第四章 频率域激发极化法

激发极化法极化率衰减曲线测量技术上海绿海电脑科技有限公司陆焕文电法勘探测量方法与仪器的分类：1：按电场生成分类：可分为天然电场法和人工电场法。

天然电场是大地中自然产生的，或者是有雷电，远距离长波无线电台发出的电场，底下电化学效应自己引起的电场（自然电场）。

人工电场是勘探人员用发送机法术固定的电流波形在底下建立的人工电场。

人工电场还可以分成传导类电场和感应类电场，传导类电场是发送机的发送电极接地的（用铜电极赶插入地下）。

感应类电场是用无线电发送天线向空中发射后感应到地下的，即发送机发送端不接地（如测地雷达）。

2：按被测的参数分类：根据测量不同的物探参数可以分成不同的测量仪器，从被测信号频率的高低可分成以下几类：* 直流：（超低频1HZ以下）直流电阻率法* 低频：（0.1HZ～20HZ）激发极化法* 音频：（20HZ～10KHZ）音频磁大地电流法3：按测量效率分类：按一次供电可同时测多少的物理册点分类：* 单点普通方法：每测一个物理点后要移动测量电极到新物理点再测，需要“跑极”，这种方法仪器简单，人工多，效率低。

* 多点同时测量的高密度法：这种方法可以一次发送机供电。

同时多个物理测点上同时测量，测量效率高，数据可靠性高。

高密度测量中还可分为多线制和总线制。

多线制是一台主机上引出多道测量线，用星形网直接接到不同物理点的MN接线电极上。

这种方法的缺点是要用长导线传诵模拟量ΔV信号，而ΔV信号是mV级的微弱信号，容易受空中电磁波干扰，测量精度受影响。

总线制是一台主机与多台从机用一根电缆连接起来，组成一个野外现成总线局域网，主机用数字通讯指挥各从机同时测量，测量完成后用数字通讯把各从机测得的信号分时传送给主机。

在长线上传送的是数字信号。

选用半双工的RS485通讯总线，距离可达1000米，数字不易受干扰，一根电缆线最多可以带128个从机。

4：按野外的布极方法分类，以下介绍几种常用的布极和K 值计算公式 * 中间梯度法A 供电电极组B 供电电极组 M NM NA MN 距（米） BKmn = (2π* AM * AN * BM * BN) / [MN *(AM * AN + BM * BN)]A,B供电电极是固定的，MN在A，B中间区域移动（在A，B的1/2区域内）*电测探法（对称测探法）BK值与中间梯度法计算相同，只是这儿的AM = BN在此M，N是固定在AB中间，而A，B供电电极是可以对称的向两边移动。

第四章 频率域激发极化法频率域激电法主要使用偶极装置。

我国常用的频率域视激电参数为视频散率 P s ；80 年 代初期，研制和引进了相位激电仪，开始在频率域激电法中研究新的参数——视相位φs ； 随后又研制和引进了频谱激电系统，使视复电阻率频谱r s (i w )成了新的研究对象。

下面分别 介绍这些参数的异常形态。

3.4.1 视频散率异常除在小比例尺普查找矿阶段使用单个或两个极距作偶极剖面观测外， 通常偶极—偶极装 置都采用多个极距的测量，即供电和测量偶极长度保持相同（AB =MN =a ），逐个改变偶极间 隔系数（一般 n=1，2，3，……，6）进行观测。

所以，偶极—偶极装置兼有剖面法和测深 法的双重性质，它的观测结果，除可绘制成剖面曲线外，更多地是表示为拟断面图。

图 3.4.1 给出了低阻水平、倾斜、垂直板状体和水平圆柱体上偶极装置的视频散率 P s 拟断面图。

模拟参数表明围岩是不极化的，而低阻极化体的频散率 P 2®100%。

从图 3.4.1 可看到，不同形状和产状的极化体上的 P s 拟断面图有很大差别：低阻水平板状极化体的 P s 拟断面图的高值等值线对称地位于极化体两侧下方，呈“八”字形分布。

