中南大学汤井田老师电磁法勘探——1-2-电磁法的数学物理基础.ppt

Copyrights? Jingtian Tang,CSU 电磁法勘探及应用/ Copyrights? Jingtian Tang,CSU Copyrights? Jingtian Tang,CSU 电磁法勘探及应用 ——电磁法的数学物理基础（Ⅱ） 中南大学地球科学与信息物理学院 2012年4月 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 本章内容简介 1.2 岩（矿）石的电磁性质 1.1 电磁场的基本方程与电磁勘探 1.4 几种典型的电磁场源 1.3 地球物理模型 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 本章内容简介 1.1电磁场的基本方程与电磁勘探 1.2 岩（矿）石的电磁性质 1.4 几种典型的电磁场源 1.3 地球物理模型 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2 岩矿石的电磁性质 岩矿石的 电磁性质 电阻率 介电常数 导磁率 极化率 压电性 岩石的物理性质 密度 弹性波速 热导率 放射性 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2.1 电阻率 岩（矿）石电性，是指其导电性和介电性。根据导电性和介电性所占的比例，物质大致分为良导体和绝缘体。电法勘探实际常遇到的地质体是介于二者之间的导电介质。岩石导电性以电阻率来度量。 在电法勘探中习惯上把电阻率高于围岩电阻率的地质体称为高阻体；反之，称为低阻体。 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2.1 电阻率 几种岩石电阻率的分布范围曲线 火成岩 变质岩 粘土 软页岩 硬页岩 砂 砂岩 多孔石灰岩 致密石灰岩 1 10 102 103 104 105 106 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.1.7 电阻率 矿物成分：岩矿石中良导体矿物的含量 岩、矿石的结构、构造 岩、矿石中水溶液含量及其盐离子浓度 温度 影响岩石或矿石电阻率的因素 压力 孔隙度、裂隙度、通道 岩（矿）石电阻率的变化范围很宽，从10-8Ω?m到1014Ω?m. * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2.2 介电常数 在外电场作用下，不导电的物体，即电介质，在紧靠带电体的一端会出现异号的过剩电荷，另一端则出现同号的过剩电荷，这种现象称为电介质的极化。 　　如果将某一均匀的电介质作为电容器的介质而置于其两极之间，则由于电介质的极化，将使电容器的电容量比真空为介质时的电容量增加若干倍。物体的这一性质称为介电性，其使电容量增加的倍数即为该物体的介电常数，用以表示物体介电性的大小。 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 对于绝大多数的造岩矿物，包括硅质类，相对介电常数εr=6～8.较高的相对介电常数可达几十，属于这一级次的矿化有硫化物，如黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿、钛铁矿、铬铁矿、金红石、锡石等。与此同时，一些硫化物，如闪锌矿、辰砂、雄黄等的介电常数不超过10.一些氧化物，如玉髓、赤铜矿、尖晶石等也不超过10。水分子的张弛极化是形成介电极化的主要原因。 1.2.2 介电常数 在国际单位中，介电常数可表示为： 为相对介电常数。 为真空（或空气）的介电常数； * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2.2 介电常数 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2.3 导磁率 在介质中，磁感应强度B与磁场强度H的比值称为磁导率μ。 在国际单位制中，以符号μ0表示真空和空气的磁导率，并规定μ0=4π×10-7H/m。而其它介质的磁导率μ与μ0间的关系为 式中 称为该介质的相对磁导率，它表示该介质在外磁场的作用下，分子电流定向排列后，使得介质内的磁通量比在真空中增加的倍数，表示了介质导磁能力的大小；κ则称为磁化率。 * Copyrights? Jingtian Tang,CSU 1.2.3 导磁率 根据 的大小，一般将介质分为顺磁质、逆磁质和铁磁质三类。前两类的 为稍大或稍小于1.00的正数，而铁磁质的 则明显大于1. 与其它物质一样，矿物也可以分为逆磁性、顺磁性和铁磁性三类。属于前两种的有硬石膏、石墨、白云石、方解石和石英，这些矿物的 值为0.9999～0.998或1.0001～1.002。铁磁性矿物有磁铁矿、磁黄铁矿、钛磁铁矿，其 值为2～20。 虽然铜是很好 的导体，但是铜 是抗磁的物质。 也就是磁很难