视电阻率&激发极化法.ppt

1.1视电阻率法基本原理,（1）视电阻率法是以岩矿石的导电性差异为基础，通过观察和研究人工建立的地下电流场（稳定场或交变场）的分布来进行找矿或解决地质问题的一种方法；（2）我们假设地下介质为无限延伸、地面水平、均匀、各向同性介质，电阻率为ρ，A和B为两供电电极，供电电流为I和-I，M和N为两个测量电极，电势差为ΔUMN，我们可以得到右边的公式；（3）由于地下介质并非理想中的均匀介质，而我们用同样的公式来对地下介质的导电能力进行评价，因此把公式左边称为视电阻率。,ρKΔUMN/IK,1.2几种岩石和矿物的电阻率,2.1激发极化法的基本概念,在向地下供入稳定电流的情况下，仍可观测到测量电极间的电位差是随时间而变化（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟）后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极间的电位差在最初一瞬间很快下降，而后便随时间相对缓慢地下降，并在相当长时间后（通常约几分钟）衰减接近千零。这种在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场现象，称为激发极化效应（简称激电效应），它是岩、矿石及其所含水溶液在电流作用下所发生的复杂电化学过程的结果。激发极化法（简称激电法）是以不同岩、矿石激电效应之差异为物质基础，通过观测和研究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法。,2.2激发极化法的微观解释电子导体（包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石）的激发极化机理一般认为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。在一定的外电流作用下，“电极”和溶液界面上的双电层电位差相对平衡电极电位之变化，在电化学中称为“过电位”或“超电压”（overvoltage）。,平衡电极电位,过电位,2.3时间域激发极化法,我们向地下供电的电压为ΔU1，称为一次场，随着时间的推移电压逐渐增大，达到一个稳定值ΔU，我们称为总场，而电压的增值ΔU2我们称为二次场；我们定义极化率为ηΔU2/ΔU100但由于实际工作中不能保证充电达到一个稳定值，所以实际工作中用视极化率来表示该参数，用ηs表示。,2.4一些岩石的视极化率,2.5频率域激发极化法,我们对地下供入2个不同频率的波，fD（低频）和fG（高频），分别得到总场点位差的幅值ΔUfD和ΔUfG;我们定义频散率（有时叫幅频率P[ΔUfD-ΔUfG]/ΔUfG;在极限条件下，即fD趋近于0，fG趋近于无穷大，频散率与极化率的结果相同；在实际工作中频散率与极化率是不相同，但保持着一个正变的关系，均能表示介质激电效应的强弱；现在实际工作中频率域激电法可同时供入2个频率的电流，大大提高工作效率。,2.6时间域和频率域激电法的比较,时间域激电法对大地噪声、工业游散电流、极化不稳等现象的抗干扰能力差，为了达到和频率域激电法相同的精度，需要加大电流，因此设备更笨重，工作效率要低，成本也相对较高；频率域激电法供入的是交流电，产生的电磁耦合现象（岩矿石产生的感应场叠加在极化场中）影响测量的精度。,3.1工作方法,剖面法（profiling）用来探测一定深度范围内横向电性变化，常用装置有二极、三极、对称四极、联合剖面、中间梯度、偶极；测深法（sounding）用来探测不同深度范围内垂向电性的变化，常用装置有三极、对称四极、偶极。,3.2常用装置,（a）二极装置（b）三极装置（c）联合剖面装置（d）对称四极装置（Schlumberger，当AMMNNB时称为Wenner装置）（e）偶极-偶极装置（dipole-dipole）（f）中间梯度装置（gradient）,3.3主要图件,过去主要的图件为剖面图、等值线平面图、电测深曲线；现在可以进行反演，得到反演图，更加直观。,视电阻率测深曲线,视电阻率等值线平面图,视电阻率剖面图,三维激发极化法反演图,