第三章时间域激发极化法
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第三章 时间域激发极化法
按激电效应的类型,可将激发极化法分为两种:一种是观测在稳定电流激发下电场随时 间变化的激电效应,称为时间域激发极化法。
另一种是观测在交变电流作用下,电场随频率 变化的激电效应,称为频率域激发极化法。
激发极化法可以沿用电阻率法的各种电极装置, 其中时间域激电法中用得比较广泛的有 中间梯度(中梯)、联合剖面(联剖),近场源二极(二极)、对称四极测深(测深)等装置。
而频率域激电法则主要使用偶极—偶极(偶极)装置。
以下以极限视极化率的异常为例,讨论时间域激电法异常的特征。
3.3.1 中间梯度装置的激电异常
一、球形极化体的中梯激电异常
像电阻率法那样,激电法理论中也是将均匀外电场中的异常视为中梯装置的异常。
均匀 外电场中存在体极化球体时的视极化率公式已在(3.2.32)式中给出。
将该式中的m s 和m 2 改
写为ηs 和η2,并考虑到对地面非主剖面上的测点 ) , , ( 0 h y x , 2 0 2 2 h y x R + + = 。
可得围岩
不极化时,体极化球体的视极化率表示式
2 / 5 2 0 2 2 2 2 0 2 ) ( 2 h y x x h y M V
s + + - + = h (3.3.1) 式中 )
2 1 )( 2 1 ( 6 2 2
3 0
2 2 m m h h m + + - » 2 r M V (3.3.2) 其中忽略了(3.2.32)式分母内与测点坐标有关的数值较小的项,而且选用了相对电阻率 1 2 = r r m / 2 。
对比面极化和体极化球体上总场电位的表示式(3.2.8)和(3.2.35),并考虑到
2
2 2 - + = h h r r r 1 2 * 2 和 l r 1 = k ,可写出面极化球体上ηs 的表示式 2 / 5 2 0 2 2 2 2 0 2 )
( 2h y x x
h y M s s + + - + = h (3.3.3) 式中 ( ) 2 0 22 0 6 12212 s r M r l l m m » æö +++ ç÷ èø (3.3.4)
可见,体极化和面极化球体中梯激电异常的空间分布,都近似与位于球心的电偶极子的 电场分布相同。
图 3.3.1 示出了根据(3.3.1)式算出的ηs 曲线。
下面讨论其特点。
1、主剖面上的异常
示于图 3.3.1(a )的主剖面ηs 剖面曲线和高阻球体上的中梯r s 异常曲线形状相同:在 球心正上方有异常极大值,两侧异常对称地减小,并在出现负的极小值后逐渐回升到零。
由 图 3.3.1(a )下部示出的球外二次场的电流分布(虚线),可解释上述异常特征。
在(3.3.1)式中取y =0,可得主剖面上h s 的表示式
2 / 5 2 0 2 2 2 0 ) ( 2h x x
h M V s + - = h (3.3.5)
由此式不难导出球心埋深 h 0 与主剖面上异常零值点间距D x 、半极值点间弦长 q 及过拐 点切线的弦切距 m 等的关系
m h q h x h 0 . 2
, 3 . 1 , 7 . 0 0 0 0 » » D » (3.3.6) 在(3.3.5)式中取 x=0,便得视极化率的异常极大值 3 0 max /h M V s = h 。
可见,异常幅度
与球心埋深的三次方成反比,随着 h 0 增大,h s 异常将急剧减小。
此外,对体极化球体,异 常还与 M V 成正比, 由
(3.3.2)式可知:
① 异常幅度与
3 0 r (即球体体积)成
正比;② 异常幅度与
η2(即球体的体极化
能力)成正比;③ 异
常幅度与相对电阻率
μ2 的关系较复杂,在
0 2 ® ¥ ® 2 m m 或 时,
