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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