井电法K值计算公式(IP―BUR)THFTA为仪器显示的角度,代表?角值AM.ANK?2π MN
AM?(H?)2?R2?2(H?)RcoβsAN?(H?)2?R2?2(H?)Rcosβ 27K?Y2?Y11??22Y1.Y2L2?Y1L2?Y22π13)供电电极A到井孔口的距离R的选择:根据实际情况而定:一般测量深度
H = 500米;R = 100―300米;(一般100米=1/5*H)H = 1000米;R = 100―500米;(一般200米=1/5*H)根据接收信号大小和效果而定,如果接收信号大,效果好,R值可以大,如果接收信号小,效果不好,可以减小R值。
四、测量常用的软电极系系列:(1)井中激电三极法:N极在上面
N极在地面上,AB供电电极在井中。这种方式要求供电电压无需太高,电流不太大(软电极系的电流最好小于1A),便可测比较深,野外常用。还有一种B极在井上,接无穷远极,这种方式,如果探测深,要求供电电压很高,野外一般少用。AM = (1/3―1/8)AB
AB = (1C 20)米根据设计要求而定 K=4π*AM*BM/AB(适用于井中激电三极法) 因为在井中可看作全域空间,所以采用4π。(2)井中激电梯度为四极法:A,M,N,B四电极在井中。 软电极图示:
图1――2029
图1――21五、补充说明:1、高阻屏蔽与低阻屏蔽:在电阻率法工作中,当表层为高电阻率的地层时,由于接地电阻极大,电流无法供进地下,这种地层成为电阻率法勘探的高阻屏蔽层。在沙漠戈壁的干旱区,冻土地带、地表满布沙砾石的干旱河谷以及高电阻率基岩出露的山区应用电阻率法时,虽然供电电压高达800―900V,但输进地下的电流仍然只有零点几毫安,观测到的测量电极间的电位差很小。在这种地区应用电阻率法十分困难。改善的办法是尽可能加大电压(在保证安全的情况下),或进一步增大仪器的输入阻抗(达10兆欧以上),或减小接地电阻。最好把直流供电改成低频交流供电。―旦电流能供进地下,这种屏蔽作用反而可以提高电阻率法深部勘探的分辨能力。在电阻率法工作中,当表层为高导电层时,绝大部分供电电流将从表层“短路”,不能流向深部,这个高导电的表层成为一个低电阻率的屏蔽层,这种现象称为低阻屏蔽。在滨海地区、表土盐渍化严重的河网地区,有些矿化度较高的沙漠干旱区以及我国南方红层地区(含铁质成分较高)等都能形成一个高导电层。这些地区应用电阻率法极为不利,30经常遇到供电电流高达数安培,电位差却十分小;而且由于电流只在表层流过,不能反映深部情况。在有这样屏蔽作用的地区可以把直流供电改成低频交流供电或采用其勘探方法进行工作。2、探测深度的影响因素它取决于如下条件:①被探测地质体本身的因素,如:大小、形状、埋深及与围岩的电阻率差别;②供电电极距(AB)的大小; ③观测精度; ④地形和不均匀体的干扰;⑤外来电场的干扰。如不考虑后面两个因素,其探测深度主要取决于前三个因素。计算表明,在AB/2深度以下存在无限延展、电阻率又为无穷大的岩层时,它对地面电场的畸变不超过观测误差。所以,AB/2可称为影响深度。实际上,如水平岩层不太厚,且与上下岩层的电阻率差异不大时,需要比AB/2浅很多才能被发现。在基岩地区,探测深度小于50米时,修正系数为0.95~1;探测深度为50~150米时,修正系数为0.75~0.85;探测深度为150~500米时,修正系数为0.55~0.65。但是,当矿体较小、埋藏较深时,即使无限增加极距也无法探测到。如对良导球体,当球心埋藏深度超过其半径的3一4倍时,无论怎样选择极距也难以探到。对良导水平柱体,当柱心埋藏深度超过其半径的5~6倍时,也难以探到。所以,电阻率法的探测深度,主要取决于被探测地质体本身的各种因素。3、布极方向:一般都是垂直极化体的走向,但是如果是做测深剖面,则为了防止由于供电电极A或B通过极化体上方时产生次级异常,则布极方向最好沿极化体走向。另外,当工作地区的地形起伏较大时,为了减少地形影响,则布极方向最好尽量与地形等高线方向一致。如果岩层倾角较大,应沿岩层走向布线,如果有断层,则沿断层走向布线。4、对供电电流强度的要求:供电电流强度与信噪比有着密切关系,当噪声大时,要求供电电流强度也大。直流激电法的供电电流强度:I =K*ΔU/ρ
