電阻率法

電流垂直通過單位截面積、單位長度岩石時所受阻力的大小，表示岩石導電能力的參數，以ρ表示，單位為Ωm。影響岩石電阻率的因素很多，其內部因素包括岩石的礦物組分、顆粒形狀、結構、膠結物以及岩石的孔隙度、裂隙度及含水情況等;外部因素包括岩石的温度和所承受壓力以及觀測時的供電頻率等，當外部條件差異不大時，內部因素起主要作用。

岩石可分為電子導體和離子導體兩類。①電子導體類的岩石。其電阻率主要決定於岩石的礦物組分、顆粒形狀、排列形式及裂隙發育程度。岩石中良導電礦物含量越多，岩石電阻率越接近良導電礦物的電阻率。特別是良導電礦物在岩石中互相連通時，即使含量不多，岩石電阻率也接近良導電礦物的電阻率。相反，良導電礦物含量雖然較多，但被不良導電礦物包圍隔絕，則岩石的電阻率將主要決定於不良導電礦物的電阻率。某些地區的煙煤中含有大量黃鐵礦結核，雖然黃鐵礦電阻率很低，但是由於它們呈孤立的包裹體形式賦存，並未使煙煤的電阻率顯著降低。火成岩及其變質岩都是電子導體類岩石。電子導體類岩石中的裂隙常常被地下水、泥質充填物等良導電物質充填，使岩石電阻率降低。②離子導體類岩石。主要由岩石中所含水溶液內的帶電荷離子傳導電流，大部分沉積岩都屬於此類，其電阻率主要決定於岩石的孔隙度、裂隙度及孔隙、裂隙中含水的多少和水的含鹽度(即礦化度)，而與組成岩石的礦物種類關係不大。孔隙、裂隙度越大，喀斯特越發育，含水量越多，水的礦化度越高，則岩石的電阻率越低;反之則電阻率越高。這是用電阻率法區分不同沉積岩，尋找沉積礦產和地下水，研究喀斯特發育情況和尋找固結岩層中裂隙帶或斷裂帶的物質基礎。

岩石的電阻率還隨地温的增高和所承受壓力的增大而降低。1996年，這兩種因素在實際工作中較少考慮。由於岩石成分和結構的不均一性，特別是砂岩、泥岩、板岩、片岩以及煤等成層狀的岩石和沉積礦產，在沿岩層走向、傾向和垂向測得的電阻率值一般都不相同，這種性質稱為岩石電阻率的各向異性 (或稱非各向同性)。這種特性在實際工作中對電法資料的地質解釋影響較大。

岩石電阻率一般以火成岩最高，沉積岩相對較低(石灰岩、白雲岩較高)，變質岩的電阻率介於兩者之間，並與變質前原來岩石的電阻率大小有密切關係。煤及煤系常見岩石的電阻率值大體如下頁表所示。

電阻率法觀測到的實際不是單個岩層的真電阻率，而是在地下一定空間範圍內多種具不同導電性的岩層電阻率的綜合值稱為視電阻率ρs，其單位為Ωm。

電阻率法工作原理如圖1所示，在地面打入兩個或兩組鐵質的供電電極A、B，用乾電池或蓄電池作供電電源向地下供電，在地下建立穩定電流場，用儀器觀測出供電電流強度I，再將兩個或兩組銅質測量電極M、N打入地面，並觀測M、N兩電極之間的電位差ΔV，並按公式

計算出M、N極間中點處的視電阻率值ρ_s(單位：Ωm)。然後，所有儀器設備沿測線同時向前移動，逐點測量、計算ρ_s值，便可獲得沿測線或測區的ρ_s值變化規律。式中，K是按供電電極A、B與測量電極M、N的間距計算出的一定排列情況下的裝置係數，不同的排列方式有不同的K值。採用帶微處理機的數字電法儀，可將計算公式預置在儀器內，儀器直接顯示最終的ρ_s值。把每次觀測得到的ρ_s值繪成曲線圖，便是野外觀測的原始曲線。對原始曲線進行室內整理，並用微型計算機進行正、反演處理解釋，繪製成各種解釋圖件，再結合工作區及鄰區已有的各種地質、物探資料，進行綜合分析研究，即得出最終的地質解釋成果。

電阻率法按電極排列方式和工作方法可分為電阻率測深法(簡稱電測深法)和電阻率剖面法(簡稱電剖面法)。常用電極排列方式如圖2所示。

(1)電測深法是固定測量電極距，由小到大改變供電電極距，用以研究測點下和測區下不同導電性地質體從淺到深的垂向分佈情況。電測深法按電極排列方式不同，又分為對稱四極測深、偶極測深、三極測深、環形測深、五極縱軸測深等方法。電測深法一般用於岩層傾角比較平緩的地區，瞭解從淺到深的岩層和構造情況，並對有電阻率差異的層位進行深度和厚度解釋。其最大勘探深度可達數公里。

(2) 電剖面法是使供電電極和測量電極的電極距都固定不變，整個裝置沿測線朝一個方向移動，在不同測點上進行觀測。它是在大體同一勘探深度情況下，瞭解沿測線的岩層、構造情況，解決有關地質問題。按照電極排列方式不同，電剖面法又可分為： 對稱四極剖面、複合剖面、聯合剖面、偶極剖面、中間梯度剖面等方法。電剖面法主要用於岩層傾角較大的地區，岩層傾角越大，使用越有利。岩層傾角很小時，不宜使用電剖面法。 ^[2]