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1,簡(jiǎn)要敘述電法勘探的定義及物性前提。
定義:根據(jù)地殼中不同巖層之間,巖礦石之間存在的電磁性質(zhì)差異,通過觀測(cè)天然存在的或由人工建立的電場(chǎng),電磁場(chǎng)分布,來研究地質(zhì)構(gòu)造,尋找有用礦產(chǎn)資源,解決工程,環(huán)境,災(zāi)害等地質(zhì)問題的一類地球物理勘探方法。
物性前提:勘探目標(biāo)巖層或巖礦石之間存在電磁性質(zhì)差異。
2,什么是直流電阻率法,它的物性前提是什么?
以介質(zhì)的導(dǎo)電性差異為物質(zhì)基礎(chǔ),通過觀測(cè)和研究地下人工穩(wěn)定電流場(chǎng)的空間分布規(guī)律,達(dá)到勘查目的的一組電法勘探方法。
物性前提:勘查目標(biāo)物與圍巖存在著電阻率(或電導(dǎo))差異。
3,簡(jiǎn)要概述巖礦石電阻率變化規(guī)律。
礦物:金屬礦電阻率比造巖類礦物偏低,而每一種礦物變化范圍很大。
巖石:沉積巖電阻率較低:10——10ΩM ,火成巖與變質(zhì)巖較高:10—10ΩM 。
4,影響巖礦石電阻率的主要因素有哪些?
(1)成分和結(jié)構(gòu):膠結(jié)物,礦物顆粒的電阻率,礦物顆粒形狀和相對(duì)含量和膠結(jié)物連通形式。
(2)含水量和孔隙度:含水量越高,電阻率越低。
(3)溫度:一般溫度升高,電阻率降低。
5,什么是地層的縱向電導(dǎo)和橫向電阻?
縱向電導(dǎo):Si=hi/Pi 橫向電阻:Ti=hi*Pi
6,寫出各向異性系數(shù)及平均電阻率的表達(dá)式。
各向異性系數(shù): 平均電阻率:
Pn為垂直于層理方向的電阻率;Pt為沿層理方向的電阻率
7,常用的巖礦石電阻率測(cè)定方式有哪幾種?
標(biāo)本測(cè)定:巖性均一,形狀規(guī)則。
露頭測(cè)定:露頭巖石表面視為電性均勻,各向同性的下半無限大空間平面 。
鉆孔測(cè)定:孔內(nèi)待測(cè)巖礦石分布范圍相對(duì)測(cè)量極系分布尺度視為無窮大全空間均勻、各向同性的介質(zhì)
8,視電阻率如何定義的,決定視電阻率的主要因素有哪些?
在實(shí)際地形和地下介質(zhì)的分布并不能滿足條件:下半空間巖、礦石均勻各向同性,地表水平的情況下測(cè)得的電阻率 。
主要因素:① 地電空間分布、或地電斷面分布;② 觀測(cè)位置;③ 地形條件:水平,正地形,負(fù)地形;④ 電極裝置類型(K):電極間的排列形式和極距大小。
9,用視電阻率的微分形式分別解釋均勻場(chǎng)中地下高阻和低阻球體的電流密度分布規(guī)律。
視電阻率微分形式:Ps=
在左邊均勻地段jmn=j0,所以Ps=P1.在高阻體頂上,由于它向外排斥電流,使得測(cè)量電極M,N間的電流密度jmn>j0,故Ps>P1,在高阻體兩側(cè),雖然Pmn=P1,但由于jmn
,,右邊 > ,交點(diǎn)處的視電阻率值,把這種交點(diǎn)稱正交點(diǎn)。反交點(diǎn)反之。正交點(diǎn)反映地下為低阻體,而反交點(diǎn)反映地下為高阻體。
21,聯(lián)合剖面法尋找哪類礦體比較有利,為什么?
對(duì)于勘查直立低阻體較為有效,呈現(xiàn)低阻正交點(diǎn),且異常幅值比高阻體異常幅值要大
得多,曲線與曲線有明顯異常。
22,中間梯度法確定球體埋深的方法有哪幾種?
