激发极化法电测深在地下水探测中的应用【摘要】本文介绍了激发极化法电测深探测地下水的方法原理,通过该方法在陕南某地地下水探测中的实际应用,总结了在地下水探测中地下含水层的一般激电特征，并对激发极化法电测深在地下水探测时应注意的问题进行了分析。
【关健词】激发极化法电测深地下水探测方法原理激电特征
0 引言
随着我国工农业经济的发展及人民生活水平的不断提高，工农业用水、生活用水需求量越来越大，对地下水的开采量也不断增加，地下水资源日趋紧张，因此，必须寻找更多的地下水资源，才能满足工农业经济发展及人民生活水平不断提高的需求。
激发极化法电测深是重要的探测地下水资源地球物理探测方法之一，本文就是通过该方法在陕南某地地下水探测中的实际应用，总结出探测区地下水的激电特征，结合探测区水文地质资料，分析地下水补给、运移、富集、地层结构、构造等水文地质条件，分析含水地层的厚度变化及其水量等情况，以便对地下水资源作出正确评估，为国家的经济建设服务。
1方法原理
激发极化法电测深基本原理是基于岩石的激发极化效应，是岩石颗粒含水后在外电场作用下的一种电化学反映，因此，它必然和岩石中的水有关，如果没有水，也就没有激发极化效应。但激发极化效应也并非与岩石的含水量成正比，而是与一定的颗粒结构有关
第三节物探工作 一、工作内容和工作量 1、测地工作 包括控制网测量、基点放样、基线布设、测线和测点布置以及高程测量。2、激电中梯扫面 扫面面积：3.5km2，工作比例尺：1：0000，测网密度：100米×20米。基线方向：正东，测线方向：正北。测线测点布置见图： 3、大功率激电测深 在激电中梯扫面异常部位布置6-8条激电测深剖面，每条剖面长度300-600米，以剖面连线覆盖异常，端点向异常两侧延伸至背景区为宜。点距20米，异常部位加密至10米点距。 4、物性参数采集 采用标本测定法和露头小四极测定法。尽可能收集岩芯标本或在可以采集到规则标本的露头点采集合格标本回实验室测定物性参数，在无法采集标本的露头点采用小四极获取物性参数。尽量保证异常部位的每种岩性所采物性参数不少于30组。 二、技术依据 参照中国地质调查局的有关地质工作质量管理的技术标准和要求，本次激电测深野外施工执行下列标准： 1.《地质调查GPS测量规程》(DZ／T2002)。 2.《电阻率测深法技术规程》(DZ/T 0072 - 1993)； 3.《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T 0070 - 1993)； 4.《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95)； 三、仪器设备 1、测地工作仪器设备 包括中海达V60 GNSS RTK系统一套，GARMIN 60CSX 手持GPS六套、100 米测绳和50 米皮尺各两根。 其中，中海达V60 GNSS RTK系统主要用于控制测量、基点放样、基线布设和测线端点布设。其性能参数如下： A、信号跟踪 系统内核：v60采用国际一流的天宝PCC品牌多星多系统内核 BDS：B1、B2 GPS：L1C/A、L2E、L2C、L5 GLONASS：L1C/A、L1P、L2C/A（仅限于GLONASSM）和L2P GALILEO：升级预留 SBAS：WAAS,MSAS,ENGOS
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=10 Ω·m ，m 1=0.04，c 1=0.25，τ1=0.1s ；偶极长度 a=2；频率 f =1Hz 。 拟断面图中 实线—“正异常”等值线；虚线—“负异常”等值线； 点划线—“零异常”等值线；点线—球体断面 图3.4.1 偶极装置的不同形状和产状二维低阻极化体 上的P s 拟断面图（导电低模拟） 围岩电性：ρ1（f D ）=1，ρ1（f G ）=1，即 P 1=0；极化体电性： ρ2（f D ）=0，ρ2（f G ）=0.1，即 P 2→100%。极化体的断面形状已 绘在相应的拟断面图