M V → 0 ; 而当
2 - = h m 1 2
1 2 时, M V 有极大值。
即良导电
(
¥
® ® 2 2 ( ) 0 m m 或高阻 )体极化球的ηs 异常都很小;而在某一中等相对电阻率值时,异常幅度最大。
前已述及, 这是“饱和效应”的反映。
对于面极化球体,ηs 异常幅度与(3.3.4)式表示的M s 成正比,即有:
① 异常幅度近似与 2 0 r (即球体表面积)成正比;② 异常幅度近似与λ(即球体的面
极化能力)成正比;③ 异常幅度随μ2 增大而单调地减小:高阻( ¥ ® 2 m )面极化体的η s 异常趋近于零;而良导电( 0 2 ® m )面极化体的ηs 异常最大。
以上ηs 异常幅度随球体几何参数和电参数的变化规律和前面讨论的球体二次场电位的 变化规律是完全一致的。
2、异常的平面分布
图 3.3.1(b )所示球体的ηs 异常平面等值线具有拉长的图形,其走向垂直于外电场方 向。
当改变供电(即测线)方向时,等值线将随之改变延伸方向。
但是由于球体的对称性, 等值线的形状并不改变。
ηs 异常平面等值线呈伸长图形容易产生错觉:似乎引起激电异常的极化体也有相应的 延伸形状。
但是,ηs 剖面平面图可反映出极化体走向不长的特征,当测线离开主剖面时, ηs 异常曲线的幅度明显降低,而宽度明显增大。
二、椭球状极化体上的中梯激电异常
图3.3.1 球形极化体上的中梯激电异常(M V =1;h 0=2;η1=0) (a )主剖面曲线;(b )剖面平面图和等值线平面图 1—剖面曲线;2—等值线;3—球体在地面的投影
椭球体可代表具有一定走向延伸的极
化体,对于这样的极化体,实际工作中可采
用两种中梯装置:一种是经常使用的纵向中
梯装置,其供电电极A 、B 和测量电极 M 、
N 的布极方向皆垂直于极化体的走向;另一
种是 A 、B 与 M 、N 平行于极化体走向布极
的横向中梯装置,其测线仍垂直于极化体走
向,但 M 极与 N 极分别在两条测线的对应
点上。
1、直立椭球体
图 3.3.2 给出了理论计算的低阻直立椭
球体的纵向中梯(B )和横向中梯(A )的 ηs 剖面平面图。
其中,纵向中梯的异常
形态与球体的相似:极化体正上方有正
的异常极大值,两侧异常对称地减小,
并有不大的负极小值;仍然是主剖面上
异常幅度最大,异常宽度最小;而当测
线越出椭球体后,异常下降较显著。
由
此可根据地面实测的ηs 剖面平面图大
致估计极化体的走向长度。
横向中梯的异常形态不同于纵向中
梯, 在椭球体上方ηs 剖面曲线取得正极 大值,两侧曲线对称地平缓下降到零, 而不出现负值。
当测线越出椭球体时,
在椭球体走向延伸线上方有负极小值。
实际工作中,根据横向中梯ηs 剖面平面图的上述特征,可大致确定极化体的走向长度,且 较利用纵向中梯准确些。
从图 3.3.2 还可以看到,对于低阻(μ2<1)极化体,横向中梯比纵向中梯的异常幅度大 得多。
但计算结果表明,当极化体较围岩的导电性差时(μ2>1),则情况相反,纵向中梯比 横向中梯的ηs
异常幅度大。
图3.3.2 低阻体极化椭球体上横向中梯(a )和纵向中梯
(b )的ηs
剖面平面图
图5.3—3 不同μ2 值的倾斜椭球状极化体上纵向
中梯的ηs 剖面曲线
a=13;b=13;c=2.6;h 0=13.5;倾角α=45°;η1=2%;η2=40%
上述规律可以解释为:对于低阻极化体,当外电场平行其走向时(横向装置),极化体 吸引电流的作用较外电场垂直其走向时(纵向装置)大,故前一种情况中流过极化体的电流 较多, 极化作用较强, 且地面总场电位差较小,
因而ηs 异常较明显。
若极化体为高阻体,当
外电场平行其走向时(横向装置),与电流相
垂直的极化体截面较小, 故电流受高阻极化体
排斥时,较易于绕体外流去,流过极化体的电
