CN101710463B - 用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法 - Google Patents
用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法。根据教学或野外地质工作的实际需要，将实验区或野外工作区地质体缩小到一定比例，并按缩后的长、宽尺寸做盒的边长；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，并按地形起伏在橡皮泥上做出山脊和山谷，若地质体中有断层或矿体，应按断层或矿体的产状和相对位置预设在橡皮泥中，以橡皮泥为介质模拟中间梯度法和对称四极法。用橡皮泥做模型粘合性和塑形性好，容易实现制作起伏地表模型，容易制作层状界面和预设断层、矿体，橡皮泥模型中的电阻率分布相对于土槽模型更均匀，而且水分不易挥发，完全可取代现有用水、沙、土所制作的模型。橡皮泥密度小质量轻，移动方便，制作简单，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种地球物理勘探直流电法，尤其是在室内通过固体模型模拟野外起伏地表和地质体的实验方法。
背景技术
室内模拟直流电法是地球物理教学必不可少的重要环节，也是室内教学的重要实验手段，室内模拟直流电法对野外地质工作具有重要的指导意义。现有的地球物理勘探室内教学或野外地质室内模拟大都是采用水槽、沙子、泥土等介质做模型。
土槽模型制作时，需要手动压实黄土或黏土，这就存在着介质密度均匀性的问题。通常在测量过程中出现非正常电位突跳，通常便是由模型介质的均匀性不一致导致电阻率变化所引起的。要想使土槽模型具有较好的导电性，需要在土槽中适量加入水分，使其变成湿土。但土槽中的水分存在易挥发和水分不均匀两个问题。在土槽的表面，水分在半天之内几乎挥发殆尽甚至出现龟裂，而地表以下水分挥发相对较慢，因此出现了土槽中的含水量不一致，进而电阻率不一致的情况。另外在土槽比较干燥时通常使用洒水的方法来使模型保湿，这种情况也存在人为的水分不均匀。土槽模型的密度大，其重量不利于移动，若将模型固定好，则出现深度越大的土压实性越好，而表面的土介质尤其是在做出起伏地形的异常地表处，通常土质疏松不能达到压实的目的，从而介质均匀性遭到破坏。
沙子可以做成起伏表面，但沙介质的导电均匀性难以保证。而且电极插入介质中接触的紧密程度难以保证。
用水做介质导电均匀性比较好，但无法模拟起伏表面，且水中存在金属良导体时极化效应严重。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法，包括以下顺序和步骤：
a、根据教学或野外地质工作的实际需要，将实验区或野外工作区地质体缩小到一定比例，并按缩后的长、宽尺寸做盒的边长，盒高10-20cm；
b、将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，并按地形起伏在橡皮泥上做出山梁和沟谷，如地质体中有断层或矿体，应按断层或矿体的产状和相对位置预设在橡皮泥中；
c、中间梯度法模拟，A极距边框10-15cm，B极距A极所距边框的对应边框10-15cm，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1-3cm，布置完电极后按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B点，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线；
d、对称四极法模拟，A极距边框10-15cm，A极与B极之间为M极和N极，A，M，N，B极之间的距离1-3cm，一次测量完毕，再将A，M，N，B四极同时移动，极距不变，依此测量至剖面终点，再依据对称四极法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：
步骤a所述的一定比例是将地质体按1/1000-1/10000的比例缩小。
有益效果：用橡皮泥做模型粘合性和塑形性好，容易实现制作起伏地表模型，容易制作层状界面、断层、矿体，模型中的水分相对于土槽模型更均匀，而且不易挥发，橡皮泥材料密度小质量轻，移动方便，制作简单，成本低廉。
附图说明：
附图1用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法模型俯视图
附图2用橡皮泥模型室内模拟中间梯度视电阻率曲线图
附图3为用橡皮泥模型室内模拟对称四极视电阻率曲线图
附图4为用橡皮泥模型室内模拟中间梯度山脊电位差曲线异常图
附图5为用橡皮泥模型室内模拟山谷模型视电阻率曲线图
附图6为用橡皮泥模型室内模拟直立铜板水平地表视电阻率曲线图
附图7为用橡皮泥模型室内模拟直立木板水平地表视电阻率曲线图
具体实施方式：
下面结合附图和实施例作进一步的详细说明：
用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法，包括以下顺序和步骤：
a、根据教学或野外地质工作的实际需要，将实验区或野外工作区地质体缩小到1/1000-1/10000比例，并按缩后的长、宽尺寸做盒的边长，盒高10-20cm；
b、将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，并按地形起伏在橡皮泥上做出山梁和沟谷，如地质体中有断层或矿体，应按断层或矿体的产状和相对位置预设在橡皮泥中；
c、中间梯度法模拟，A极距边框10-15cm，B极距A极所距边框的对应边框10-15cm，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1-3cm，布置完电极后按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B点，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线；
d、对称四极法模拟，A极距边框10-15cm，A极与B极之间为M极和N极，A，M，N，B极之间的距离1-3cm，一次测量完毕，再将A，M，N，B四极同时移动，极距不变，依此测量至剖面终点，再依据对称四极法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
实施例1