I=ΔU2*K/ρ*ε式中
ΔU2 伏;ρ(欧姆.米);η无量纲;装置系数K。当工作地区的干扰比较小时,在直流激电法中要求二次场电位差不小于0.5mV,这对供电电流强度的要求应满足下式:IR0.0005K/ρ*ε可见,供电极距或K值大时,ρ和ε越小,要求供电电流强度大。 MN电极接收到总场电压ΔU≥10mV为好。1)中梯装置:对AB中点的测点,K=Л*AM*AN/MN=Л*AB2/MNIR0.000125Л*AB2/ρ*ε*MN当AB=1200米;MN=20米;K=56520米。η=4G;31ρ=50Ω.m
;如果接地电阻100Ω.m,所需电压1400伏。2) 偶极装置:K00 ′=π.a.n(n+1)(n+2)IR0.0005* a.π* (n+1)(n+2) /ρ*εa.=40米,n=4;K=11572米。ε=4G;ρ=50Ω.m供电电流强度=3.67A,如果接地电阻100Ω.m;所需电压=370V。3)近场源四极装置:关于近场源四极装置的极距的选择,通用四极装置系数K记算公式:(微分)K=πan(n+2)/ n(n+1)-1IR0.0005πa(n+2)/ ρ*ε{ n(n+1)-1}a=40 n=4k=158.65 ε=4G;ρ=50Ω.m供电电流强度=0.04A 如果接地电阻100Ω.m;所需电压=4V。5、电极的接地电阻:1)供电电极接地电阻:从全欧姆定律出发出发供电回路电流强度I=ε/R0+RX+RA+RB式中ε电源电动势;R0 电源内阻;RX 导线电阻;RA ,RB
供电电极接地电阻。从上式中可知为了提高供电电流强度必须提高供电电压或减小接地电阻或减小导线电阻;减小A、B 供电电极接地电阻,加大供电电极半径,加大供电电极入土深度,使用多根供电电极组成并联电极组。2)测量电极接地电阻:测量电极MN的接地电阻大,将会产生仪器无法读数的现象,或出现假异常,设仪器输入阻抗3MΩ,MN的接地电阻为90KΩ,可产生3G测量误差。根据国内外直流电法仪器在野外实际应用情况来看,越小越好,如果大到20---30KΩ时,应该注意了最大不能超过50KΩ。不极化电极罐要经常洗罐,换硫酸铜溶液,保持正常的渗透率。
高密度电法
一、原理与特点:高密度电阻率法仍然是以岩、土导电性的差异为基础,研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流的分布规律的一种电探方法。它的理论基础与常规电法相同,所不同的是方法技术。高密度电阻率法实际上是种阵列勘探方法。野外测量时只需将所有电极布置在一条测线上,利用程控电极转换装置和微机电测仪便可以实现数据的快速和自动采集。将测量的结果传送给电脑,应用给定的解释软件进行数据处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。相对于常规电阻率法而言,它具32有以下特点:? 电极布设是一次完成的,不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础;? 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息;? 野外数据采集实现了自动化,不仅采集速度快,而且避免了由于手工操作所出现的错误;? 与传统的电阻率法相比,成本低,效率高,信息丰富,解释方便。二、对应仪器:1)DUK-2A高密度电法测量系统:依客户需要,可以增加视极化率测量,主机还可作发射机,与DJS-8A匹配测量。2)DUK-2B高密度电法测量系统:3)DUK-3高密度电法测量系统(研发中):三、常用装置类型特点及应用:1.