流较少,极化作用较弱,加之极化面积较小,
因而异常较小;而外电流场垂直其走向时(纵
向装置),则情况相反,故异常较大。
两种装置对高阻和低阻极化体的不同反
映可用以判断极化体与围岩的相对导电性。
横
向中梯装置在良导电极化体上反映出较强的
激电异常, 可用于在高阻矿化背景上寻找有一
定走向的低阻矿体。
2、倾斜椭球体
图 3.3.3 给出了一组具有不同相对电阻率
μ2 值的倾斜椭球体上的纵向中梯ηs 剖面曲
线。
其中,μ2=1 的激电异常与水平磁化的水
平磁异常 x a H 形状近于相同,极化体上有不对
称的正异常, 异常极大点从极化体上顶向倾斜
方向稍有位移;沿倾斜方向异常曲线下降较
缓,负极小值不明显;而反倾斜方向上曲线下
降较陡,且有明显的负极小值。
良导电极化体
(μ2=0.1)的ηs 异常仍保持μ2=1 时的基本
特征,但异常幅度更大些,极大点向倾斜方向
移动更远,曲线的不对称性更强。
高阻极化体
(μ2=10)的ηs 异常形态和前两者不同:异 常极大点向矿顶方向移动,同时,在倾斜方向
上出现较明显的负极小值。
在同一倾斜极化体
上,当相对电阻率μ2 改变时,不仅引起激电
异常幅度的变化,而且还可改变异常形状的不对称
性。
这表明,在利用激电异常的不对称性判断极化
体产状时,必须考虑极化体与围岩的相对导电性。
同时,这也表明,当μ2≈1 时,ηs 异常与水平磁化
的水平磁异常 = D x H (或当极化体为二度体时,与垂 直磁化的垂直磁异常ΔZ ⊥
)形状相近,可以类比;
而当μ2 明显不同于 1时,这种类比关系不再成立。
相对电阻率对倾斜极化激电异常形状的影响,
是因为高阻极化体排斥电流,使极化体内总场电流
偏向短轴方向;或低阻极化体吸引电流,使极化体 内总场电流偏向长轴方向,因而改变了原来的(水 图3.3.5 球形极化体上的视极化率联剖面曲线
h 0/r 0=2; μ2=1; η1=1%; η2=50%
图3.3.4 椭球体长轴与测线成45°斜交时, 纵向中梯装置
的ηs 剖面平面图(a )和等值线平面图(b ) a=10; b=3; c=1; h 0=5;η1=2%;η2=22%
平)极化方向之故。
3、与测线斜交的椭球体
当测线(即 A 、B 和M 、N 布极方向)与极化体的走向斜交时,异常具有较复杂的形状。
图 3.3.4 给出了直立椭球体走向与测线成 45°夹角时,ηs 剖面平面图(a )和等值线平面图 (b )。
由图可见,中心剖面上ηs 曲线的基本形态仍与直立极化体上纵向中梯的情况相同。
在偏离极化体中心的旁侧剖面上, ηs 曲线不对称, 与倾斜极化体上的纵向中梯ηs 曲线相似, 异常极大点从极化体上方移向通过极化体中心的基线, 而在相反方向上出现较明显的负极小 值。
各剖面上ηs 极大点的连线与极化体走向不一致,且偏向基线方向。
这在ηs 等值线平面 图(b )上表现得更清楚。
还可以看出,极化体导电性越好(μ2 越小),ηs 异常走向偏离极 化体走向越远;而在高阻极化体上(如μ2=10)这种偏离很小,异常走向基本上和极化体走 向一致。
3.3.2 联合剖面装置的激电异常
一、球形极化体的联剖激电异常
图 3.3.5 给出了理论计算的球形极化体视极化率联剖曲线。
可以看出,这些曲线与高阻 球体上视电阻率联剖面曲线的形状相似,其共同特点是,用 AMN ∞和∞MNB 测得的视极化
率曲线( B s A s h h 和
)相互对称,并在球心上方有高的反交点。
在电极距 AO 相对于球心深度 h 0 不大时,异常幅度较小, 形状比较简单,在反交点两侧 B s A s h h 和
各有一个极大值和极小值。
随着极距增大 ÷ ÷ ø
ö ç ç è æ ³2 0 h AO ,异常幅度上升,同时形状变得较复杂,在反交点两侧, B s A s h h 和 各 有一个主极大值,其后又出现一个次极小值和次极大值。
