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內容簡介

　　《地電場與電法勘探/北京高等教育精品教材》為劉光鼎院士主編的地球物理係列教材之一。全書由四篇組成。篇地電場，在全麵闡述岩、礦石主要電磁性質基礎上，分彆對天然地電場和人工地電場的場的場源性質及其在均勻和非均勻地電條件下電場、電磁場之解析解進行瞭討論，並於本篇最後對常用的幾種物理模擬和數值模擬方法作瞭介紹。在第二篇主動源電法勘探方法（電阻率法、激發極化法、充電法、電磁法）和第三篇被動源電法勘探方法（自然電場法、大地電磁測深法、甚低頻電磁法）中，分彆對每種方法在不同地電條件下的異常規律，定性、定量解釋方法和實際應用中的方法技術要求等問題作瞭較全麵係統的闡述，並給齣瞭它們的應用實例。第四篇其他電法勘探方法，則主要是對航空電磁法、可控源音頻大地電磁法、探地雷達法、海洋電法和震電法等五種方法的方法特點及應用、發展概況，作瞭扼要介紹和討論。
　　《地電場與電法勘探/北京高等教育精品教材》可作為固體地球物理、地球物理工程、環境與工程地球物理、地球探測與信息技術等專業本科生的教科書或教學參考書使用，也可供研究生和從事這方麵工作的科研、工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

序
前言

第一篇 地電場
第一章 岩、礦石的電磁性質
第一節 岩、礦石的導電性
第二節 岩、礦石的介電性
第三節 岩、礦石的導磁性
第四節 岩、礦石的自然極化性
第五節 岩、礦石的激發極化性
第六節 岩、礦石的壓電性和震電性
第二章 天然地電場
第一節 大地電磁場
第二節 自然電場
第三章 人工地電場
第一節 穩定電流場
第二節 激電場
第三節 電磁場
第四章 地電場正演問題的模擬方法
第一節 數值模擬方法
第二節 物理模擬方法