装置特点:1)三电位电极系:温纳四极(WN)、偶极(DP)、微分(DF),视电阻率计算公式:ρWN = 2лa*VMN /I温纳四极(WN)ρDP =6лa*VMN /I偶极(DP)ρDF =3лa*VMN /I;微分(DF)a――a=nx(X为电极距)当点距为X时,a=nx(n=1,2,??15)为层数测量层数最多为16层,每测量完一层,有效电极数减少三个。 以上三种方法总测点数为552点每层测点数Dn=60-3n,所形成断面图为倒梯形。在做剖面连结时:可移动的电极数Dn=60-3n重复使用的电极数DC=60-(60-3n)温纳(WN):应用的最多,对高阻体或低阻体成图,可见上下底部,勘查空洞效果最佳。偶极(DP):勘查空洞效果最佳。微分(DF):该方法勘查断裂带效果最佳。2)施伦贝尔(SB1)模式:该装置适用于变断面连续滚动测量,得到矩形断面,对于高阻体或低阻体成图,由于屏蔽作用,下底部无法探测,但效率高。在整个测量过程中,MN先固定在一个点距后不动。例如:设置测量n层,开始M极在n+1点位上,N极在n+2,A极在1点位上向MN移33动,B极在2n+2点位上。AB极分别向MN跑,直到一个测深点做完,MN再移动一个极距,重复上述过程,一直跑到B极距到最后一个电极为止,测量的过程是由下向上。在做剖面连接时:(以60道为例)可移动电极Dn=60-(n32+1)重复电极数DC=60-[60-(n32+1)]?VρsB1=π*n(n+1)*X*;X为一点距 I3)联合剖面:(相当两个单边三极)(CB)?V??4?nX
I4)单边三极(SP1):?V?s?2?(n?1)X? I
2、.工作装置模式一工作装置模式一无需布无穷远极,根据A、B、M、N排列及跑极方式的不同有七种:温纳、施贝1、施贝2、偶极、微分、温施1、温施2。1)温纳装置(WN):它的电极排列规律是(对于60道):A,M,N,B(其中A,B是供电电极,M,N是测量电极),AM=MN=NB为一个电极间距,随着间隔系数n由n(MAX)逐渐减小到n(MIN),四个电极之间的间距也均匀收拢。该装置适用于固定断面扫描测量,其特点是测量断面为倒梯形,电极排列如下(n = 1为温纳装置):
图1――2234设电极总数60,n(MIN)=1,n(MAX)=16,每步电极转换的规律如下所述:第一步:
A=1#,M=17#,N=33#,B=49#;第二步:
A=1#,M=16#,N=32#,B=48#;?第十六步: A=1#,M=2#,N=3#,B=4#;如果收敛标志为0,则A=60-3*16=12,M=A+16,N=M+16,B=N+16就完成跑极,测得一个平形四边形。当选n=10时(即B=49时),方便长剖面的连接,每次移动三十根电极即可;如果收敛标志为1 ,则A最大等于60-3,M=58,N=59,B=60时跑极才完成(如上图)。跑极方式为逆向斜测深,经随机的数据转换软件转换成剖面数据。测量展开后,显示屏内容如下:
第二行显示间隔系数n,第三行显示对称四极的电极排列规律,第四行显示每一步转换所接通的电极序号。测量结束时,转换器显示屏上给出整个剖面的数据总数,从测量总数的正确与否,可判断出测量是否正常结束。当实接电极数给定时,每层剖面上的测点数和断面上的总测点数由下式确定:Dn=Psum-(Pa-1)2n其中
n―剖面层数;Psum―实接电极数(测线上电极总数);Pa―装置电极数(装置α、β、γ排列Pa=4);Dn―剖面n上的测点数。例如,对α排列(即温纳),电极数Pa=4,设测线上电极总数Psum=60,剖面层数为16,每层剖面上测点数:Dn=60-(4-1)2n 第一层:D1=60-321=57;第十六层:D16=60-3216=12断面上总的测点数=16*(D1+ D16)/2= 552此公式也适用于β排列(偶极―偶极装置),γ排列(微分装置)。2)施伦贝尔1(SB1)装置模式:该装置适用于变断面连续滚动扫描测量,测量时,M、N不动,A逐点向右移动,同时B逐点向左移动,得到一条滚动线;接着A、M、N、B同时向右移动一个电极,M、N不动,A逐点向右移动,同时B