(1),△X為
(2)=1.3q, q為曲線半極值點(diǎn)間的弦長(zhǎng)
(3)=2m,m為曲線過拐點(diǎn)的弦切距
23,對(duì)于中梯裝置,如果電阻率差異無限增大,視電阻率異常會(huì)如何變化?
異常均不隨電阻率差異增大而無限增大,當(dāng),差值大到一定值后異常趨于飽和值。
24,對(duì)于高阻直立板狀體和低阻水平板狀體,采用哪種裝置效果比較明顯,為什么?
采用中間梯度裝置效果明顯。當(dāng)高阻板狀體直立時(shí),均勻外電流場(chǎng)的方向與板的走向方向垂直,因而排斥電流的能力最強(qiáng),異常最大;低阻板水平時(shí)與均勻外電流場(chǎng)的方向一致,吸引電流的能力最強(qiáng),異常最大。
25,用圖示的方法表示偶極剖面法等值斷面圖的繪制方法。
26,偶極裝置的記錄點(diǎn)是如何規(guī)定的,什么是該裝置的隔離系數(shù),它與探測(cè)深度有何關(guān)系?
常取OO’中點(diǎn)為記錄點(diǎn)(O,O’分別為AB,MN中點(diǎn)),當(dāng)令A(yù)B=MN=a,BM=na時(shí),n為隔離系數(shù),n越大,裝置探測(cè)深度越深。
27,低阻球體的偶極裝置視電阻率特點(diǎn)是什么,為什么視電阻率在球體兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)雙峰?
剖面曲線在電極距(n)較小時(shí),球頂上方有極小值,兩側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱但不大的極大值。隨著極距n增大,球頂上的極小值更?。╪=2),而后又變大(n=3),并在球體兩側(cè)出現(xiàn)兩個(gè)極小值,形成向下的雙峰。當(dāng)極距進(jìn)一步增大時(shí),球頂上的極小值再次減小,同時(shí)雙峰向球體兩側(cè)位移且距離變大。當(dāng)極距很大時(shí)(n=5),球頂上不再有極小值,而變?yōu)?的極大值,雙峰距離很大。雙峰是由于供電偶極(AB)或測(cè)量偶極(MN)通過球頂時(shí),低阻體吸引電流最強(qiáng)或MN處的電流密度最小,故出現(xiàn)極小值即雙峰。
28,山谷和山脊純地形條件下中梯裝置的異常規(guī)律是什么?圖示。
29,簡(jiǎn)要敘述地形影響的消除方法:比較法。
首先在室內(nèi)按著野外實(shí)際地形,物理模型或數(shù)值計(jì)算出純地形異常 ,并對(duì)野外實(shí)測(cè) 異常進(jìn)行改正。
30,什么是無窮遠(yuǎn)極,無窮遠(yuǎn)極的選取遵循什么原則。
無窮遠(yuǎn)極是相對(duì)概念,產(chǎn)生的電位小到在實(shí)際中可以忽略不計(jì),并取那里的電位為零。無窮遠(yuǎn)點(diǎn)垂直剖面方向。
31,介紹電阻率測(cè)深的概念,并指出它與電阻率剖面法的區(qū)別。
電測(cè)深法:供電電極AB在測(cè)點(diǎn)O兩側(cè)沿相反方向向外移動(dòng),而測(cè)量電極MN不動(dòng)或與AB保持一定比例地同時(shí)移動(dòng),主要用來探查地下不同深度范圍內(nèi)的垂向電性變化。
而電剖面法是電極間相對(duì)位置在測(cè)量過程中不變,觀測(cè)時(shí)測(cè)量裝置整體移動(dòng),反映地下某一深度范圍內(nèi),介質(zhì)電阻率性質(zhì)沿剖面方向的變化特征。
32,分別繪制二層,三層地電模型Ps。
33,什么是電阻率曲線等值現(xiàn)象,它分哪幾種?