后者是由于供电电极通过球体上方
时引起的。
当电极距进一步增大时, B s A s h h 和
的次极小值进一步降低,同时,主极大值点向 球心上方的反交点靠近,两条曲线的分异性变差。
而当电极距很大时, B s A s h h 和
重合,变成 中梯装置的ηs 曲线。
球体上激电联剖异常与高阻球体上视电阻率联剖异常变化规律类似的现象, 可用“等效 电阻率法”原理作出解释,按照这一原理,激电效应等效于各极化体的电阻率从真电阻率ρ i 增大到等效电阻率 * /(1) i i i r r h =- , 故极化体引起的二次场异常等效于该地质体电阻率增高 引起的一次场异常。
二、板状极化体的联剖激
电异常
实验表明,在陡立板状极
化体上,激电联剖曲线的基本
形态和球体上的一致,这里不
再重复,仅给出一组倾斜板状
体上的激电联剖模型实验曲
线(见图 3.3.6)。
它们表明, 在倾斜板状极化体上,两条联
图3.3.6 倾斜板状极化体上的激电联剖模型实验曲线
电极距:AO =BO =29cm ;MN =2cm 。
(a )良导性紫铜板(57×40×0.2cm 3 );
(b )含石墨粉 20%的高阻浸染型水泥板(60×40×3cm 3 )
剖曲线( B s A s h h 和
)互不对称,反映极化体存在的反交点从板状体上顶往倾斜方向移动。
对于 低阻极化体,供电电极在板状体倾向一侧的视电极化率极大值(图3.3.6(a )中 A s h 的极大值) 较小,而另一条( B s h )曲线的极大值较大,故两个视极化率主极大值点连线的倾斜方向与极
化体的倾向相反。
对于高阻极化板,情况则相反, B s A s h h 和
主极大值点连线的倾斜方向与极化 体的倾向一致(见图3.3.6(b ))。
可见, 若根据 A s h 和 B s h 极大值的相对大小判断极化体的倾向, 必须知道极化体与围岩的相对导电性。
山东物探队归纳模型实验结果和野外观测资料提出,根据反交点两侧 B s A s h h 和
曲线所夹 面积的相对大小可判断极化体产状,即沿倾向一侧 B s A s h h 和
曲线所夹面积较大,而另一侧面 积较小。
判断极化体倾向的这一标志对低阻或高阻极化体都是一致的,并且受个别点观测误 差的影响较小。
3.3.3 对称四极测深装置的激电异常
如果说电阻率测深主要用于层状构造,那么,激电测深则主要用来研究局部不均匀体。
因此本节将着重讨论局部极化体上的激电测深异常。
我国物探工作者在研究局部极化体时, 通常将激电测深曲线绘在单对数坐标纸上,以横轴为供电电极距 AB /2,采用对数坐标;纵 轴为视激电参数(ηs ),用线性比例尺。
一、球形极化体上的激电测深曲线
图 3.3.7 是理论计算的球形极化体主剖面上不同测点的ηs 测深曲线。
当测深点位于球心 正上方(x =0)时,ηs 测深曲线为二层 G 型;小电极距 ) 2 . 0
2 / ( 0 £ h AB 时,视极化率ηs 接 近围岩极化率η1=0,球体的作用可以忽略;随着极距增大,球体的作用变大,
ηs 逐渐增高;而当电极距很大时 ) 10
2 / ( 0 ³ h AB ,ηs 趋于一个渐近值。
显然,该渐近值便 为中梯装置在同一球体上的ηs 极大值。
当测深点偏离球心正上方时(x =0.5),η
s 异常值变小;当测深点偏离到球体在地面投
影边缘或投影外时(x ≥1),ηs 测深曲线出现
极大值(变成三层 K 型),并在电极距 AB /2
→∞时,ηs 趋于较极大值小的渐近值。
不难
理解,各测深点上ηs 测深曲线在AB /2→∞时
的(右支)渐近值等于中梯装置在该点的ηs
值。
故当 2 / 0 h x > 时,渐近值为负值。
ηs
测深曲线出现极大值, 是由于供电电极移动到
