电法和电磁法
电法和电磁法勘探通过探测地下电导率（对孔隙流体、粘土和矿石敏感），以绘制地下水、污染、矿化和深部地壳结构图。
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Definition
电法和电磁法是地球物理技术，通过测量或感应地下电流和电场来确定其电导率，电导率取决于孔隙流体、粘土含量和矿化，用于地下成像。
Scope
本主题涵盖基于地下电学性质的地球物理方法：直流电阻率测深和成像、激发极化、自然电位法，以及包括可控源和时域技术以及天然源大地电磁法在内的电磁法家族。它探讨了电导率如何与孔隙度、流体含量和矿物学相关，以及这些数据从近地表到上地幔深度的采集和反演。重点在于对地下电导率进行成像，以用于资源和环境目标。
Core questions
- 什么控制着岩石和沉积物的电导率？
- 电阻率和激发极化勘探如何对地下进行成像？
- 可控源和天然源电磁法有何不同？
- 每种电法适用于哪些深度和目标？
Key concepts
- 岩石的电阻率和电导率
- 直流电阻率测深和成像
- 激发极化和自然电位
- 可控源和时域电磁法
- 大地电磁法和天然源测深
Key theories
- 电导率与孔隙流体
- 在大多数岩石中，电流主要通过孔隙流体和沿粘土表面流动，因此电导率（由阿奇定律等关系式形式化）是孔隙度、水饱和度、盐度和粘土含量的敏感指标。
- 电磁感应测深
- 来自受控发射器或天然源的时变磁场在导电地层中感应出电流，并测量其二次场；由于穿透深度取决于频率，这些方法可以探测从近地表到深部地壳和地幔的电导率。
Mechanisms
地下物质导电程度不同，主要由孔隙水中的离子传导和粘土上的表面传导主导，金属矿石增加了激发极化检测到的可充电性；电阻率法注入电流并绘制产生的电位图，而电磁法利用变化的磁场感应电流，其响应受频率依赖的趋肤深度控制，通过反演恢复随深度变化的电导率结构。
Clinical relevance
这些方法对于地下水勘探和污染与盐度测绘、通过电阻率和充电率异常进行矿产勘探、通过大地电磁法进行地热和地壳研究以及岩土工程和考古调查至关重要。
History
施伦贝格兄弟在20世纪10年代和20年代引入了电阻率勘探和测井技术，卡尼亚德和吉洪诺夫在1950年左右独立提出了大地电磁法，而时域和可控源电磁法，结合现代反演技术，在20世纪后期扩展了电导率成像的范围。
Key figures
- Conrad Schlumberger
- Louis Cagniard
- Misac Nabighian
Related topics
Seminal works
- telford1990
- nabighian1988
- kearey2002
Frequently asked questions
- 为什么有些岩石比其他岩石导电性更好？
- 大多数岩石的导电性是通过孔隙空间中的水和沿粘土表面发生的，因此多孔、水饱和、含盐或富含粘土的岩石导电性好，而干燥、致密或含淡水的岩石电阻率较高；金属矿石通过激发极化可检测到独特的响应。
- 大地电磁法有什么用途？
- 大地电磁法利用地球电磁场的自然变化来成像电导率随深度的变化，探测范围从浅地壳到上地幔，这使其在地热、矿产和深部地壳研究中具有重要价值。