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第一章 岩、矿石的电磁性质 1

第一节 岩、矿石的导电性 1

一、矿物的电阻率 1

二、岩、矿石的电阻率 2

三、影响岩、矿石电阻率的因素 3

第二节 岩、矿石的介电性 10

一、岩、矿石的介电常数 10

二、影响岩、矿石介电常数的因素 11

第三节 岩、矿石的导磁性 12

一、岩、矿石的磁导率 12

二、岩、矿石的磁导率与磁铁矿体积含量的关系 12

第四节 岩、矿石的自然极化性 13

一、电子导体的自然极化 13

二、离子导体的自然极化 15

第五节 岩、矿石的激发极化性 16

一、岩、矿石的激发极化机理 16

二、直流电场作用下岩、矿石的激发极化性 17

三、交流电场作用下岩、矿石的激发极化性 24

四、描述岩、矿石激发极化时间特性和频率特性的数学模型 27

第六节 岩、矿石的压电性和震电性 31

一、岩、矿石的压电性 31

二、岩、矿石的震电性 33

第二章 天然地电场 36

第一节 大地电磁场 36

一、大地电磁场的一般性质 36

二、电磁场的基本方程及边界条件 39

三、均匀介质中的大地电磁场 42

四、层状介质中的大地电磁场 46

五、非各向同性介质中的大地电磁场 51

第二节 自然电场 55

一、电子导体的自然电场 55

二、离子导体的自然电场 58

第三章 人工地电场 60

第一节 稳定电流场 60

一、稳定电流场的基本性质 60

二、求解稳定电流场的拉普拉斯方程 61

三、均匀大地中不同场源形式的稳定电流场 62

四、均匀电流场中球体的电场 67

五、均匀电流场中椭球体的电场 70

六、点源电流场中垂直接触面的电场 71

七、点源电流场中球体的电场 74

八、点源电流场中水平层状大地的电场 76

九、点源电流场中均匀非各向同性介质的电场 79

第二节 激电场 83

一、等效电阻率法及均匀大地极化率的确定 83

二、均匀电流场中体极化球体的激电场 84

三、均匀电流场中体极化椭球体的激电场 88

四、点源电流场中垂直接触面的激电场 88

五、点源电流场中体极化球体的激电场 90

六、点源电流场中极化水平层的激电场 91

第三节 电磁场 92

一、均匀大地表面上谐变偶极子场源的电磁场 92

二、均匀大地表面上阶跃偶极子场源的电磁场 96

三、水平层状大地上电偶极子场源的电磁场 100

四、水平层状大地上垂直磁偶极子场源的电磁场 103

五、自由空间中回线源的电磁场 105

六、均匀大地中回线源的电磁场 106

七、层状大地中回线源的电磁场 108

八、不导电围岩中球体的回线源电磁场 109

第四章 地电场正演问题的模拟方法 116

第一节 数值模拟方法 116

一、稳定电流场的边值问题 116

二、有限差分法 119

三、有限单元法 120

四、边界单元法 125

五、积分方程法 130

第二节 物理模拟方法 131

一、稳定电流场的物理模拟方法 131

二、交变电磁场的物理模拟方法 133

第一章 电阻率法 136

第一节 视电阻率的基本概念及常用电阻率法 136

一、视电阻率的基本概念 136

二、常用电阻率法 139

第二节 中间梯度装置的视电阻率异常 144

一、球体上中梯装置的视电阻率异常 144

二、板状体上中梯装置的视电阻率异常 148

第三节 联合剖面装置与对称四极剖面装置的视电阻率异常 151

一、垂直接触面上联剖与对称四极剖面装置的视电阻率异常 151

二、球体上联剖与对称四极剖面装置的视电阻率异常 154

三、板状体上联剖与对称四极剖面装置的视电阻率异常 157

第四节 偶极装置的视电阻率异常 160

一、球体上偶极装置的视电阻率异常 160

二、板状体上偶极装置的视电阻率异常 162

第五节 水平地层上的视电阻率测深曲线及分析 164

一、视电阻率表达式及电阻率转换函数 164

二、电测深曲线类型 165

三、对称四极电测深二层及三层量板 166

四、水平地层的纵向电导和横向电阻 169

五、水平地层上电测深曲线的基本性质 169

六、电测深曲线的等值现象 172

第六节 水平地层电测深曲线的定量解释方法 174

一、电测深曲线的量板解释法 174

二、电测深曲线的数字解释法 176

第七节 非水平地层上的电测深曲线 180