逐点向左移动,得到另一条滚动线;这样不断滚动测量下35去,得到矩形断面。其电极排列如下:n ≥ 1
图1――23测量过程中,显示屏给出提示:
例如测定16层时,M=17#,N=18#,A=1# → 16#移动,B=34# → 19#移动(第一测深点)。当第二测深点时, M=18#,N=19#,A=2# →17#,B=35# → 20#开始,之后,以此类推。这种方法分辨率高,效率高,劳动强度低。
3)施伦贝尔2(SB2)装置模式:n ≥ 1
测量过程类似于温纳装置,但在整个测量过程中MN固定为一个电极距,AM和NB的距离随间隔系数的递减逐渐由大到小变化。 同样和温纳一样,跑极方式为逆向斜测深,经随机的数据转换软件转换成剖面数据,以下相同,不再赘述。数据按间隔系数由大到小的顺序存储,结果为倒梯形区域。
4)偶极装置测量模式(DP):n ≥ 1它的电极排列规律是(对于60道):A、B、M、N(其中A,B是供电电极,M,N是测量电极),AB=BM=MN,随着间隔系数n由n(MAX)逐渐减小到n(MIN),四个电极之间的间距也均匀收拢,得到第一条测深线;接着A、B、M、N整体向右移一个电极间距,重复以上跑极方式。该装置适用于固定断面扫描测量,其特点是测量断面为倒梯形,电极排列如下:
2537测量过程中,显示屏给出提示:
至于每步转换的过程等与温纳法类同,不再赘述。5)微分装置模式(DF):它的电极排列规律是(对于60道):A、M、B、N(其中A,B是供电电极,M,N是测量电极),AM=MB=BN,随着间隔系数n由n(MAX)逐渐减小到n(MIN),四个电极之间的间距也均匀收拢,得到第一条测深线;接着A、M、B、N整体向右移一个电极间距,重复以上跑极方式。该装置适用于固定断面扫描测量,其特点是测量断面为倒梯形,电极排列如下:
图1――26显示屏的提示信息是:
38至于每步转换的过程等与温纳法类同,不再赘述。
6)温施1装置模式(WS1测深):n ≥ 1此模式介于温纳与施伦贝尔之间,适用于固定断面扫描测量,测量得到是矩形的测深剖面,其电极排列如下:
图1――27如上图所示,设温施间隔层数为3,在1~3层和施贝1法跑极类似,4~6层MN间隔变为3(MN@),7~9层MN间隔变为5(MN),依此类推。用此方法所接收到的信号幅度大,提高了测量灵敏度。测量过程中,如测量16层屏幕显示:
温施1设置温施间隔系数CS=3,设置测量层数为16层,每隔三层时MN的间距改变一次。1-3层
间隔MN=1,MN间隔等于一个极距16
间隔MN=3,MN
间隔39等于三个极距13
间隔MN=5,MN间隔等于五个极距10
间隔MN=7,MN间隔等于七个极距7
间隔MN=9,MN间隔等于九个极距4
间隔MN=11,MN间隔等于十一个极距1
7)温施2装置模式(WS2剖面):
假设温施间隔层数(CS)为3,在1~3层和施贝2法跑极类似,4~6层MN间隔变为3,7~9层变为5,依此类推,得到一个倒梯形剖面图。 1层
间隔MN=1,MN间隔等于一个极距1
6每隔3层MN间隔改变一次,其改变规律为1、3、5、7、9、11 AM、BN的间隔随层数递增每增加一层,增加一个间隔,同温纳。
10以此类推
3、工作装置模式二:工作装置模式二:需要布无穷远极,根据电极排列与跑极的方式不同,可分为:联剖、单边三极、滚动三极、双边三极、普通二极、平行四边形二极、环形二极、自由二极。1)联剖装置测量模式(CB):n ≥ 1它的特点是由ρsa,ρsb两组剖面数据所组成,首先是ρsa装置,电极排列规律是(对于60道)A,M,N,而将供电电极B固定在无穷远点,所以在测量展开之前,就必须将多路转换器与DZD-6A之间连接的B电缆断开,而将DZD-6A面板上的B电缆连接到无穷远点B供电极上。测量时,显示屏给出如下提示信息:
该装置适用于固定断面扫描测量,测量时,AM=MN为最大电极间距,随着间隔系数n由n(MAX)逐渐减小到n(MIN),三个电极之间的间距也均匀收拢,得到第一条测深线;接着A、M、N整体向右移一个电极间距,重复以上跑极方式,得到另一条测深线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。其电极排列如下:
