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内容简介

　　《地电场与电法勘探/北京高等教育精品教材》为刘光鼎院士主编的地球物理系列教材之一。全书由四篇组成。篇地电场，在全面阐述岩、矿石主要电磁性质基础上，分别对天然地电场和人工地电场的场的场源性质及其在均匀和非均匀地电条件下电场、电磁场之解析解进行了讨论，并于本篇最后对常用的几种物理模拟和数值模拟方法作了介绍。在第二篇主动源电法勘探方法（电阻率法、激发极化法、充电法、电磁法）和第三篇被动源电法勘探方法（自然电场法、大地电磁测深法、甚低频电磁法）中，分别对每种方法在不同地电条件下的异常规律，定性、定量解释方法和实际应用中的方法技术要求等问题作了较全面系统的阐述，并给出了它们的应用实例。第四篇其他电法勘探方法，则主要是对航空电磁法、可控源音频大地电磁法、探地雷达法、海洋电法和震电法等五种方法的方法特点及应用、发展概况，作了扼要介绍和讨论。
　　《地电场与电法勘探/北京高等教育精品教材》可作为固体地球物理、地球物理工程、环境与工程地球物理、地球探测与信息技术等专业本科生的教科书或教学参考书使用，也可供研究生和从事这方面工作的科研、工程技术人员参考。

内页插图

目录

序
前言

第一篇 地电场
第一章 岩、矿石的电磁性质
第一节 岩、矿石的导电性
第二节 岩、矿石的介电性
第三节 岩、矿石的导磁性
第四节 岩、矿石的自然极化性
第五节 岩、矿石的激发极化性
第六节 岩、矿石的压电性和震电性
第二章 天然地电场
第一节 大地电磁场
第二节 自然电场
第三章 人工地电场
第一节 稳定电流场
第二节 激电场
第三节 电磁场
第四章 地电场正演问题的模拟方法
第一节 数值模拟方法
第二节 物理模拟方法

