(一)视电阻率
前面得到的岩石电阻率,是在地下电场控制的范围内仅存在一种岩石,并且它的导电情况是均匀各向同性时测得的,这个电阻率就是岩石的真电阻率。
然而在自然条件下这种理想的情况是不存在的。一般被电场控制的范围内均存在几种不同的岩石,那么测得的电阻率就不是其中某一种岩石的电阻率而是电场范围内各种岩石电阻率综合影响的结果,为了与真电阻率相区别,称它为视电阻率并以符号ρs来表示。
视电阻率的大小仍可利用(4-14)式计算
普通物探
所以,ρs与ρ有本质上的区别。可见,影响视电阻率的因素有两个方面,其一是电场作用范围内地电断面本身的电阻率分布,如断面中各地层或地质体的电阻率、形状、规模、厚度、埋深等;其二是电极的排列形式、电极距的大小、电极排列与地质体之间的相对位置等。
虽然影响视电阻率的因素较多,但对于所欲测的地电断面而言,其电阻率分布或岩、矿体产状等是不变的因素。若在一个测点上,逐次加大供电极距,所测视电阻率将在一定程度上反映该点电阻率随深度的变化。而保持供电极距不变,在不同点上所测视电阻率,所反映的是沿测线同一深度范围内的电阻率变化。
为了说明电场中存在电性不均匀体时正常电场所产生的畸变,我们常用视电阻率定性分析式,并以它说明电场畸变的原因及电阻率法的物理实质。
(二)视电阻率定性分析式
普通物探
式中:jmn、ρmn为电场中存在电性不均匀体时,在测量电极mn间实际存在的电流密度及mn间实际的电阻率值。j0为均匀介质下的电流密度。
(4-19)式为视电阻率定性分析式。当靠近地表岩层电阻率均匀而稳定时,可认为ρmn是不变的,此时视电阻率ρs的大小主要取决于
(三)电阻率法的物理实质
我们通过下面几种情况说明视电阻率定性分析式的运用及电阻率法的物理实质。
1.地下电阻率为ρ1的均匀介质
如果观测范围是在
2.在电阻率为ρ1的介质中存在一个电阻率为ρ2的高阻体
由图4-9可见,因高阻体阻碍电流通过,因此电流线被挤向低阻岩层中通过,所以电流线向地面或地下弯曲,不能继续保持其水平直线状态。比较图4-8与图4-9可见,此时电场因高阻体的存在而产生了畸变。
图4-8 均匀介质ρs曲线
图4-9 高阻体的ρs曲线
当测量电极mn位于高阻体上方时,jmn>j0但mn是在ρ1介质中,故ρmn=ρ1。由(4-19)式可知ρs>ρ1,即在高阻体上方,视电阻率大于其围岩电阻率ρ1,即产生了视电阻率异常。随mn向球体两侧不断地移动,高阻体对电场的影响亦随之减小,ρs亦越来越小,当mn离开高阻体足够远时,高阻体对电场已不能施加影响,此时ρs=ρ1。由图可见在高阻体上方ρs曲线具有极大值,远离高阻体ρs值逐渐减小到ρ1。
3.在电阻率为ρ1的均匀介质中存在一个电阻率为ρ3的低阻体
因低阻体吸引电流线,使电流线向低阻体靠拢并远离地面。比较图4-8与图4-10可以看出,由于低阻体的存在而使电场产生了畸变。
根据对高阻体的分析方法,我们可以判断在低阻体上方必然会出现极小值。随着mn电极逐渐远离低阻体时ρs值则越来越大,当mn距离低阻体足够远时,ρs=ρ1。其ρs剖面曲线见图4-10。
由上述几种情况可见:当地下为均匀介质时,电场不产生畸变,此时的电场就是正常电场,其视电阻率曲线为平行于横轴的一条直线。但在均匀介质中存在电性不均匀体(高、低阻体)时,电场将产生强烈的变化,对应地在高、低阻体上方出现视电阻率值大于或小于其围岩电阻率值,我们称其为视电阻率异常。视电阻率法就是根据视电阻率异常来推断地下是否存在电性不均匀体的,这就是视电阻率法的物理实质。
图4-10 低阻体ρs曲线
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