图1――28 ρsa测量完毕,系统自动暂停,下面要进行的ρsb测量模式,其电极排列特点是:M,N,B,而供电电极A要固定到无穷远处,所以在这暂停的间歇时间里,要恢复多路转换器与DZD-6A之间的B电缆连接,断开它们之间的A电缆连接,并把DZD-6A面板的A电缆连接到无穷远处的供电电极 A上。一切就绪后,在DZD-6A键入[回车]键,ρsa的测量立即进行,随着间隔系数n由n(MAX)逐渐减小到n(MIN),三个电极之间的间距也均匀收拢,得到第一条测深线;接着M、N、B整体向右移一个电极间距,重复以上跑极方式,得到另一条测深线;显示屏上的提示信息如下:
ρsa装置也测量完毕之后,联剖装置测量结束。显示出的测量总数应该是上述ρsa和ρsb两组数据之和,即:如果电极总数为60,n(MIN)=1,n(MAX)=16的情况下,联剖的测量数据应该有个。该装置适用于固定断面扫描测量,测量时,MN=NB为最大电极间距,M、N、B逐点同时向左移动,得到第一条剖面线;接着NM、NB整体移一个电极间距,M、N、B逐点同时向左移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。其电极排列如下:
2)单边三极连续滚动式测深装置(S3P):n ≥ 1该装置适用于变断面连续滚动扫描测量,测量时,N、M不动,A逐点向右移动,得到一条滚动线;接着N、M、A同时向右移动一个电极,M、N不动,A逐点向右移动,得到另一条滚动线;这样不断滚动测量下去,得到矩形断面。其电极排列如下:供电电极B置于无穷远
三极装置供电电极B置于无穷远处,参与测线上电极转换的是N,M,A。 a、电极转换规律描述(对于60道):假如测量定位从#1电极开始,最小间隔系数n(MIN)=1,最大间隔系数n(MAX)=20。首先,N= #1,M= #2,A= #3 → #22测得第一组ρsa的数据20个。然后,测量电极依次往前移一个点距。接着,N= #2,M= #3,A= #4 → #23,测得第二组ρsa的数据20个;??每测得一组ρsa之后,测量电极依次往前移一个点距,当移出30个电极之后第一根电缆就已空出,可把它移接到#61→#90电极上;就这样不断往前移动测量,电缆依次腾出,可不断往前接续电极,实现了长测线的滚动测量。设测线上的电极总数为60,n(MIN)=1,n(MAX)=20,则测量数据总数等于:(60―20―1)320=780,可见这种摸式的数据采集量也是较大的,它的特点是能得到一个矩形的测深剖面,而且深部的分辨率43
也较高。多路电极转换器的操作:由“Input”进入,按提示逐项输入有关参数,尤其要注意“起始电极号CHO”, 以及n(MIN),n(MAX)三个参数的输入。进入“Work2”,选第二项”S3P”。等待主机启动测量。测量展开后,显示信息如下
该装置可做长剖面,如前所述,通过灵活设置起始电极号(CHO),可使测量灵活多变;需特别提出的是,由于该单边三极装置的电极总数不受电极转换器的通道数所限,测量深度可做得较大,对于60通道的多路转换器来说,单边三极测深n(MAX)可选58,这是任一种四极装置无法做到的。但随着深度增大,V1(M,N)信号也就越微弱,要求提高供电电压,才能保证测量精度。一般情况下,做单边三极时,可取n(MAX)=20。单边三极解释:利用滚动三极部分解释软件,将测量出的数据的格式按三极滚动法数据格式编排,组成新数据格式(即三极滚动格式)。如测量10层:1-10个数据作为第一层的ρa。11-20个数据作为第一层的ρb(ρb=0)。21-30个数据作为第二层的ρa。31-40个数据作为第二层的ρb(ρb=0)。依此类推可以用三极滚动法解释处理。
3)三极连续滚动式测深法(3P1):供电电极B置于无穷远处,参与测线上电极转换的是N,M,A。