有些不同地電斷面所對(duì)應(yīng)的電測(cè)深曲線間差別在觀測(cè)誤差范圍以內(nèi),常將其看成同一條電測(cè)深曲線,這種情況叫~。分為同層等值現(xiàn)象:S等值現(xiàn)象,T等值現(xiàn)象;混層等值現(xiàn)象。
34,當(dāng)最后一層電阻率趨于無窮時(shí),曲線尾支如何變化?
當(dāng)∞,時(shí),在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中,其尾支漸近線為斜率等于1(與水平軸夾角為45的直線。
35,電阻率測(cè)深法中AB,MN電極的選擇原則。
(1)AB值選擇的原則
AB min使曲線左支為近水平的線段;
AB max滿足勘探深度的要求 , AB max /4 >H;
△AB/2使各供電極距在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上均勻分布,約1cm左右。
(2)MN值選擇的原則:AB/3≥MN>AB/30。
36、電阻率測(cè)深法成果解釋圖件有哪些?
電測(cè)深曲線類型圖,ρs等值線斷面圖,相同極距的ρs剖面圖和平面圖。
37、簡(jiǎn)要介紹HD電法及特點(diǎn)。
基于電阻率法的原理,采用一次陣列布極方式,利用程控多路轉(zhuǎn)換器和微機(jī)電位儀組合方式,實(shí)現(xiàn)不同裝置類型和不同極距的斷面或立體視電阻率測(cè)量,兼顧了電阻率剖面和電阻率測(cè)深法,達(dá)到斷面或立體勘查的目的。
方法特點(diǎn):
① 獲取信息量大,信息分布密度大;
②一次布極可獲多裝置和多極距的視電阻率
③勘探精度高,工作效率高,但最大探測(cè)深度和剖面長(zhǎng)度受限制(hmax<200m) ,適宜工程勘察;
④實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和反演解釋
38、什么是接地電阻,減少接地電阻的方法有哪些?
指電極置于大地條件下,從其極表面到大地?zé)o限遠(yuǎn)處所呈現(xiàn)的電阻值。
減少接地電阻的方法:打電極處澆水、電極盡量打在導(dǎo)電性能好的介質(zhì)上,將電極適當(dāng)打深,電極并聯(lián)布置。
39一般提高△觀測(cè)精度的措施有哪些?
克服干擾、消除漏電、改善接地條件,盡量加大供電電流強(qiáng)度。
40、測(cè)網(wǎng)布置的一般原則是什么?
一般原則為:
?、贉y(cè)線距離面工作比例尺圖上1cm,點(diǎn)距為測(cè)線距的(1—1/4)倍;
?、跍y(cè)點(diǎn)在異常處要加密,平緩區(qū)放??;
?、蹨y(cè)線方向與勘測(cè)目標(biāo)物走向大致垂直;
④測(cè)區(qū)范圍略大于勘探范圍。
41、什么是充電法,它的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?
以人工供電(或稱充電)體相對(duì)周圍介質(zhì)呈理想良導(dǎo)體為物質(zhì)基礎(chǔ),通過觀測(cè)和研究向目標(biāo)體供電后的人工電流場(chǎng)在充電體周圍的分布規(guī)律,達(dá)到查明充電目標(biāo)體的空間分布和解決某些地質(zhì)現(xiàn)象為目的的一種電法勘探方法
應(yīng)用領(lǐng)域:(1)確定已被部分揭露礦體的地下伸布范圍 ,形狀,埋深和產(chǎn)狀;
(2)確定相鄰礦體的連通性及發(fā)現(xiàn)已知礦旁的的盲礦體。
(3)確定地下水流向、流速
(4)測(cè)試壓裂施工中的裂縫分布
(5)追索地下暗河和地下金屬管線
42、什么是自然電場(chǎng)法?