一、斜触层上的电测深曲线 180

二、有垂直接触面存在时的电测深曲线 181

三、球体上的电测深曲线 182

四、板状体上的电测深曲线 183

第八节 电阻率法的地形影响及克服方法 184

一、纯起伏地形上的视电阻率异常 184

二、地形影响的克服方法 187

第九节 岩层非各向同性对电阻率法的影响 189

一、非各向同性的视电阻率反常现象 189

二、围岩非各向同性对ρs曲线形态的影响 190

三、岩层非各向同性对电测深测量结果的影响 191

第十节 电阻率法的仪器装备及野外工作中的几个问题 192

一、电阻率法的仪器装备 192

二、电阻率法野外工作中的几个问题 193

第十一节 电阻率法的实际应用 197

一、电剖面法的实际应用 197

二、电测深法的实际应用 203

第十二节 高密度电阻率法 208

一、高密度电阻率法的观测系统 208

二、高密度电阻率法的实际应用 210

第十三节 视电阻率资料的二维反演方法 211

一、二维反演的基本原理 211

二、二维断面反演的阻尼最小二乘法 212

第二章 激发极化法 216

第一节 激电法的主要观测参数和常用装置类型 216

一、激电法的主要观测参数 216

二、激电法的常用装置类型 217

第二节 中梯装置的激电异常 217

一、球体上中梯装置的激电异常 218

二、椭球体上中梯装置的激电异常 220

三、板状体上中梯装置的激电异常 222

四、有覆盖层时中梯装置的激电异常 225

五、起伏地形条件下中梯装置的激电异常 225

第三节 偶极装置的激电异常 228

一、球体上偶极装置的激电异常 228

二、板状体上偶极装置的激电异常 230

三、起伏地形条件下偶极装置的激电异常 233

第四节 近场源装置的激电异常 233

一、球体上近场源装置的激电异常 234

二、板状体上近场源装置的激电异常 236

三、起伏地形条件下近场源装置的激电异常 239

四、组合体上近场源二极装置的激电异常 240

第五节 联剖装置的激电异常 240

一、球体上联剖装置的激电异常 241

二、板状体上联剖装置的激电异常 242

第六节 对称四极、温纳和等比装置的激电测深曲线 246

一、球体上的激电测深曲线 246

二、板状体上的激电测深曲线 252

三、组合体上的激电测深曲线 256

四、水平层上的激电测深曲线 257

第七节 固定点源装置的激电测深曲线 258

一、球体上的激电点测深曲线 258

二、板状体上的激电点测深曲线 259

三、组合体上的激电点测深曲线 259

第八节 激电异常的评价方法及定量解释方法 261

一、激电异常的评价方法 261

二、激电异常的定量解释方法 264

第九节 激发极化法的仪器装备及野外工作中的几个问题 271

一、激电法的仪器装备 271

二、激电法野外工作中的几个问题 273

第十节 激发极化法的实际应用 280

一、激电异常评价实例 280

二、激电法找矿实例 282

三、激电法找水实例 287

第三章 充电法 294

第一节 充电法的基本理论 294

一、球形导体的充电电场 294

二、导电椭球体的充电电场 295

三、不等位导体的充电电场 297

第二节 充电法的实际应用 298

一、充电法的应用范围和应用条件 298

二、充电法的观测方式 298

三、充电法的应用实例 299

第三节 激发极化充电法 300

一、直立铜板端外地面充电的实验结果 300

二、直立厚石墨板地下围岩充电的实验结果 303

三、组合模型上的实验结果 303

第四章 电磁法 305

第一节 频率域和时间域电磁场的基本特点 305

一、频率域电磁场的基本特点 305

二、时间域电磁场的基本特点 307

第二节 频率电磁剖面法 309

一、不接地回线法 309

二、电磁偶极剖面法 314

第三节 频率电磁测深法 318

一、电偶源频率测深法 319

二、磁偶源频率测深法 326

三、频率测深曲线的解释方法 326

四、频率测深法的实际应用 328

第四节 瞬变电磁剖面法 334

一、几种规则形体上瞬变电磁剖面异常特征 335

二、覆盖层对瞬变电磁剖面异常的影响 338

三、起伏地形对瞬变电磁剖面异常的影响 338

四、瞬变电磁剖面法的应用实例 341

第五节 瞬变电磁测深法 342