电极转换规律描述(对于60道):假若测量定位从#1电极开始,最小间隔系数n(MIN)=1, 最大间隔系数n(MAX)=20。首先,N=#1,M=#2,A=#3 ? #22,测得第一组ρsa的数据20个;
接着,N=#21,M=#22,A=#20 ? #1,测得第一组ρsb的数据20个;然后,测量电极依次往前移一个点距,N=#2,M=#3,A=#4 ? # 23,测得第二组ρsa的数据20个;N=#22,M=#23, A=#21 ? #2,测得第二组ρsa的数据20个;
……44每测得一组ρsa和ρsb之后,测量电极依次往前移一个点距,当移出30个电极之后,第一根电缆就已空出,可把它移接到#61?#90电极上;就这样不断往前移动测量,电缆依次腾出,可不断往前接续电极,实现了长测线的滚动测量。设测线上的电极总数为60,n(MIN)=1,n(MAX)=20,则测量数据总数等于: (60-20-1)?(20?2)=1560,可见这种模式的数据采集量也是较大的,它的特点是能得到一个矩形的测深剖面,而且深部的分辨率也较高。多路转换器的操作:由“Input”进入,按提示逐项输入有关参数,尤其要注意“起始电极号CHO”,以及n(MIN),n(MAX)三个参数的输入。进入“Work2”,选第三项“3P1”。等待主机启动测量。测量展开后,显示信息如下:
该装置可做长剖面,如前所述,通过灵活设置起始电极号(CHO),可使测量灵活多变;需特别提出的是,由于该三极装置的电极总数不受多路转换器的通道数所限,测量深度可做得较大,对于60通道的多路转换器来说,三极测深n(MAX)可选58,这是任一种四极装置无法做到的。但随着深度增大,V1(M,N)信号也就越微弱,要求提高供电电压,才能保证测量精度。一般情况下,做三极时,可取n(MAX)=20。4 )双边三极斜测深(3P2):供电电极B置于无穷远处,参与测线上的电极转换的是A,M,N。 电极转换规律描述(对于60道):假如测量定位从一号电极开始,最小间隔系数n(MIN)=1,最大间隔系数n(MAX)=20首先A=#1,M=#2,N=#3A固定不动,然后移动MN,M=#2 ? #21,,N=#3 ? #22移动测得第一组ρsa的数据。接着定位电极A往前移一个,A=#2,M=#3,N=#4,M=#3 ? #22,N=#4 ? #23测得第二组ρsa 的数据。??????当ρsa测完后,才测ρsb。测ρsb时定位电极M=#20,N=#21, A=#22, M=#20―#1,N=#21―#2,测得第一组ρsb数据
45??????每测得一组ρsb,定位电极就往前移一个点距,当移出30个电极后,第一根电缆就已空出,可把它移到#61―#90电极上;就这样不断往前测量,电缆依次腾出,可不断往前接续电极,实现了长测线的滚动测量。这种模式的数据采集量大,它的特点是能得到一个平行四边形的测深剖面,而且密度大,深部的分辨率较高。
5) 普通二极法(2p1):
Soundingn=1A
供电电极A和测量电极M在测线上移动,而供电电极B和测量电极N布置在无穷远处并与测线垂直或延着测线布线。测量结果得到一个倒梯形图形。测量时电极转换规律为(对于60道,假设为16层):首先:A=#1,M=#2,→A=#1,M=#3??17然后:A=#2,M=#3,→A=#2,M=#4??18用我厂配的传输入与转换软件既可转换成以下普通二极法的排列形式:首先:A=#1,M=#2,→A=#2,M=#3??60然后:A=#1,M=#3,→A=#2,M=#4??60
6)平行四边形二极法(2P2)供电电极A和测量电极M在测线上移动,而供电电极B和测量电极N布置在无穷远处并与测线垂直。测量时电极转换规律为(对于60道):首先:A=#1,M=#2, →M=#3 ???? 直到最大层数然后:A=#2,M=#3, →M=#4, ???? 直到最大层数46????电极间隔按间隔系数由小到大的顺序等间隔增加,当主机(DZD-6A)的收敛系数和多路电极转换器(Ⅱ)的收敛系数为0时,所测出的剖面图为平行四边形,测量方式为斜测深测量方式,数据存储格式按斜测深点存储。工作方式如下图以5层为例