它是以介質(zhì)發(fā)生電極化現(xiàn)象為物質(zhì)基礎(chǔ),通過研究穩(wěn)定自然電流場(chǎng)的分布規(guī)律,達(dá)到勘查某些目標(biāo)物的目的一種電法勘探方法 。
43、介紹電子導(dǎo)體的自然極化現(xiàn)象。
導(dǎo)體與溶液接觸時(shí),由于熱運(yùn)動(dòng)或化學(xué)反應(yīng)。導(dǎo)體的金屬離子或自由電子可能有足夠的能量,以致克服晶格間的結(jié)合力束縛而越出導(dǎo)體進(jìn)入溶液中。從而破壞了導(dǎo)體與溶液的電中性。分別帶異性電荷,并在其界面處形成雙電層,產(chǎn)生電極電位。
44,維持自然電流場(chǎng)的條件是什么?
導(dǎo)體外溶液具有不均勻性, 并且外界條件能保持這種不均勻性,使之不因極化放電而減弱
45、介紹離子導(dǎo)體的自然極化現(xiàn)象?
離子導(dǎo)體與溶液接觸后,在其表面吸附作用下形成雙電層,靠近導(dǎo)體側(cè)帶陰離子,液體一側(cè)帶陽離子,在液體流動(dòng)時(shí),擴(kuò)散帶陽離子將被帶走。相對(duì)而言,此處出現(xiàn)了極化,在水流上游呈現(xiàn)負(fù)電位,而下游正離子相對(duì)集中呈正電位。
46、自然電場(chǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?
(1)硫化金屬礦調(diào)查。(2)石墨礦、石墨化地層填圖(3)確定地下水的流向(4)查明地下水與河水的補(bǔ)給關(guān)系。(5)水庫滲漏檢測(cè)。(6)油氣田勘查。
47、電磁感應(yīng)法如何定義?
以介質(zhì)的電磁性(σ,ε,μ)差異為物質(zhì)基礎(chǔ),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,通過觀測(cè)和研究人工或天然的交變電磁場(chǎng)隨空間分布規(guī)律或隨時(shí)間的變化規(guī)律,達(dá)到某些勘查目的的一類電法勘探方法,簡(jiǎn)稱電磁法
48、電磁系數(shù)的概念?
引入介質(zhì)的電磁系數(shù):
49、電磁法的依據(jù)是什么,什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一次場(chǎng)和二次場(chǎng)?
依據(jù):電磁感應(yīng)現(xiàn)象
地中的分散電流及供電導(dǎo)線中的集中電流均在其周圍產(chǎn)生交變一次磁場(chǎng),一次磁場(chǎng)在地中又感應(yīng)產(chǎn)生二次電場(chǎng)。
50、影響介電常數(shù)()的因素
(a)頻散性: 在低電磁感應(yīng)法中,電阻率是不隨頻率 f 變化。 (b)含水量:
51、在電磁法勘探中忽略磁導(dǎo)率的影響的原因
巖石的磁導(dǎo)率隨鐵磁性礦物含量的增高而變大,除少數(shù)磁鐵礦物之外,大多數(shù)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)接近于1,從而,可忽略對(duì)電磁場(chǎng)的影響。
52、二次場(chǎng)響應(yīng)與響應(yīng)參數(shù)的關(guān)系
53、什么是橢圓極化,反映什么問題?