第二篇 主動源電法勘探方法
第一章 電阻率法
第二章 激發極化法
第三章 充電法
第四章 電磁法

第三篇 被動源電法勘探方法
第一章 自然電場法
第二章 大地電磁測深法
第三章 甚低頻法

第四篇 其他電法勘探方法
第一章 航空電磁法
第二章 可控源音頻大地電磁法
第三章 探地雷達法
第四章 海洋電法
第五章 震電法

參考文獻

前言/序言

　　地電場係指大地中天然存在或由人工建立的電場及電磁場。在天然地電場中，各種全球性或區域性變化的電場、電磁場稱為大地電場或大地電磁場，而局部性的穩定電場稱為自然電場。在人工地電場中，通過接地建立的穩定、不穩定電流場稱為直流電場，通過接地或不接地建立的變化電場、電磁場，稱為交流電場或交變電磁場。
　　電法勘探則是根據地殼中不同岩層之間、岩石和礦石之間存在的電磁性質差異，通過觀測天然存在的或由人工建立的電場、電磁場分布，來研究地質構造、尋找有用礦産資源，解決工程、環境、災害等地質問題的一類地球物理勘探方法。
　　可見，地電場與電法勘探有著緊密聯係。瞭解各種地電場的性質，研究它們在不同地電條件下的分布規律，是電法勘探的重要基礎。
　　電法勘探利用的主要物性有：導電性、介電性、導磁性、激發極化性、自然極化性、壓電性和震電性等。當地下地質構造或岩層與礦體之間的電性分布沿水平或垂直方嚮發生變化時，則在地麵、空中或海洋觀測到的電場、電磁場空間分布也將發生相應變化，於是，便齣現瞭所謂的異常。通過對異常進行定性、定量解釋，便可推斷齣地下的地質構造特徵和礦體位置、埋深、形狀、大小等的賦存狀態。
　　電法勘探的方法種類很多，分類方法也不盡相同。在以往的教科書中，有的將其分成直流電法和交流電法兩大類；有的則將其分成傳導類電法和感應類電法兩大類；也有的又不分類。本書從人工場源和天然場源的角度齣發，將其分為主動源電法和被動源電法兩大類。按此方法分類時，則在主動源電法方麵的常用方法有：電阻率法、激發極化法、充電法和電磁法等；在被動源電法方麵的常用方法有：自然電場法、大地電磁測深法和甚低頻電磁法等。其中甚低頻電磁法是利用海軍潛艇的通信電颱作為場源的，雖不屬於天然場源，但它屬於被動源。在電法勘探工作中，當觀測空間不同時，又有地麵電法、航空電法和海洋電法之分。當勘查目標不同時，又有金屬電法、石油電法、煤田電法、水工環電法、災害電法、考古電法以及醫療電法和軍事電法等的稱謂。說明電法的應用範圍十分廣泛。
　　電法勘探的發展曆史並不長，真正利用地電場進行電法勘探的時間，大緻始於19世紀末和20世紀初。其中，在天然場源方麵：1835年英國學者福剋斯（R.W.Fox）首先用自然電場法發現瞭一個硫化礦床；20世紀初開始將大地電流法用於礦産資源勘探；20世紀50年代前蘇聯學者吉洪諾夫和法國學者卡尼亞（L.Caniard）建立瞭探測地球深部電性結構的大地電磁測深法。在人工場源方麵：19世紀末提齣的電阻率法到20世紀初已趨成熟；1920年由法國學者施倫貝爾熱（C.Schlumberger）發現的激電效應，後經各國學者的深入研究於20世紀50年代形成瞭激發極化法，其中加拿大學者塞吉爾（H.O.Segel）、皮爾頓（W.H.Pelton）、前蘇聯學者柯馬羅夫和美國學者宗吉（K.L.Zonge）等，做齣瞭重要貢獻；電磁剖麵法始於1917年，於1925年首次獲得找礦效果；20世紀80年代以來，隨著經濟建設的迅猛發展和科學技術的不斷進步，人工源頻率測深法和瞬變測深法在前蘇聯學者考夫曼（A.A.Kofman）和美國學者凱樂（G.V.Keller）共同建立的理論基礎上發展較快，與此同時由加拿大學者D.W.Strangway和M.A.Goldstein提齣的可控源音頻大地電磁法以及由德國最早提齣的探地雷達法和由日本率先實現的高密度電阻率法等方法，在資源、工程、環境等方麵都得到瞭迅速發展與應用。此外，由前蘇聯於20世紀70-80年代研究提齣的壓電法和震電法，近年來已取得一定進展，有望能用於礦産資源勘查和地質災害的預報中。
　　我國的電法勘探工作，始於20世紀30年代末和40年代初，當時由於條件限製，顧功敘先生和丁毅、王子昌等人僅在幾個金屬礦區做過一些少量電法勘探的試驗研究工作；1949年中華人民共和國成立以後，隨著各項經濟建設事業的蓬勃興起，電法勘探工作和其他地球物理方法一樣纔得到瞭迅速發展。半個多世紀以來的實踐結果證明，我國的電法勘探工作，雖然起步比較晚，但在政府主管部門的大力支持和早期來華講學的剋維亞特柯夫斯基等前蘇聯電法專傢的幫助下得到瞭很快發展，並作為應用地球物理的一個重要分支方法，以它適應性強、應用範圍廣的特點，在各類地質勘查領域中取得瞭許多有價值、有意義的理論與應用成果，已經和正在發揮著重要作用。
　　目前，國內在儀器方麵，由我國自主研製生産的電法儀器已有多種，如直流電法儀、高密度電阻率儀、直流激電儀、交流激電儀、雙頻激電儀、頻率測深儀、瞬變測深儀等，均具有很好的工作性能。另外，近年來國內不少單位還從國外引進瞭多種類型的先進電法儀器，如大地電磁測深儀、多功能電法儀、探地雷達儀等；在方法理論和方法技術方麵，隨著電子計算技術的飛速發展，數值模擬和數字解釋技術已逐步被多數人所掌握，資料處理和異常定性、定量解釋水平正在不斷提高。但應指齣，由於客觀實際的復雜性和地電條件的韆變萬化，因此在許多情況下，單靠電法一種方法往往不能對觀測結果作齣正確的地質解釋，經驗證明隻有充分利用各種地質、物探、化探資料對異常進行綜閤解釋纔能取得好的效果，達到預期目的。
　　本教材於2005年齣版後，經中國地質大學、中南大學、成都理工大學等院校使用以及有關科研院所和生産單位參閱，反映良好。對所提意見，作者均做瞭認真修改。本書2006年被評為北京高等教育精品教材；重印後，恐疏漏和不當之處仍在所難免，敬請讀者繼續予以指正。（李金銘，2007年5月）
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