球体上方附近, 对球体的极化作用较强并改变
极化方向的结果。
这给我们一个启示,即在某
个极化体上布置激电测深工作时, 应尽量不使
供电电极在测深过程中越过相邻极化体, 以避 图3.3.7 体极化球主剖面上不同位置(x ) 测深点的ηs 测深理论曲线 r 0=1;h 0=2; ρ1=ρ2; η1=0; η2=20%
免或减小后者对测深曲线的畸变影响。
为此,通常应使激电测深沿极化体走向布极。
二、低阻板状极化体上的激电测深曲线
低阻板状极化体上激电测深曲线的基本特征与球形极化体的相同, 这可由图 3.3.8 看出。
当测深点位于极化体的地面投影范围之内时(图中 410 和 403 点),ηs 测深曲线均为 G 型; 当测深点位于极化体地面投影范围以外时,存在两种情况:(1)若测深装置相对于极化体是 对称的(图 3.3.8 中396 点垂直模型走向布极(实线)),则ηs 测深曲线仍为G 型,但ηs 异 常幅度有所降低;(2)若测深装置相对极化体不对称,尤其是当布极线 AB 通过极化体上方 时(图 3.3.8 中 396 点平行模型走向布极(虚线)),则ηs 测深曲线出现极大值,呈 K 型。
故沿通过极化体上方的剖面布极时,可根据剖面上各点ηs 测深曲线类型的变化,大致估计 极化体在地面的投影范围。
三、高阻板状极化体上的激电测深曲线
当沿水平延伸很大的高阻板状极化体
的走向布极时,在它上方的激电测深曲线也
呈 K 型(见图 3.3.9)。
这是和前述等轴状极
化体及低阻板状极化体上的曲线完全不同
的。
但是,如果高阻板状极化体的产状较陡
(倾角a >45°),并垂直于其走向布极,则其
上方的ηs 测深曲线仍为 G 型。
在大极距时,
平行和垂直走向布极的测深装置ηs 值的上
述差别,本质上与高阻极化体上横向中梯与
纵向中梯ηs 值的差别是一致的。
四、激电测深的ηs 等值线断面图
对局部极化体上的ηs 测深曲线做定量
解释,自然比层状大地条件下困难。
故目前
仅限于对极化体的形状、产状和埋深做定性 或半定量的粗略估计。
为了推断极化体的断面形状
图3.3.10 双层高阻板状极化体上的激电测深
ηs 等值线断面图
纵坐标为 AB /4,线性分度,比例尺与横坐标相同;上层
模型尺寸:40´20´4cm 3 ;下层模型尺寸:23´9´5cm
3 图3.3.9 高阻板状极化体上的激电测深模型实验曲线 模型尺寸:20´12´2cm 3 ;埋深:6cm ;布极线平行模型走向; a
为模型的倾角
图3.3.8 水平铜板模型上的激电测深曲线类型图
和产状,通常需要在垂直极化体走向的测线上,完成若干个点的激电测深观测,并根据实测 资料绘制视激电参数 (例如ηs )的等值线断面图 (做图方法与电阻率测深法相同)。
图 3.3.10 示出了双层高阻板状极化体模型上激电测深的ηs 等值线断面图。
根据经验,当极化体电阻 率与围岩的相近时,纵坐标取 AB /4,并选用与横坐标相同的线性比例尺,则ηs 等值线可形 象和直观地反映极化体在断面中的形状、产状和空间位置,图 3.3.10 便是一例。
由于低阻的局部极化体上ηs 测深曲线为G 型,故ηs 等值线断面图不具有包围低阻极化体 的闭合等值线;但实验资料表明,ηs 等值线仍能形象地反映低阻极化体的产状。
五、极化体埋深的近似估算
估算极化体的埋深常利用ηs 测深曲线上的某些特征点(如转折点、拐点等)的位置。
根据ηs 测深曲线开始明显上升的“转折点”的横坐标(AB /2)转折,可按以下经验公式 大致估算极化体的上顶埋深
转折 ) 2 / ( 1 AB k h = (3.3.7)
式中系数k 1 与极化体的形状和导电性有关,可按如下情况确定
① 对于球形极化体, 当 75 . 0 1 ~ 5 . 0
