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第一篇 电阻率法 1

第一章 岩石和矿石的导电性 1

第一节 岩石、矿石导电性的一般特点 1

一、矿物的电阻率 1

二、岩石、矿石的电阻率 2

第二节 影响岩石、矿石电阻率的因素 2

一、岩石、矿石电阻率与成分和结构的关系 3

二、岩石、矿石电阻率与所含水分的关系 5

三、岩石、矿石电阻率与温度的关系 6

四、岩石、矿石电阻率与压力的关系 7

第二章 电阻率法基本理论 10

第一节 稳定电流场 10

一、稳定电流场的基本定律 10

二、地中稳定电流场的边界条件 11

第二节 均匀介质中的点电流源电场 12

一、一个点电流源的地中电流场 12

二、地表两个异性点电流源的地中电流场 14

三、地下电流随深度的分布规律 15

四、偶极电流源的地中电流场 16

五、均匀大地电阻率的测定 19

第三节 非均匀介质中电荷的分布 20

第四节 视电阻率的基本概念及常用电阻率法 22

一、视电阻率 22

二、视电阻率的微分表达式 22

三、常用的电阻率法 24

第五节 正演问题的数值模拟方法 25

一、有限元法原理 25

二、有限差分法原理 29

三、面积分法原理 31

第三章 电阻率剖面法 33

第一节 电阻率剖面法概述 33

一、剖面法的常用装置类型及特点 33

二、几种常用剖面法ρs表达式的联系 36

第二节 中间梯度法的视电阻率异常 37

一、球体上中间梯度法的ρs异常 37

二、脉状体上中间梯度法的ρs异常 44

第三节 联合剖面法与对称四极剖面法的视电阻率异常 47

一、垂直接触面上联合剖面法与对称四极剖面法的ρs异常 47

二、球体上联合剖面法与对称四极剖面法的ρs异常 53

三、板状体上联合剖面法与对称四极剖面法的ρs异常 58

第四节 偶极剖面法的视电阻率异常 62

一、球体上偶极剖面法的ρs异常 62

二、板状体上偶极剖面法的ρs异常 63

第五节 复杂条件下的电阻率剖面曲线 66

一、起伏地形引起的视电阻率异常及克服地形影响的方法 66

二、地表电性不均匀体对视电阻率曲线的影响及其克服方法 68

第六节 电阻率剖面法的应用 69

一、电阻率法在地震监测中的应用 69

二、电阻率法在地质填图中的应用 70

三、在水文地质工作中的应用 71

第四章 电阻率测深法 73

第一节 多层水平地层地面点电流源的电场及ρs表达式 73

一、多层水平地层地面点电流源的电场 73

二、电阻率转换函数 76

第二节 水平地层上电测深曲线分析 77

一、水平地层上电测深曲线类型 77

二、对称四极电测深二层及三层量板 78

三、水平地层的纵向电导与横向电阻 81

四、水平地层上电测深曲线的基本性质 82

五、电测深曲线的等值现象 84

第三节 水平层电测深曲线的定量解释 86

一、用数字滤波法求电阻率转换函数 86

二、用最优化法求层参数 88

三、用数字滤波求ρs及ρs的直接拟合 89

第四节 非水平层上的电测深曲线 90

一、斜触层上的电测深曲线 90

二、球体上的电测深曲线 91

三、板状体上的电测深曲线 92

第五节 电阻率测深法的实际应用 93

一、测网及电极距的选择 93

二、电测深成果的一些定性解释图件 94

三、电测深法在金属矿上的应用 97

第五章 高密度电阻率法 99

第一节 高密度电阻率法概述 99

一、高密度电阻率法的工作原理 99

二、高密度电阻率法常用装置 100

三、三电位电极系测量装置 102

四、视参数及其计算 103

第二节 资料处理及模型实验 104

一、数据处理 104

二、水槽模型实验 105

三、数值模拟计算 109

第三节 高密度电阻率法应用实例 110

一、确定岩土分界面 110

二、滑坡勘查 111

三、岩溶探测 112

四、某含金石英脉 113

五、钼矿某采空区与残留矿体 113

六、高密度电阻率法的延时性勘探 114

七、美国某海底电阻率勘探 115

第二篇 大地电场、自然电场法及充电法 116

第一章 大地电场 116

第一节 大地电场概述 116

一、大地电场的测量 116

二、大地电场的特点 117

三、大地电场的场源 118

第二节 地电日变化 119

一、地电日变化的形态 119

二、地电日变化随时间的变化 119

三、地电日变化的地面分布 120

第三节 大地电场的干扰变化 120

一、地电微变化 120

二、地电湾扰 123

三、地电暴 124

第二章 自然电场 125

第一节 自然电场的类型 125

一、氧化还原电场 125

二、过滤电场 127

三、扩散电场 130

第二节 规则几何形体的自然电场 132

一、具有垂直接触面的两种半无限介质接触面的自然电场 132

二、均匀极化球体的自然电场 133

第三节 自然电场法的装备及观测方法 137

一、自然电场法的设备 137

二、自然电场的观测方法 137

三、自然电场法的应用 138

第三章 充电法 141

