应用地球物理2: 电法勘探原理与方法
教 学 大 纲
课程编号：0801223020
课程名称：应用地球物理2：电法勘探原理与方法
课程英文名称：Applied Geophsics ⅡPrinciple and Method of Electrical Method 总学时：64（讲授54学时，实验8学时） 学分：3.5
开课单位：地球探测科学与技术学院
授课对象：勘查技术与工程专业（应用地球物理方向）本科生 前置课程：高等数学、数学物理方法、电磁场论 一、
《应用地球物理2：电法勘探原理与方法》课程是地探学院地球物理系，勘 查技术与工程专业（应用地球物理方向）学科基础课，是主干专业课之一。本教学大纲适用于该专业的本科教学。
在本课程中，使学生系统学习电磁场理论和电法勘探的理论知识。通过本课程的学习，使学生系统掌握电法勘探的基本理论、基本方法技术及在勘查石油天然气和煤田地质构造，寻找金属非金属矿产，进行水文地质、工程地质调查等方面的实际应用，能进行以上各项地质任务的基本勘查工作。并对国内外正在推广，试用的新方法、新技术有所了解。
教学目的和要求
二、教学内容
第一章 电阻率法 §1 电阻率法基础
一、 岩、矿石的导电性及影响岩、矿石电阻率的因素 二、 均匀大地电阻率的测定
三、 视电阻率概念、公式及微分表示法
实验一：电法仪器认识、点源场测定、均匀大地电阻率的测定
提示：了解岩、矿石的导电性及影响岩、矿石电阻率的因素，重点掌握电阻率公式的导出、视电阻率概念及视电阻率微分公式。 §2 电阻率剖面法
一、 常用电极排列（装置）及其相互关系 二、 单界面视电阻率公式解析解及异常规律
三、 联合三极、对称四极装置规则形体上的视电阻率异常 四、 偶极装置规则形体上的视电阻率异常
五、 中间梯度法规则形体上的视电阻率异常
六、 电阻率剖面法的实际应用 实验二：联合剖面法模型实验
提示：通过电阻率常用装置了解电法勘探的灵活性，了解各种场源形式在球体上方电阻率解析式的推导方法，重点掌握联合三极装置、对称四极装置、中间梯度装置在不同电性异常体上的异常规律及其应用。 §3电阻率测深法
一、 水平多层上点源场的解
二、 水平多层上对称四极测深视电阻率理论曲线 三、 电测深曲线类型及性质
四、 多层电测深曲线的定性解释、定量解释 五、 多层电测深曲线的数值解释法 六、 电阻率测深法的应用 实验三：电阻率测深法模型实验
提示：重点掌握电测深法的理论基础和资料解释。了解电测深曲线的数值解释法的原理和具体过程，熟悉电阻率测深法在探查石油、金属非金属矿床、水文地质及工程地质中的应用。
§4 电阻率法仪器与设备
一、电阻率法仪器发展过程介绍 二、电阻率法仪器测量原理
三、电阻率法的设备
提示：了解电阻率法仪器测量原理及特点
第二章 充电法和自然电场法
§1 充电法
充电法理论基础：均匀介质中理想导体的充电电场。非均匀介质中不等位体的充电电场
充电法的实际应用：应用条件，野外工作方法。在各种地质勘探工作中的应用。 §2 自然电场法
自然电场法的成因及分布规律：岩矿、石自然极化性质，电子导体的自然极化，离子导体的自然极化。
自然电场法的实际应用：油气田普查、金属矿勘查、水文地质、工程地质调查 提示：重点掌握以上两种方法的原理及在特殊地质勘探工作中的应用
第二章 激发极化法
§1激发极化法的理论基础
基本理论： 岩、矿石激发极化机理；电子导体激发极化机理、离子导体激发极化机理；岩、矿石直流激发极化特性、交流激发极化特性；时间域、频率域测量参数定义及物理意义；激发极化场的边界条件及解场的等效电阻率法；视极化率的概念。
提示：了解激发极化机理的形成过程及性质，熟悉时间域、频率域测量参数的定
义及表达式，明确视极化率的物理意义。
§2 常用装量的激电异常
激发极化中间梯度法：球形矿体上激电中梯的异常，均匀电场中面极化和体极化球体极化场的求解，视极化率异常的规律。
联合剖面装置：有球体存在时点源极化场的解及激电联合剖面法的异常。球体上视极化率理论曲线。倾斜脉体上联合剖面法视极化率异常特点。
偶极装置：规则形体上偶极剖面法的异常规律。断面等值线图
激电测深装置：激电测深的特点。球体和板状体上激电测深曲线的性质。 实验四：激电中梯装置模型实验
提示：掌握简单地电条件下极化电流场的分布规律。掌握几种常用的激电方法在各种极化体上的异常曲线的分布规律。 §3 激发极化法仪器设备
时间域激发极化法：仪器设备的特殊要求；发射机设计原理；接收机设计原理；不极化电极