, 0 . 3 ~ 5 . 1 / 1 0 0 » = = k r h 时 ; ② 对于低阻板状极化体, k 1≈1;③ 对于高阻板极化体,k 1 稍小于 1;④ 对于二层 断面,当 2 ~ 6 / 1 / 1 2 = r r 时, 77 . 0 ~ 67 . 0
1 = k 。
从实测 s h 测深曲线上确定(AB /2)转折的精度不高,实际解释中常取 k 1=1,因此确定深 度的精度也是不高的。
除利用转折点外,也可利用过 s h 测深曲线上升段拐点的切线与 s h 测深曲线前支渐近线 ) ( 1 h h = s 的交点,
此交点的横坐标(AB /2) 切交与极化体上顶埋深 h 之间也有类似的经验公式 切交 ) 2 / ( 2 AB k h = (3.3.8)
式中系数k 2可按如下情况确定。
①对于球形极化体,当h 0/r 0=1.5~3.0时, 1 34 . 1 ~ 66 . 0 2 » = k ;② 对于低阻水平圆柱状极化体,当 0 . 3 ~ 5 . 1
/ 0 0 = r h 时, 1 . 1 47 . 1 ~ 73 . 0 2 » = k ;③对于高阻水 平圆柱状极化体,当 0 . 3 ~ 5 . 1
/ 0 0 = r h 时, 5 . 1 0 . 2 ~ 0 . 1 2 » = k ;④ 对于低阻板状极化体, 6 . 1 2 » k ;⑤ 对于高阻板状极化体, 8 . 1 2 » k 。
应用(3.3.8)式估算极化体深度,系数k 2 常不易取准,故精度也不高。
3.3.4 时间域激电法的应用
从本世纪 50 年代开始,我国地质工作中就开始使用时间域激电法。
它测量在某一持续 时间 T (从几秒到几十秒)单向或双向矩形脉冲电流激发下,二次电位差在断电后某一时间
t y 的瞬时值 ) ( 2 y t U D ,或某一时间区段的积分值
dt t U M j
y y t t t ) ( 2 D = ò + (3.3.9)
式中,t y 为断电后开始测量的延迟时间(简称延时);t j 为积分时间。
根据测量结果可计算视 极化率
% 100 ) ( ) ( ) , ( 2 ´ D D =
T U t U t T y y s h (3.3.10) 或视充电率
) ms ( ) ( ) ( 2 , T U dt t U t t T m j y y t t t j y s D D = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ + ò + (3.3.11)
时间域激电法的观测仪器容易制造, 由于观测的是供电脉冲断开几百毫秒之后的二次电位差 ms) 10 ( 2 × ³n t y ,受电磁耦合干扰较小,故工作方法和解释理论也比较简单。
一、找矿实例
激电法用于勘查固体矿产的主要优点是能找到百分含量不高的浸染状矿体, 这是其它任 何电法方法所不能比拟的;此外,令其它电法头痛的地形不平和电导性不均匀等干扰因素, 不会形成激电法的假异常。
激电法的主要问题之一就是不够工业品位的非矿矿化(主要是黄 铁矿化和石墨化)也能产生明显的激电异常,成为找矿的严重干扰。
因此,如何评价激电异 常——查明引起异常的地质原因, 评价其在直接找矿或间接找矿中的意义——就成为激电法 研究中的一项重要任务。
下面介绍激电法找金、银矿的一个实例。
某地区金、银矿产于一个规模很大的多金属矿 带中。
金和银矿物(自然金、金银矿、碲金矿、针碲金银矿、自然银和辉银矿等)与黄铁矿、 方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等共生,形成以金、银为主的多金属矿床。
金、银工业品位很低, 对矿石物性无显著影响,但其伴生的硫化金属矿物使矿石具低电阻率和高极化率,因而有利 于电法找矿。
用中梯装置作了 1/万的时间域激电法面积测量(约 9km 2 ),发现和部分圈定了破山