第二篇 主动源电法勘探方法
第一章 电阻率法
第二章 激发极化法
第三章 充电法
第四章 电磁法

第三篇 被动源电法勘探方法
第一章 自然电场法
第二章 大地电磁测深法
第三章 甚低频法

第四篇 其他电法勘探方法
第一章 航空电磁法
第二章 可控源音频大地电磁法
第三章 探地雷达法
第四章 海洋电法
第五章 震电法

参考文献

前言/序言

　　地电场系指大地中天然存在或由人工建立的电场及电磁场。在天然地电场中，各种全球性或区域性变化的电场、电磁场称为大地电场或大地电磁场，而局部性的稳定电场称为自然电场。在人工地电场中，通过接地建立的稳定、不稳定电流场称为直流电场，通过接地或不接地建立的变化电场、电磁场，称为交流电场或交变电磁场。
　　电法勘探则是根据地壳中不同岩层之间、岩石和矿石之间存在的电磁性质差异，通过观测天然存在的或由人工建立的电场、电磁场分布，来研究地质构造、寻找有用矿产资源，解决工程、环境、灾害等地质问题的一类地球物理勘探方法。
　　可见，地电场与电法勘探有着紧密联系。了解各种地电场的性质，研究它们在不同地电条件下的分布规律，是电法勘探的重要基础。
　　电法勘探利用的主要物性有：导电性、介电性、导磁性、激发极化性、自然极化性、压电性和震电性等。当地下地质构造或岩层与矿体之间的电性分布沿水平或垂直方向发生变化时，则在地面、空中或海洋观测到的电场、电磁场空间分布也将发生相应变化，于是，便出现了所谓的异常。通过对异常进行定性、定量解释，便可推断出地下的地质构造特征和矿体位置、埋深、形状、大小等的赋存状态。
　　电法勘探的方法种类很多，分类方法也不尽相同。在以往的教科书中，有的将其分成直流电法和交流电法两大类；有的则将其分成传导类电法和感应类电法两大类；也有的又不分类。本书从人工场源和天然场源的角度出发，将其分为主动源电法和被动源电法两大类。按此方法分类时，则在主动源电法方面的常用方法有：电阻率法、激发极化法、充电法和电磁法等；在被动源电法方面的常用方法有：自然电场法、大地电磁测深法和甚低频电磁法等。其中甚低频电磁法是利用海军潜艇的通信电台作为场源的，虽不属于天然场源，但它属于被动源。在电法勘探工作中，当观测空间不同时，又有地面电法、航空电法和海洋电法之分。当勘查目标不同时，又有金属电法、石油电法、煤田电法、水工环电法、灾害电法、考古电法以及医疗电法和军事电法等的称谓。说明电法的应用范围十分广泛。
　　电法勘探的发展历史并不长，真正利用地电场进行电法勘探的时间，大致始于19世纪末和20世纪初。其中，在天然场源方面：1835年英国学者福克斯（R.W.Fox）首先用自然电场法发现了一个硫化矿床；20世纪初开始将大地电流法用于矿产资源勘探；20世纪50年代前苏联学者吉洪诺夫和法国学者卡尼亚（L.Caniard）建立了探测地球深部电性结构的大地电磁测深法。在人工场源方面：19世纪末提出的电阻率法到20世纪初已趋成熟；1920年由法国学者施伦贝尔热（C.Schlumberger）发现的激电效应，后经各国学者的深入研究于20世纪50年代形成了激发极化法，其中加拿大学者塞吉尔（H.O.Segel）、皮尔顿（W.H.Pelton）、前苏联学者柯马罗夫和美国学者宗吉（K.L.Zonge）等，做出了重要贡献；电磁剖面法始于1917年，于1925年首次获得找矿效果；20世纪80年代以来，随着经济建设的迅猛发展和科学技术的不断进步，人工源频率测深法和瞬变测深法在前苏联学者考夫曼（A.A.Kofman）和美国学者凯乐（G.V.Keller）共同建立的理论基础上发展较快，与此同时由加拿大学者D.W.Strangway和M.A.Goldstein提出的可控源音频大地电磁法以及由德国最早提出的探地雷达法和由日本率先实现的高密度电阻率法等方法，在资源、工程、环境等方面都得到了迅速发展与应用。此外，由前苏联于20世纪70-80年代研究提出的压电法和震电法，近年来已取得一定进展，有望能用于矿产资源勘查和地质灾害的预报中。
　　我国的电法勘探工作，始于20世纪30年代末和40年代初，当时由于条件限制，顾功叙先生和丁毅、王子昌等人仅在几个金属矿区做过一些少量电法勘探的试验研究工作；1949年中华人民共和国成立以后，随着各项经济建设事业的蓬勃兴起，电法勘探工作和其他地球物理方法一样才得到了迅速发展。半个多世纪以来的实践结果证明，我国的电法勘探工作，虽然起步比较晚，但在政府主管部门的大力支持和早期来华讲学的克维亚特柯夫斯基等前苏联电法专家的帮助下得到了很快发展，并作为应用地球物理的一个重要分支方法，以它适应性强、应用范围广的特点，在各类地质勘查领域中取得了许多有价值、有意义的理论与应用成果，已经和正在发挥着重要作用。
　　目前，国内在仪器方面，由我国自主研制生产的电法仪器已有多种，如直流电法仪、高密度电阻率仪、直流激电仪、交流激电仪、双频激电仪、频率测深仪、瞬变测深仪等，均具有很好的工作性能。另外，近年来国内不少单位还从国外引进了多种类型的先进电法仪器，如大地电磁测深仪、多功能电法仪、探地雷达仪等；在方法理论和方法技术方面，随着电子计算技术的飞速发展，数值模拟和数字解释技术已逐步被多数人所掌握，资料处理和异常定性、定量解释水平正在不断提高。但应指出，由于客观实际的复杂性和地电条件的千变万化，因此在许多情况下，单靠电法一种方法往往不能对观测结果作出正确的地质解释，经验证明只有充分利用各种地质、物探、化探资料对异常进行综合解释才能取得好的效果，达到预期目的。
　　本教材于2005年出版后，经中国地质大学、中南大学、成都理工大学等院校使用以及有关科研院所和生产单位参阅，反映良好。对所提意见，作者均做了认真修改。本书2006年被评为北京高等教育精品教材；重印后，恐疏漏和不当之处仍在所难免，敬请读者继续予以指正。（李金铭，2007年5月）
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