图1――31我们可以一直滚动下去,当需要收敛时,最终可获得一个收敛的倒梯形剖面图形。在上述参数基本不动的情况下,只要将主机的收敛系数设为1,开关收敛系数也设为1后,重新分别选择主机和开关的工作模式2P-2两极法即可重新测量。在整个测量过程中,主机随时显示所测量的电压值(VP=33),电流(I=33),电阻率(RS=33),并同时显示出被测图形,可供参考。野外布极。一个剖面测量完后,可将从1号电极起,将(测线上排列电极总数减去测量层数)个电极拨出,按间隔系数(即电极距离)以测线上最后一个电极为准,开始插入第一个电极,以此类推,电极布好后可以接上大线就可进行测量,此种方法适合工程测量。
7)环形二极法(2P3):布极特点是:电极排列成圆形或方形的封闭曲线状,参与电极转换的只有一个供电电极A和一个测量电极M,而另一个供电电极B和测量电极N都固定在无穷远处。所以要断开多路转换器与DZD-6A之间的B电缆连接(注:多路转换器与DZD-6A之间的N电缆连线不可断开!!!),而将DZD-6A面板上B电缆和N电缆分别连接到布于无穷远处的B电极和N电极。47测量时的电极转换规律是(对于60道):首先,A=1#电极,M=2#,?3#,?……?60#;然后,A=2#电极,M=3#,?4#,?……60#,?1#; ……最后, A=60#电极,M=1#,?2#,?……59#;可见,测量数据总数为60?59=3540,数据量是比较可观的,测量时间也是比较长的。B和N接无穷远,A极固定不动,M电极循环跑,一直跑到A极前面的电极为止,然后A极前移一个电极,再重复前面的过程。数据按顺序存储。在测量过程中因故中断的现象难以避免,中断后再启动测量,就可通过设置起始电极号(CHO)的办法,使之从中断处继续测量。 环形二极法(二极法3):
图1――32需要说明的一点是:该装置模式下, n(MIN),n(MAX)没有意义,无须设置。测量时,显示屏的提示信息如下:
第二行显示的是测量从电极1#直至电极60#。8)自由两极法(2P4):B和N极接无穷远,电极间距按隔离系数由小到大的序顺等间隔增加,测量方式为斜侧深测量方式,数据存储格式按斜测点存储,测出剖面为倒直角三角形,此方法适合做定向电测深。其跑极方式和所设置层数无关(
层数可任意测,只和测线上电极排列总数有48关)。测线上6个电极为例:
岩样测式法岩矿石的电性差异是电法勘探应用的前提,也是成果解释的物质基础。正确、合理地取得岩矿石的电性参数,对激电法来说很重要。电性参数的利用应该贯穿于激电工作的始终, 编写设计、布置工作、估算异常大小,定性、定量解释都离不开电性参数。实践证明,注意电参数的测定和利用,往往可以提高激电法工作的质量或地质效果。由于影响电参数测定的因素较多,所以测定的精度不一定很高。各种方法的测定结果有时也相差很大。但对同一种测量方法而言,各个岩石之间仍具有对比性。直流电法测量的参数有:电阻率、极化率和二次场的衰减特性。大量的标本证实,电阻率一般比野外观测值大1至2个级次。围岩的极化率与野外观测相差无几。本产品适合于长、宽、高在几个厘米的,较规范的各种岩样标本的电性检测之用。该测试架,体积小、重量轻,使用方便,随时可以带到野外现场进行实时检测岩样的电性参数。1.电池盒 :装四节1号干电池,选取5个抽头,即1.5V;3V;4.5V;6V。如利用DZD-6A多功能直流电法仪时,可取用6V供电;利用DJS-8激电仪时,可取用3V或4.5V供电。如果有稳压电源也可以。2.操作说明:标本测定法:标本的采集应均匀的分布于测区内,与异常有关的岩样(即49岩、矿石标本)采集数量要超过30块,以便进行的数理统计。1)标本体积应尽可能大一些,一般应在:6cm36cm310cm左右,不能用薄片状或其它很不规则形状标本进行测试。2)刚装好硫酸铜溶液以后,要稳定一段时间,待不极化电极极差稳定后才能用。