当一个偶极（AB 或 MN ）位于远处，另一个偶极（MN 或 AB ）位于极化体正上方，对极化体水平极化（即沿延伸方向极化），可得到最大的激电异常。

低阻倾斜板状极化体的 P s拟断面图具有不对称形状， 主异常的倾斜方向与极化体的倾向相反，极化体位于主异常等值线簇的上端附近。

P s 异常极大点位于 极化体下盘。

这是因为该点图3.4.2 体极化球体上偶极装置的视相位φs 剖面曲线和拟断面图球体参数：r 0=5；h 0=6，ρ20=10Ω·m ，m 2=0.6，c 2=0.25，τ2=1s ；围岩参数：ρ10=10Ω·m ，m 1=0.04，c 1=0.25，τ1=0.1s ；偶极长度 a=2；频率 f =1Hz 。

电法勘探: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种地球物理勘探方法。

方法分类：主动源人工或天然场源自然电场法被动源 大地电磁测深法甚低频电磁法电阻率法：以地壳中岩石和矿石的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中电流场的分布规律进行找矿和解决地质电阻率法电磁法 充电法 激发激化法问题的一组电法勘探的分支方法。

充电法：向矿体充电，通过观测其充电电场的空间分布来了解矿体规模和赋存状态的电法勘探方法。

电磁法：是以地壳中岩、矿石的导电性、导磁性和介电性为主要物性基础，根据电磁感应原理，通过观测和研究电磁场的空间与时间分布规律，来寻找地下有用矿产资源和解决地质、环境工程等问题的一组电法勘探方法。

自然电场法：利用岩、矿石由于电化学作用在其周围产生的自然极化电场进行找矿、填图和解决水文地质问题的一种被动源电法勘探方法。

大地电磁测深法：利用在低、中频率范围很宽（10-4-104Hz）广泛分布的天然变化的电磁场，进行深部地质构造研究的一种频率域电磁测深法。

甚低频电磁法：利用分散在全球各地数十个频率为15-25kHz的长波电台作为场源，进行地质矿产及水资源勘查。

激发极化法一、概念1、激电效应在向地下供入稳定电流时，测量电极间的电位差随时间而变大并经过一段（一般约几分钟）时间后趋于某一饱和值（充电过程）；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随时间相对缓慢地下降，并经过一段（一般约几分钟）时间后衰减接近于零（放电过程）。

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，称为激电效应（激发极化效应）。

2、激发极化法它是以地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的直流（时间域）或交流（频率域）激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法勘探分支方法。

第四章频率域激发极化法第四章频率域激发极化法频率域激电法主要使用偶极装置。

我国常用的频率域视激电参数为视频散率 P s ；80 年代初期，研制和引进了相位激电仪，开始在频率域激电法中研究新的参数——视相位φs ；随后又研制和引进了频谱激电系统，使视复电阻率频谱r s (i w )成了新的研究对象。

下面分别介绍这些参数的异常形态。

3.4.1 视频散率异常除在小比例尺普查找矿阶段使用单个或两个极距作偶极剖面观测外，通常偶极—偶极装置都采用多个极距的测量，即供电和测量偶极长度保持相同（AB =MN =a ），逐个改变偶极间隔系数（一般 n=1，2，3，……，6）进行观测。

所以，偶极—偶极装置兼有剖面法和测深法的双重性质，它的观测结果，除可绘制成剖面曲线外，更多地是表示为拟断面图。

图 3.4.1 给出了低阻水平、倾斜、垂直板状体和水平圆柱体上偶极装置的视频散率 P s 拟断面图。

模拟参数表明围岩是不极化的，而低阻极化体的频散率 P 2?100%。

从图 3.4.1 可看到，不同形状和产状的极化体上的 P s 拟断面图有很大差别：低阻水平板状极化体的 P s 拟断面图的高值等值线对称地位于极化体两侧下方，呈“八”字形分布。

当一个偶极（AB 或 MN ）位于远处，另一个偶极（MN 或 AB ）位于极化体正上方，对极化体水平极化（即沿延伸方向极化），可得到最大的激电异常。

低阻倾斜板状极化体的 P s拟断面图具有不对称形状，主异常的倾斜方向与极化体的倾向相反，极化体位于主异常等值线簇的上端附近。

P s 异常极大点位于极化体下盘。

这是因为该点图3.4.2 体极化球体上偶极装置的视相位φs 剖面曲线和拟断面图球体参数：r 0=5；h 0=6，ρ20=10Ω·m ，m 2=0.6，c 2=0.25，τ2=1s ；围岩参数：ρ10=10Ω·m ，m 1=0.04，c 1=0.25，τ1=0.1s ；偶极长度 a=2；频率 f =1Hz 。