第一节 充电法的基本理论 141

一、球形导体的充电电场 141

二、导电椭球体的充电电场 142

三、不等位导体的充电电场 144

第二节 充电法的应用 145

一、充电法的应用范围及应用条件 145

二、应用实例 145

第三篇 激发极化法 148

第一章 岩石和矿石的激发极化性质 148

第一节 岩石和矿石的激发极化机理 148

一、电子导体的激发极化机理 148

二、离子导体的激发极化机理 149

第二节 稳定电流场中岩石和矿石的激发极化特性 151

一、面极化特性 151

二、体极化特性 154

第三节 交变电流场中岩石和矿石的激发极化性质 156

一、交变电流场中岩石和矿石的激发极化现象 156

二、幅频特性和相频特性的关系 159

三、频率特性和时间特性的关系 160

四、描写频率域激电效应的参数 160

五、频率特性和时间特性的定量描述 162

第二章 激发极化场的计算和模拟方法 166

第一节 面极化电场的计算和模拟方法 166

一、面极化电场的边界条件 166

二、面极化电场的计算 167

三、面极化电场的模拟准则 169

第二节 体极化电场的计算和模拟方法 170

一、等效电阻率 170

二、体极化电场的边界条件 170

三、体极化电场的计算 171

四、体极化电场的模拟方法 175

第三章 时间域激发极化法 177

第一节 中间梯度装置的激电异常 177

一、球形极化体的中梯激电异常 177

二、椭球状极化体上的中梯激电异常 179

第二节 联合剖面装置的激电异常 181

一、球形极化体的联剖激电异常 181

二、板状极化体的联剖激电异常 182

第三节 对称四极测深装置的激电异常 183

一、球形极化体上的激电测深曲线 183

二、低阻板状极化体上的激电测深曲线 184

三、高阻板状极化体上的激电测深曲线 184

四、激电测深的ηs等值线断面图 185

五、极化体埋深的近似估算 186

第四节 时间域激电法的应用 186

一、找矿实例 187

二、找水方法及实例 188

三、油气田勘查实例 189

第四章 频率域激发极化法 191

第一节 视频散率异常 191

第二节 视复电阻率频谱异常 193

一、不同测点的视相位频谱 193

二、不同相对电阻率的视相位频谱 194

三、不同埋深时的视相位频谱 195

第三节 频率域激电法的应用 196

第四篇 交变电磁场 199

第一章 岩石和矿石的介电极化性质 199

第一节 介电极化的机理 199

第二节 岩石、矿石的相对介电常数 202

第三节 影响岩石、矿石（相对）介电常数的因素 203

一、岩石、矿石（相对）介电常数与频率的关系 203

二、岩石、矿石（相对）介电常数与湿度的关系 204

三、岩石、矿石（相对）介电常数与其成分的关系 205

四、岩石（相对）介电常数与压力的关系 205

五、岩石（相对）介电常数与温度的关系 206

第四节 岩石、矿石在电磁场中的电学性质 207

第二章 交变电磁场在导电介质中的传播 210

第一节 波动方程 210

一、麦克斯韦方程组 210

二、电磁场波动方程 211

第二节 边界条件 212

第三节 波阻抗 213

第四节 地中交变电磁场的分布 213

一、人工源谐变电磁场 213

二、瞬变电磁场 216

第三章 均匀各向同性大地的正常电磁场及视电阻率公式 219

第一节 均匀大地表面上谐变偶极子场源的电磁场及视电阻率公式 219

一、均匀大地表面上水平电偶极子场源的电磁场及视电阻率公式 220

二、均匀大地表面上垂直磁偶极子场源的电磁场及视电阻率公式 224

第二节 均匀大地表面阶跃偶极子场源的电磁场及视电阻率公式 225

一、典型函数的傅立叶反变换 225

二、水平电偶极子场源的电磁场及视电阻率公式 226

三、垂直磁偶极子场源的电磁场及视电阻率公式 228

第四章 电磁剖面法 233

第五章 电磁测深法 236

第一节 大地电磁测深法 236

一、水平层状介质的正演理论 236

二、水平层状理论曲线及特点 240

三、大地电磁测深资料解释 245

第二节 频率测深法 250

一、水平层状大地的正演理论及计算方法 251

二、视电阻率曲线特征 254

三、频率测深装置最佳状态参数选择 260

四、频率测深曲线解释 263

第三节 瞬变测深法 265

一、水平层状大地的正演理论及计算方法 265

二、良导板状体的瞬变电磁场 267

三、视电阻率曲线特征 270

四、瞬变电磁测深曲线解释 273

五、电磁测深方法的应用 275

第六章 可控源音频大地电磁测深 279

第一节 CSAMT的基本理论 279

一、均匀半空间介质中接地水平电偶极子的电磁场 279

二、层状介质的水平电偶极源的频域电磁响应 281

第二节 野外工作方法与技术 282

一、CSAMT的观测方式 282

二、仪器与野外工作布置 283

三、提高观测质量的措施 283

第三节 CSAMT的资料处理和解释 283

一、资料的再处理 283

二、资料处理与解释 286

主要参考文献 288