3)在使用时,应将两个不极化电极与岩样之间放置硫酸铜脱脂棉或沙布。4)标本的浸水时间一般大于48小时以上。5)极化率Ms与供电电流密度:一般测定标本时,选取电流密度j≤5~10mA/cm2为宜。6)供电电压大小取决于形成一次场△VMN的大小,一般要求△VMN<仪器的最大输入电压值,如利用DZD-6A多功能直流电法仪时,所测得一次场电压△VMN<±6V,利用DJS-8A激电仪时△VMN<±2V。根据以上的规定,发射机的输出电压范围就被定下来了。7)标本架是由一个固定架和瓷质方形不极化电极组成。固定架是用来夹住待测标本,不极化电极,渗透性能要适当。为了使不极化电极与标本接触良好,中间应用浸有硫酸铜溶液(即饱和溶液)的脱脂棉或沙布垫平。8)对A、M极(或B、N极)的连接方式如图:AN极B极
图1――34把A、M和B、N用硫酸铜脱脂棉连通如图1――34,所测得的为体极化与面极化的总和。对于致密状的矿体非常适用,其它形状矿体也适用。9)视电阻率的计算:R = S*V/L*I式中
S--岩样的横截面积〖平方米为单位〗
L--岩样的长度〖米为单位〗V―信号电压〖伏为单位〗I―供电电流〖安培为单位〗3.补充说明:50为了计算视电阻率
R = S*V/L*I的值,我们不仅需要知道仪器所测量的样品的电压V和电流I的数值,还要知道样品的实际导电面积S和长度L的值。但对于较不规则样品很难确定导电面积S,为此可以通过标本架的不极化电极与标本之间所垫的浸有硫酸铜溶液的脱脂棉的面积S为参考,可以计算出近视的视电阻率R,对于脱脂棉的面积S尺寸要求小于较不规则样品实际面积S,脱脂棉的形状可以为正方形,其厚度5m/m左右。浸有硫酸铜溶液的脱脂棉应湿度适当,不能有太多的水。操作过程:可以将浸有硫酸铜溶液且湿度适当的脱脂棉先贴在不规则样品的两端,然后在放入标本架中适当夹紧,但不要太紧,此方法仅供参考。
找水找矿实例
一、 引言垂向电测深勘测是探寻隐伏构造和地下水的重要手段。经过几代学者的长期努力研究和探索,由于单一依赖视电阻率(RS)这项地球物理参数勘测,在野外复杂地质环境中,特别是某些岩层中电子矿物的干扰,在同一个测深断面(或剖面)上,在非含水构造上,也出现与含水构造相似的异常,浪费了许多钻探工作量。逐步发展到应用激发极化法,同时测量和计算多项地球物理参数,并利用各参数的特点,相互配合,综合分析,在一定程度上提高了异常的解释精度。因此,准确的判断引起异常的地质体性质、空间分布形态和产状,实现异常解释数字化,提高成井率,是我们目前面临的主要问题。,深入研究了视电阻率(RS)、视极化率(Ms)、半衰时(TH)、偏离度(r)和衰减曲线等地球物理参数,在不同地貌单元和岩层的含水构造和金属矿化构造上反映的共同特点及各参数间相互关系和作用,建立了在测深断面(或剖面)上较准确的反映和描述深部相对低阻高极化地质体(含水构造、金属矿化建造和破碎带等均属这一性质)性质、规模、空间分布形态和产状是非常必要。二、 水文地质特征:找水经验:根据水文地质看地貌,1)山体一般水在山下,有覆盖层和泥岩隔水层;2)有河流;3)破碎带;4)暗河;5)溶岩裂隙。也可以根据水文地质资料初步确定勘测地理位置。三、野外工作方法及技术要求:1. 根据地区水文地质特征:在没有确定异常位置之前可以先进行普查,利用四极剖面或联合剖面法确定构造带,而后选择构造带上异常明显位置,做激电测深。联合剖面法适用条件:地形平坦,地域开阔,测区内不存在较大沟谷,51陡坡,测定结果该方法适合高阻地区,如是石灰岩,大理石,花岗岩等进行找水定井工作。第四系覆盖层不易过大,其厚度不超过30―50米时,可以应用;如果覆盖层厚度太大,由于覆盖层电阻率小,导电性强,从而造成断层破碎带异常减小或淹没。获得异常以后则在该异常位置上作四极垂向电测深或五极纵轴电测深法。确定含水层的上顶板和下顶板的深度和含水层的厚度及富水性。2、测量电极的选择:要求}

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