一、视电阻率的几种定义式 343

二、水平地层磁偶源瞬变电磁测深视电阻率曲线 350

三、水平地层电偶源瞬变电磁测深视电阻率曲线 351

四、水平地层电磁测深曲线的等值性 354

五、水平导电薄层上的瞬变电磁场 357

六、瞬变电磁测深曲线的解释方法 360

七、瞬变电磁测深法的实际应用 364

第一章 自然电场法 369

第一节 极化体上的自然电位异常 369

一、极化球体上的自然电位异常 369

二、极化板状体上的自然电位异常 371

第二节 自然电场法的实际应用 372

一、自然电场法在金属矿上的应用 372

二、自然电场法在石墨化地层填图中的应用 374

三、自然电场法在确定地下水流向方面的应用 374

第二章 大地电磁测深法 377

第一节 视电阻率及水平地层大地电磁测深曲线的理论计算方法 377

一、视电阻率及水平地层上的理论计算表达式 377

二、水平地层大地电磁测深曲线的理论计算方法 378

第二节 水平地层上的大地电磁测深曲线 380

一、二层水平地层上的大地电磁测深曲线 380

二、三层水平地层上的大地电磁测深曲线 383

三、多层大地电磁测深曲线及代替层概念 384

第三节 水平地层大地电磁测深曲线的渐近线 385

一、底部ρn→∞的右支渐近线 385

二、底部ρn→0的右支渐近线 387

第四节 水平地层大地电磁测深曲线的等值性 389

一、S等值性 390

二、H等值性 390

第五节 水平非均匀介质的大地电磁测深曲线 391

一、水平地层非各向同性介质的大地电磁测深曲线 391

二、二维介质的大地电磁测深曲线 391

第六节 大地电磁测深资料的解释方法 393

一、博斯蒂克反演解释方法 393

二、自动反演解释方法 395

第七节 大地电磁测深法的实际应用 398

一、大地电磁测深仪及主要装备 398

二、静位移与电磁阵列剖面 398

三、大地电磁测深法的应用实例 400

第三章 甚低频法 405

第一节 甚低频法的场源及其一次场 405

一、甚低频法的场源 405

二、甚低频法的一次场 406

第二节 甚低频法的异常场 407

一、异常场的一般特点 407

二、几种规则形体上的甚低频异常 408

第三节 甚低频法的测量参数及资料处理 411

一、甚低频法的测量参数 411

二、甚低频法的资料处理 411

第四节 甚低频法的应用实例 413

一、地质填图 413

二、寻找低阻金属矿 414

三、在灰岩地区寻找地下水 414

第一章 航空电磁法 416

第一节 方法概述 416

一、航空电磁法硬架系统 416

二、航空电磁法非硬架吊舱系统 417

第二节 频率域翼尖硬架系统航空电磁法 418

一、测量原理 418

二、资料解释方法及应用实例 419

第三节 时间域吊舱系统航空电磁法 420

一、测量原理 421

二、资料解释方法及应用实例 422

第二章 可控源音频大地电磁法 427

第一节 方法概述 427

一、场源 427

二、测量方式 428

第二节 近场效应和静态效应影响及校正方法 429

一、近场效应影响及校正方法 429

二、静态效应影响及校正方法 432

第三节 可控源音频大地电磁法应用实例 438

一、山西沁水盆地的应用效果 438

二、新疆阿舍勒铜矿的应用效果 439

第三章 探地雷达法 441

第一节 方法概述 441

一、发展概况 441

二、方法特点 442

第二节 探地雷达法的基本原理与方法技术 443

一、基本原理 443

二、方法技术 444

第三节 探地雷达法应用实例 447

一、划分花岗岩风化带 447

二、隧道探测 447

三、公路路面厚度检测 449

第四章 海洋电法 450

第一节 天然场源海洋电法 450

一、海洋大地电磁测深法 450

二、海洋自然电位法 451

第二节 人工场源海洋电法 452

一、海洋电磁法 452

二、海洋直流电阻率法 453

三、海洋激发极化法 455

四、海洋磁电阻率法 456

第五章 震电法 458

第一节 压电法 458

一、基本原理 458

二、压电场的理论计算结果 460

三、压电法的实际应用 461

第二节 震源电磁辐射法 467

一、岩矿石在破裂过程中的电磁辐射性质 467

二、震源电磁辐射法的实际应用 467

参考文献 471