频率域激发极化法：仪器的优点及特殊要求；发射机设计原理；接收机设计原理。
提示：重点掌握激发极化法仪器设备的特殊性，仪器工作原理，不极化电极的作用。双频激电的优势。
§4 激发极化法的实际应用
时间域激电、双频激电法的野外工作方法和技术问题；应用实例。 提示：本节主要了解激发极化法的野外工作方法和技术及在地质找矿工作中的实际应用。
第三章 电磁感应法
§1 电磁感应法的理论基础
交变电磁场中的电、磁学参数；电磁场波动方程；电磁场的传播；电磁场空间时间分布规律。
提示：了解电磁法场源类型和一次场的空间分布，频率域与时间域的转换关系。掌握电磁场求解和传播规律。 §2 电磁剖面法
电磁偶极剖面法；磁偶源瞬变电磁法；NANO瞬变电磁法。 实验五：瞬变电磁法实验
提示：本节主要掌握电磁剖面法的工作方式，在导电导磁体上的异常规律和特点，熟悉对电磁剖面法异常的解释方法。 §3 电磁测深法
大地电磁、可控源音频大地电磁测深：基本方法理论；工作方法技术；层状介质上视电阻率曲线的规律和特点；定性、定量解释。
频率测深：基本方法理论；工作方法技术；层状介质上视电阻率曲线的规律和特点；定性、定量解释。
瞬变电磁测深：频率域与时间域的转换方法；瞬变场基本理论；工作方法技
术；层状介质上视电阻率曲线的规律和特点；定性、定量解释。
提示：重点掌握电磁测深的原理和基本理论、工作方法以及对资料的定性解释。 §4 电磁感应法的应用
勘查油气田构造；区域构造研究；地热田探查；岩石圈结构研究。 提示：了解电磁测深方法在各领域的应用效果，解释方法及解决问题的进展。 三、教学中应注意的问题
1. 电法勘探理论与电磁场论联系密切比较抽象，初学者不容易理解，在教学中应尽量深入浅出，将稳定电流场和电磁感应场的基本概念讲清楚，并以形象化教学手段相配合。使学生真正掌握电法勘探的基本理论。
2. 要理论联系实际，通过实验教学消化、验证理论教学内容，从理性认识向 感性认识转化，加强对电法异常的定性分析和解释。
3. 要注意对学生实践能力的培养，应用地球物理是一门实践性很强的学科，因此应加强实践能力环节的训练，以提高学生的实践能力，把学生培养成真正的物探工程师。 四 、教学时间分配表
应用地球物理2: 电法勘探原理与方法
教 学 大 纲
课程编号：0801223020
课程名称：应用地球物理2：电法勘探原理与方法
课程英文名称：Applied Geophsics ⅡPrinciple and Method of Electrical Method 总学时：64（讲授54学时，实验8学时） 学分：3.5
开课单位：地球探测科学与技术学院
授课对象：勘查技术与工程专业（应用地球物理方向）本科生 前置课程：高等数学、数学物理方法、电磁场论 一、
《应用地球物理2：电法勘探原理与方法》课程是地探学院地球物理系，勘 查技术与工程专业（应用地球物理方向）学科基础课，是主干专业课之一。本教学大纲适用于该专业的本科教学。
在本课程中，使学生系统学习电磁场理论和电法勘探的理论知识。通过本课程的学习，使学生系统掌握电法勘探的基本理论、基本方法技术及在勘查石油天然气和煤田地质构造，寻找金属非金属矿产，进行水文地质、工程地质调查等方面的实际应用，能进行以上各项地质任务的基本勘查工作。并对国内外正在推广，试用的新方法、新技术有所了解。
教学目的和要求
二、教学内容
第一章 电阻率法 §1 电阻率法基础
一、 岩、矿石的导电性及影响岩、矿石电阻率的因素 二、 均匀大地电阻率的测定
三、 视电阻率概念、公式及微分表示法
实验一：电法仪器认识、点源场测定、均匀大地电阻率的测定
提示：了解岩、矿石的导电性及影响岩、矿石电阻率的因素，重点掌握电阻率公式的导出、视电阻率概念及视电阻率微分公式。 §2 电阻率剖面法
一、 常用电极排列（装置）及其相互关系 二、 单界面视电阻率公式解析解及异常规律
三、 联合三极、对称四极装置规则形体上的视电阻率异常 四、 偶极装置规则形体上的视电阻率异常
五、 中间梯度法规则形体上的视电阻率异常
六、 电阻率剖面法的实际应用 实验二：联合剖面法模型实验
提示：通过电阻率常用装置了解电法勘探的灵活性，了解各种场源形式在球体上方电阻率解析式的推导方法，重点掌握联合三极装置、对称四极装置、中间梯度装置在不同电性异常体上的异常规律及其应用。 §3电阻率测深法
一、 水平多层上点源场的解
二、 水平多层上对称四极测深视电阻率理论曲线 三、 电测深曲线类型及性质