根据需要，将野外工作区地质体按1/10000的比例缩小到长50cm，宽40cm，高20cm，按缩后的尺寸做盒的边长和盒高；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，在盒内距边框20cm处任选一点设为剖面起点，插入A极，延剖面线至A极对应端距盒边框10cm处为剖面终点，插入B极，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1cm，布置完电极后，按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B极，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
实施例2
根据教学需要，将教学实验区地质体按1/5000的比例缩小到长50cm，宽40cm，高18cm，按缩后的尺寸做盒的边长和盒高；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，在盒内距边框15cm处任选一点设为剖面起点，按1cm的极距插入A，M，N，B极，布置完电极后按常规对称四极法测量，一次测量完毕，再将A，M，N，B四极同时移动，极距不变，依此测量至剖面终点，再依据对称四极法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
实施例3
根据教学需要，将教学实验区地质体按1/10000的比例缩小到长50cm，宽40cm，高20cm，按缩后的尺寸做盒的边长和盒高；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，并按地形起伏在橡皮泥上做出山脊。在盒内距边框10cm处任选一点设为剖面起点，插入A极，延剖面线至A极对应端距盒边框10cm处为剖面终点，插入B极，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1cm，布置完电极后，按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B极，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
实施例4
根据教学需要，将教学实验区地质体按1/10000的比例缩小到长50cm，宽40cm，高20cm，按缩后的尺寸做盒的边长和盒高；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，并按地形起伏在橡皮泥上做出山谷。在盒内距边框10cm处任选一点设为剖面起点，插入A极，延剖面线至A极对应端距盒边框10cm处为剖面终点，插入B极，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1cm，布置完电极后，按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B极，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
实施例5
根据需要，将野外工作区地质体按1/1000的比例缩小到长50cm，宽40cm，高10cm，按缩后的尺寸做盒的边长和盒高；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内，将一个直立的长10cm、宽8cm和高0.2cm的长方体铜版预设在橡皮泥中，铜版预设在模型测线中心下方，长边与测线垂直，铜板上边沿距离橡皮泥表面3cm，并压实，在盒内距边框15cm处任选一点设为剖面起点，插入A极，延剖面线至A极对应端距盒边框15cm处为剖面终点，插入B极，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1cm，布置完电极后，按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B极，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
实施例6
根据需要，将野外工作区地质体按1/2000的比例缩小到长50cm，宽40cm，高10cm，按缩后的尺寸做盒的边长和盒高；将橡皮泥揉捏软化，放入盒内，将一个长方体直立木板预设在橡皮泥中，木板长、宽、高分别为10cm、8cm、0.5cm，木板预设在模型测线中心下方，木板上边沿距离橡皮泥表面3cm，，并压实，在盒内距边框10cm处任选一点设为剖面起点，插入A极，延剖面线至A极对应端距盒边框10cm处为剖面终点，插入B极，A和B两极之间为测点M和N，电极M与N之间的点距为1cm，布置完电极后，按常规中间梯度法逐点测量，依次测量至B极，再依据直流电法通用公式算出各点的视电阻率，根据各点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
Claims (2)
1.一种用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：
a、根据教学或野外地质工作的实际需要，将实验区或野外工作区地质体缩小到一定比例，并按缩后的长、宽尺寸做盒的边长，盒高10-20cm；
b、将橡皮泥揉捏软化，放入盒内压实，并按地形起伏形态在橡皮泥上做出山脊或山谷，当地质体中有断层或矿体时，按断层或矿体的产状和相对位置预设在橡皮泥中；
c、中间梯度法模拟，固定A极与B极，A极位于距该盒的边框10-15cm处，B极位于与该边框对应的边框10-15cm处，A极与B极之间为测点M极与N极，M极与N极之间的极距为1-3cm，布置完电极后按中间梯度法逐点测量，一次测量完毕，得到一个电位差，再将M极和N极同时移动，极距不变，依次测量完A极到B极之间各测点M极与N极的电位差，再依据直流电法通用公式算出各测点的视电阻率，根据各测点的视电阻率绘出视电阻率曲线；
d、对称四极法模拟，固定A极，A极位于距该盒的边框10-15cm处，A极与B极之间为M极和N极，A极、M极、N极、B极之间的极距相等，均为1-3cm，起始测量点位于A极，一次测量完毕，得到一个电位差，再将A极、M极、N极、B极同时移动，极距不变，依此测量至B极距该边框对应的边框10-15cm处，得到测线上若干个电位差，再依据对称四极法公式算出各测点的视电阻率，根据各测点的视电阻率绘出视电阻率曲线。
2.按照权利要求1所述的用橡皮泥模型室内模拟直流电法的实验方法，其特征在于，步骤a所述的缩小到一定比例是将地质体按1/1000-1/10000的比例缩小。
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