由于一次場(chǎng)和二次場(chǎng)的方向、振幅及相位均不相同,總場(chǎng)矢量端點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)不同時(shí)刻移動(dòng)的軌跡是一個(gè)橢圓,把這種現(xiàn)象稱為橢圓極化。
反映總場(chǎng)軌跡,地下良導(dǎo)礦體的存在,并且其相應(yīng)變化反映礦體電性參數(shù)的變化。
54、 推導(dǎo)時(shí)間域波動(dòng)方程頻率域亥姆霍茲方程(舊書P258)
55、衰減常數(shù):波振幅沿Z方向按指數(shù)規(guī)律衰減,并沿Z方向前進(jìn)1/b距離時(shí),振幅衰減為地表值的1/e倍。b為電磁波的衰減系數(shù)。
56、趨膚深度:電磁波自地表面沿z方向前進(jìn)1/b的距離稱為趨膚深度,記作。(舊書P267)
57、TEM定義
它是一種利用不接地回線或接地電極向地下發(fā)送階躍式一次脈沖磁場(chǎng),在一次脈沖磁場(chǎng)的間歇期間(斷電),利用線圈或接地電極觀測(cè)地下感應(yīng)渦流產(chǎn)生的二次場(chǎng)的空間和時(shí)間的分布規(guī)律,達(dá)到地質(zhì)勘查目的的電磁感應(yīng)方法??煞譃椋核沧兤拭骐姶欧?,瞬變電磁測(cè)深法。
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58、TEM中的煙圈效應(yīng)
原理:等效替換
感應(yīng)渦流場(chǎng)在地表引起的磁場(chǎng)為整個(gè)“環(huán)帶”各個(gè)渦流層總的效應(yīng),這種效應(yīng)可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的電流環(huán)來等效,它為一系列與發(fā)送回線同形狀且向下及向外擴(kuò)散的電流環(huán),通常稱之為“煙圈”。
59、分別介紹TEM中的三種主要裝置及特點(diǎn)
(1)中心回線和重疊回線:與地質(zhì)探測(cè)對(duì)象有最佳耦合;響應(yīng)曲線形態(tài)簡(jiǎn)單,時(shí)間特性不發(fā)生變號(hào)現(xiàn)象,便于分析解釋。受地形影響比較小,適合于山區(qū)工作。最大特點(diǎn)是體積效應(yīng)小,分層能力強(qiáng)。
(2)大定源回線裝置:發(fā)送源固定,功大率,電流可達(dá)20安培以上。發(fā)射磁矩大,場(chǎng)均勻及隨距離衰減慢,適合于深部找礦。對(duì)鋪設(shè)回線的要求不是很嚴(yán)格,課采用多臺(tái)接收機(jī)同時(shí)工作,工作效率高,成本低。此裝置回線邊長(zhǎng)一般為900mx500m以內(nèi),測(cè)線可以布置在回線中部,也可從一側(cè)穿過另一側(cè);
(3)偶極裝置:此種裝置主要用于淺層地層調(diào)查,輕便靈活,可采用不同方向和位置激發(fā)礦體及觀測(cè)多個(gè)分量,對(duì)礦體具有較好的分辨率。缺點(diǎn):屬于動(dòng)源裝置,發(fā)送磁矩有限,探測(cè)深度較淺,時(shí)間特性復(fù)雜,發(fā)生變號(hào)現(xiàn)象,給解釋帶來一定困難。
60、簡(jiǎn)要分析一下磁偶極裝置中的磁場(chǎng)變號(hào)現(xiàn)象
在早期由于觀測(cè)點(diǎn)位于電流環(huán)的右側(cè),觀測(cè)到負(fù)的Bz值,電流環(huán)隨時(shí)間向外擴(kuò)展,當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)位于電流環(huán)以內(nèi)時(shí),Bz由負(fù)變正。Bz=0,正好是電流環(huán)邊位于觀測(cè)點(diǎn)一下附近時(shí)的情況。
61、磁偶元早晚期視電阻率定義及特征(圖示)
62、介紹TEM中“薄層”的概念
薄層是指厚度遠(yuǎn)小于瞬變場(chǎng)的擴(kuò)散參數(shù),它是指瞬變場(chǎng)在時(shí)間t足夠長(zhǎng)時(shí)的情況。在瞬變電磁法中,引入等效導(dǎo)電薄層,其目的是為了簡(jiǎn)化對(duì)于多層斷面的解釋方法,與直流電法中的“代替層”的概念類似。與實(shí)際厚度、擴(kuò)散常數(shù)有關(guān)
63、什么是視縱向電導(dǎo)解釋法,它的優(yōu)缺點(diǎn)各是什么?