四、 多层电测深曲线的定性解释、定量解释 五、 多层电测深曲线的数值解释法 六、 电阻率测深法的应用 实验三：电阻率测深法模型实验
提示：重点掌握电测深法的理论基础和资料解释。了解电测深曲线的数值解释法的原理和具体过程，熟悉电阻率测深法在探查石油、金属非金属矿床、水文地质及工程地质中的应用。
§4 电阻率法仪器与设备
一、电阻率法仪器发展过程介绍 二、电阻率法仪器测量原理
三、电阻率法的设备
提示：了解电阻率法仪器测量原理及特点
第二章 充电法和自然电场法
§1 充电法
充电法理论基础：均匀介质中理想导体的充电电场。非均匀介质中不等位体的充电电场
充电法的实际应用：应用条件，野外工作方法。在各种地质勘探工作中的应用。 §2 自然电场法
自然电场法的成因及分布规律：岩矿、石自然极化性质，电子导体的自然极化，离子导体的自然极化。
自然电场法的实际应用：油气田普查、金属矿勘查、水文地质、工程地质调查 提示：重点掌握以上两种方法的原理及在特殊地质勘探工作中的应用
第二章 激发极化法
§1激发极化法的理论基础
基本理论： 岩、矿石激发极化机理；电子导体激发极化机理、离子导体激发极化机理；岩、矿石直流激发极化特性、交流激发极化特性；时间域、频率域测量参数定义及物理意义；激发极化场的边界条件及解场的等效电阻率法；视极化率的概念。
提示：了解激发极化机理的形成过程及性质，熟悉时间域、频率域测量参数的定
义及表达式，明确视极化率的物理意义。
§2 常用装量的激电异常
激发极化中间梯度法：球形矿体上激电中梯的异常，均匀电场中面极化和体极化球体极化场的求解，视极化率异常的规律。
联合剖面装置：有球体存在时点源极化场的解及激电联合剖面法的异常。球体上视极化率理论曲线。倾斜脉体上联合剖面法视极化率异常特点。
偶极装置：规则形体上偶极剖面法的异常规律。断面等值线图
激电测深装置：激电测深的特点。球体和板状体上激电测深曲线的性质。 实验四：激电中梯装置模型实验
提示：掌握简单地电条件下极化电流场的分布规律。掌握几种常用的激电方法在各种极化体上的异常曲线的分布规律。 §3 激发极化法仪器设备
时间域激发极化法：仪器设备的特殊要求；发射机设计原理；接收机设计原理；不极化电极
频率域激发极化法：仪器的优点及特殊要求；发射机设计原理；接收机设计原理。
提示：重点掌握激发极化法仪器设备的特殊性，仪器工作原理，不极化电极的作用。双频激电的优势。
§4 激发极化法的实际应用
时间域激电、双频激电法的野外工作方法和技术问题；应用实例。 提示：本节主要了解激发极化法的野外工作方法和技术及在地质找矿工作中的实际应用。
第三章 电磁感应法
§1 电磁感应法的理论基础
交变电磁场中的电、磁学参数；电磁场波动方程；电磁场的传播；电磁场空间时间分布规律。
提示：了解电磁法场源类型和一次场的空间分布，频率域与时间域的转换关系。掌握电磁场求解和传播规律。 §2 电磁剖面法
电磁偶极剖面法；磁偶源瞬变电磁法；NANO瞬变电磁法。 实验五：瞬变电磁法实验
提示：本节主要掌握电磁剖面法的工作方式，在导电导磁体上的异常规律和特点，熟悉对电磁剖面法异常的解释方法。 §3 电磁测深法
大地电磁、可控源音频大地电磁测深：基本方法理论；工作方法技术；层状介质上视电阻率曲线的规律和特点；定性、定量解释。
频率测深：基本方法理论；工作方法技术；层状介质上视电阻率曲线的规律和特点；定性、定量解释。
瞬变电磁测深：频率域与时间域的转换方法；瞬变场基本理论；工作方法技
术；层状介质上视电阻率曲线的规律和特点；定性、定量解释。
提示：重点掌握电磁测深的原理和基本理论、工作方法以及对资料的定性解释。 §4 电磁感应法的应用
勘查油气田构造；区域构造研究；地热田探查；岩石圈结构研究。 提示：了解电磁测深方法在各领域的应用效果，解释方法及解决问题的进展。 三、教学中应注意的问题
1. 电法勘探理论与电磁场论联系密切比较抽象，初学者不容易理解，在教学中应尽量深入浅出，将稳定电流场和电磁感应场的基本概念讲清楚，并以形象化教学手段相配合。使学生真正掌握电法勘探的基本理论。
2. 要理论联系实际，通过实验教学消化、验证理论教学内容，从理性认识向 感性认识转化，加强对电法异常的定性分析和解释。
3. 要注意对学生实践能力的培养，应用地球物理是一门实践性很强的学科，因此应加强实践能力环节的训练，以提高学生的实践能力，把学生培养成真正的物探工程师。 四 、教学时间分配表