图3.3.11 某区异常带250线物探地质综合剖面图
1—银矿体;2—测深点。
w z P —歪头山组;AH —斜长角闪片岩。
中梯装置:AB =900m ,MN =40m ;联剖:AO =BO =200m ,MN =20m
和银洞坡等异常。
破山激电异常带在工区内延伸长达 7.8km (沿走向方向尚未封闭),η s 异常极值约 20%。
异常分布与下古生界歪头山组(浅—中变质的火山碎屑沉积岩系)内 的第三矿化带吻合较好,后者是该区主要含矿层。
在异常区内的 4 个异常验证孔均已见 矿。
后来施工的勘探钻也都布置在异常内,并均见到了工业矿体,证明该异常为一以银、 铅为主的多金属矿所引起。
进而用激电和钻探沿走向追索该矿带,扩大了储量。
图 3.3.11 是破山异常 250 线的物探地质综合剖面图。
中梯装置的ηs 曲线宽缓圆滑,表明引起异常 的极化体埋藏较深(该区矿体氧化带深达 50m );20~40 号点ηs 曲线平缓上升,而 58~60 号点下降较快,反映出矿体产状倾向西南。
自然电位曲线西南一侧陡,而东北一侧缓, 同样反映矿体倾向西南。
在矿体上联剖出现视电阻率的正交点和视极化率的反交点,表 明了矿体的低阻、高极化性质。
图中还给出了正负极极化法的 s h D 曲线(即中梯装置正
向供电和反向供电测得的视极化率之差 ) - + - = D s s s h h h ,它在零值线附近来回“跳动”
, 无明显的非线性异常,表明矿体是浸染状的。
可见,在该区激电法不仅能找到赋存于多 金属矿化带中的金、银矿,而且还能提供关于矿体产状和结构特征方面的信息。
二、找水方法及实例
早在激电法发展的初期, 人们就开展了激电找水的研究。
某物探队于70年代初提出的 “激 电衰减时法”寻找地下水的效果较好。
他们通过实验室和野外试验发现,激电强度参数ηs 与 地下含水情况的关系并不密切;而激电二次场的衰减特性则可较好地反映地下含水情况。
在 描写激电二次场衰减特性的各种参数中,以“衰减时”S 和“含水因素”M S 反映地下含水情
况最好。
S 是指二次电位差的归一化放电曲线 ) 5 2 . 0 ( / ) ( 2 2 ¢ ¢ D D U t U ,从 100%衰减到某一百分
数所需要的时间。
常常将该百分数定为 50%,并称其对应的 S 为半衰时。
在作激电测深时, 通常用直角坐标绘制S 随电极距AB/2的变化曲线, 称为 “衰减时S 测深曲线” (参见图3.3.12); 它与横轴包围的面积称为含水因素 M S 。
在一些基岩裂隙水、第四系疏松层孔隙水和岩溶水 地区的野外试验表明, 实测衰减时 S 和含水因素M S 的增高反映了地下水的相对富集。
其中, S 反映静水量(S 与含水量正相关),而M S 反映动水量(M S 与涌水量正相关)。
激电衰减时法找水的工作方法通常是做激电测深, 在每个测深点上记录各电极距二次电 位差在断电 0.25s 以后的衰减曲线。
整理资料时,从衰减曲线上量取衰减时(通常是半衰时) S ;然后绘S 测深曲线,并计算含水因素 M S 。
在推断解释之前,要根据先前的资料,统计出 与本地区地下水赋存条件相同或相近地区的衰减时和含水因素的背景值 S 0 和 M 0 (即无水条 件下的 S 和M 值);最好还能统计出M S 与涌水量Q 的回归函数
) ( 0 M M b Q S - = (3.3.12)
式中 b 是与地下水赋存条件有关的常数,称为“回归系数” 。
二、油气田勘查实例
某区为高产油田。
石油贮存于石灰岩的溶洞、裂隙中,埋深一般为 3000m 左右。
区内 震旦亚界和古生界均为海相石灰岩地层,厚度不大于5000m ;中生界地层缺失;下第三系厚 约 840—2000m ,也含有少量油气,直接覆盖于古生界之上,岩性为砂岩、细砂岩和泥岩等;。