視縱向電導(dǎo):把確定水平薄層縱向電導(dǎo)s及深度h的公式用于層狀大地時(shí),將所得到的S、稱為視縱向電導(dǎo)。
視縱向電導(dǎo)解釋法:引用水平導(dǎo)電薄層理論,將層狀大地各地層的影響等效為導(dǎo)電薄層的影響進(jìn)行計(jì)算。
優(yōu)點(diǎn):直觀給出斷面中賦存良導(dǎo)地層情況。更好的分辨地層,一方面提高了精度,一方面加大了探測(cè)深度。
缺點(diǎn):對(duì)于任意層狀水平斷面,等效平面的下沉速度不再是常數(shù)
64、不同產(chǎn)狀薄板的TEM響應(yīng)特征(圖示)
當(dāng) 時(shí),由于回線與導(dǎo)體間的耦合較差,異常響應(yīng)較小,異常形態(tài)為對(duì)稱于導(dǎo)體頂部的雙峰;礦頂出現(xiàn)接近于背景的極小值。當(dāng) 時(shí),隨減小,回線與導(dǎo)體耦合增強(qiáng),異常響應(yīng)隨之增強(qiáng),但雙峰不對(duì)稱,在導(dǎo)體傾向一側(cè)峰值大于另一側(cè);極小值隨的減小而稍有增大,其位置向反傾斜一側(cè)有所移動(dòng)
65、直立厚板TEM響應(yīng)特征(圖示)
趨膚深度決定于導(dǎo)體的電導(dǎo)率及場(chǎng)擴(kuò)散時(shí)間。如果板厚大于 ,那么該板不再是薄板,異常特征也隨之變化。早期道異常具有等軸狀體異常響應(yīng)特征,晚期道響應(yīng)轉(zhuǎn)化為對(duì)稱于礦頂?shù)摹氨“瀹惓!?。主要是由于早期板體厚度相對(duì)于趨膚深度而言屬于厚板,渦流集中于礦體頂部;中晚期,板相對(duì)變薄,渦流逐漸向下擴(kuò)分散。
66、水平圓柱體上TEM響應(yīng)特征(圖示)
異常特征:?jiǎn)畏瀹惓?,異常衰減速度決定于時(shí)間常數(shù),由于
故在半徑相同條件下,球體異常隨時(shí)間衰減速度要比水平圓柱體快得多。
67、取樣道數(shù)和疊加次數(shù)的一般選擇原則
一般來說,在實(shí)際工作中選擇取樣道數(shù)希望盡可能多些,以記錄到在較寬延時(shí)范圍內(nèi)有用信號(hào);而疊加次數(shù)則希望少些,以提高觀測(cè)速度。這兩點(diǎn)主要決定于測(cè)區(qū)內(nèi)所用觀測(cè)裝置的信噪比。(一般在測(cè)區(qū)開始工作之前,先做試驗(yàn)性工作。如果最后幾道讀數(shù)為儀器噪聲電平,說明有用信號(hào)都被記錄下來,取樣數(shù)和疊加次數(shù)是合適的;如果最后幾道的讀書超過噪聲電平且波動(dòng)較大,這表明還未達(dá)到噪聲電平,應(yīng)增加測(cè)道數(shù)和疊加次數(shù)。)
68、當(dāng)采用不同大小的大回線源裝置測(cè)量同一測(cè)區(qū)時(shí)應(yīng)注意什么?
大回線源裝置不同發(fā)送回線的測(cè)區(qū)范圍相銜接時(shí),必須有一定的重疊面積。
69、質(zhì)量檢查點(diǎn)如何選取
為了對(duì)成果的可靠性做出客觀的評(píng)價(jià),質(zhì)量檢查點(diǎn)不低于總工作量的3%~5%,檢查點(diǎn)應(yīng)在全測(cè)區(qū)分布均勻,對(duì)異常地段、可疑點(diǎn)、突變點(diǎn)重點(diǎn)檢查。
70、TEM主要應(yīng)用領(lǐng)域
(1)水資源勘查
(2)災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查
(3)工程場(chǎng)地工程地質(zhì)調(diào)查
(4) 礦產(chǎn)與能源調(diào)查,地?zé)嵴{(diào)查
(5)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查,水文地質(zhì)調(diào)查
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