变质岩的电阻率也较高,其变化范围大体与火成岩类似,只 是其中的一部分岩石如泥质板岩、石墨片岩等稍低一些,变 化范围大约在: 101Ω·m~105Ω·m 沉积岩的电阻率最低,然而,由于沉积岩的特殊生成条 件,这一类岩石电阻率的变化范围也相当大,砂页岩电阻率 较低,而灰岩的电阻率相当高,可达 n×107Ω· 一般土层结构松散,孔隙度大,且与地下水密切相关,因 而它们的电阻率较低,一般为
§8-1.1岩土介质的电阻率 一、电阻率是表征物质在导电性能方面的基本参量二、 自然界岩石之所以能够导电,主要原因:三、层状介质 的电阻率四、岩石标本电阻率的测定法: §8-1.2 大地电阻率的测定 一、关于稳定电流场的基本概念 二、稳定电流场的基本规律: 1)微分欧姆定律 2)克希霍夫定律3)稳定电流场的 势场性:4)稳定电流场的基本方程: 三、点电源电场: 四、大地电阻率的测定 五、非均匀介质中的稳定电流场:
(3)内外动力地质作用可以改变电阻率: 由于天然状态下的岩石,在长期的地质历史过程中,受 内外动力地质作用,而出现裂隙和裂隙中含水等原因,使 得一般岩石的电阻率要低于其所含矿物的电阻率。一般比 较致密的岩石,孔隙度较小,所含水分较少,因而电阻率 较高;结构比较疏松的岩石,孔隙度较大,所含水分较多, 因而电阻率较低。一些孔隙度大而渗透性较强的岩石如砂 层砾石层等,其电阻率明显取决于含水条件,当其饱含矿 化度较高的地下水时,电阻率只有几个到几十个欧姆米; 当其位于潜水面以上含水条件较差时,其电阻率可以高达 几百至几千欧姆米。石灰岩的电阻率一般都比较高,但其 中若发育有溶洞、溶隙且充填有不同程度的矿化水时,其 电阻率会大幅度下降。
物质的导电性能就越差。在电法勘探中,电阻率的单位采用 欧姆· 米来表示(或记作Ω•m)。 电阻率的倒数1/ρ即为导 电率γ ,它直接表征了岩石的导电性能。 我们知道,天然状态下的岩石,具有非常复杂的结构与 组分。为了方便,在电法勘探中,可以一级近似的把岩石模 型看成是由双相介质组成的,即由矿物骨架(固态相)和孔 隙水(液态相)所构成的。因此,不仅不同组分的岩石会有 不同的电阻率,而且天然状态下的岩石,也是具有非常复杂 的结构与组分。因此,不仅不同组分的岩石会有不同的电阻 率,即使是组分相同的岩石,也会由于结构和含水情况的不 同,而使其电阻率可以在很大的范围内变化。表中已经给出 了一些常见岩石的电阻率,可见,一般情况下,火成岩的电 阻率最高,其变化范围大约在: 102Ω·m×107Ω·m
第八章电法勘探基本知识 电阻率法是一种重要的工程物探方法。它是以岩石介质的 导电性差异为基础,通过观测和研究人工建立的地下稳定电 流场的分布规律,从而达到找矿或者解决某些工程地质问题 的目的。由于地壳中岩石和土层导电性差异的普遍存在,因 而使电阻率法在工程地质和环境地质调查中,获得了广泛的 应用。为了充分了解这种方法的基本原理,在这里首先较详 细的讨论电阻率法的一些基本知识,然后在简单介绍其它各 种电法探测方法。 §8-1.1岩土介质的电阻率 一、岩土介质的电阻率 电阻率是表征物质在导电性能方面的基本参量, 某种物 质的电阻率,实际上就是当电流垂直通过由该物质所组成, 边长为1M 的立方体时,而呈现的电阻。显然,物质的电阻 率值越低,其导电性能就愈好反之,物质的电阻率值越高,
二、影响电阻率变化的因素: (1)自然界岩石之所以能够导电,主要有两种原因: A)岩石内部的 电子导电 。 B)岩石内部的颗粒及孔隙中的水溶液的离子导电和晶 体离子导电。 一般来说,多数岩石均以液体离子导电为主,特别是那 些坚硬的岩石,如没有液态离子导电作用,通常就表现为 无穷大的电阻率。 (2)影响岩石电阻率的因素: 自然状态下,岩石的电阻率除了和组成岩石的矿物质有关 系外,还和很多其它的许多方面的因素有关,如岩石的结 构、构造、孔隙度、及含水性能等等。由于主要造岩矿物 如长石、石英、云母等的电阻率均相当高,因此,一般岩 石矿物骨架的电阻率很高。
以岩土、矿石间的地球物理性质的差异为基础, 通过接收和研究地质体(构造或矿体等)在地表及其周 围空间产生的地球物理场的变化特征来推断地质体存在 状态(产状、埋深、规模等)的一种地质勘探方法
2、工程物探的分类: 地震勘探:岩层、界面的弹性差异 电法勘探:应用介质的导电性、介电性、电磁 性差异; 磁法勘探:介质岩石的磁性差异 重力勘探:地下介质的密度差异 放射性勘探:物质放射性强度差异
(4)关于矿化水的影响: 水溶液的电阻率与其矿化度有密切的关系。地下水矿化度的 变化范围大,淡水的矿化度约为 10 g / Lm ,咸水的矿化度可 高达 101 g / L m 显然,岩石中的矿化度越高,其电阻率就越 低。因此,在岩性变化不大的条件下,有可能在地面或者井中 运用电阻率的差异来划分含有咸、淡水的层位。 (5)温度的变化: 由于温度的变化将引起水溶液中离子活动性的变化,所以岩石 中水溶液的电阻率,也将随温度的升高而降低。在地热勘探中, 正是利用这一特性来圈定地热异常的。相反在冰冻条件下,地 下岩石介质中的水溶液将由于冻结,使岩石呈现极高的电阻率, 这对于冰冻时期较长的地区,冬季施工时将产生影响。