第一章 野外工作方法和技术 3.1 频率域激电工作程序 3.1.1 踏勘 根据地质任务在选择测区时，应组织力量进行踏勘，踏勘的目的在于了解测区的地质特点和地球物理前提以及接地条件、干扰水平、生活驻地、交通运输等情况。 3.1.2试验工作 对新的工作测区，在编写设计时应在典型的地质剖面上或具有代表性的地段，做一定数量的试验工作，具体实验工作量以能对测区的地球物理特征有一定的了解为宜。 3.1.3草查与普查 对于１：５万～１：２.５万的大面积草查与普查时，其工作方法的选择以偶极法或近场源法（ＡMＢN）为宜。就某一具体测区而言，应根据地质任务，通过分析所掌握的地质及以往的物化探资料或通过试验，确定一个适当的极距进行面积性的工作，以迅速得到面积性的资料，达到发现异常的目的。 3.1.4 详查 在普查所发现异常的基础上，开展１：１万～１：２千的详查工作，这时可用中梯装置扫面。建议采用一线供电多线测量的工作方式，以
便在短时间内圈出异常的形态、做出成果的解释推断以及对异常进行轻型山地工程揭露。 对精测剖面，可采用偶极装置，根据不同极距（一般４－６个）的观测结果勾绘出断面图，以判断矿体的埋深、倾向和形态，然后根据综合解释结果建议施钻验证，进而达到对异常的再解释。 在上述工作的同时，还要进行岩矿石物性测定和幅频特性的研究。一、联合剖面法 图2-10 联合和剖面装置 如图2-10所示，装置系数计算方法和三极装置相同 联合剖面法是两个三极排列AMN∞和MNB∞的联合。所谓三极排列是指供电电极之一位于无穷远的排列。采用联合剖面装置时，可以用A 电极，也可以用B电极供电，而A和B有一个共同的无穷远电极C。也就是当A或B供电时，供电迴路中另一电极C位于无穷远。如果以O表示测量电极M和N的中点，则在联合剖面装置时，四个电极A、M、N和B极位于同一直线上（这条直线就是测线），且AO=BO。无穷远极C一般铺设在测线的中垂线上，与测线之间的距离大于AO的五倍（CO ＞5AO） 工作中将AMNB四个电极沿测线一起转动，并保持各电极间距离不变，中点O就作为测点的位置。在每个测点上分别测出AMN∞排列和MNB∞排列Fs、ρs。对于同一极化体，AMN、BMN的测量结果将在极化体上方形成交点。利用这种交点性质和曲线的不对称性可判断极化体的产状、形态。
激电测深在云南某多金属矿区的勘查应用 本文主要介绍了激发极化法在云南某多金属矿区的应用效果。简要叙述了该工作区的地球物理特征和工作方法，然后对激电剖面曲线进行分析，并针对IP3异常进行了推断解释。根据激电测深反演图件，大致判断出矿（化）体的倾向、埋藏深度以及断裂构造的位置，为地质找矿工作提供了依据。 标签：激电测深反演拟断面 1前言 云南地区自然资源丰富，种类多，储量大，以锡矿、铜矿以及钛矿、锑矿，在全国都名列前茅。 笔者在云南某区铜多金属矿区开展电法找矿工作，在该区投入了激电中梯、对称四极激电测深的工作方法，常规对称四极测深应用比较广泛，找矿效果比较好，本文主要介绍激电测深的应用效果。 2矿区地质概况 2.1地层 勘查区位于华南地层大区之兰坪—思茅地层分区的景谷地层小区，以中生界红色地层为主。测区出露地层主要为二叠系中统那箐组（P2nq）、三叠系上统挖鲁八组（T3wl）和第四系（Q）地层分布零星，总体呈北北西—南南东向展布。 二叠系中统那箐组（P2nq）：下部岩性以灰、深灰色块状泥晶灰岩为主夹泥质灰岩，底部为厚数米的灰色块状生物碎屑灰岩，中部夹多层灰黑色亮晶生物碎屑灰岩，局部含炭质。那箐组（P2nq）为区内铜、铅锌矿主要赋矿地层。 三叠系上统挖鲁八组（T3wl）：岩性以深灰、灰黑色板岩、粉砂岩夹细砂岩为主，含黄铁矿、菱铁矿结核。与区内其他地层呈断层接触。 第四系（Q）：工作区第四系主要为沿沟系分布的残坡积物，厚度0～10m。 2.2构造和岩浆岩 受印支期拗陷、燕山期走滑、喜山期拉分等三个主要地史发展阶段影响，区内构造发育且复杂，。背斜形态多被轴部纵向张断裂破坏，后期经历近北东东向断裂走滑错移，形成区内较为复杂的似网格状构造格局，为区内铜铅锌多金属矿的形成提供了极好的储矿空间。区内岩浆岩不发育。 2.3矿体围岩蚀变的特征
文章编号:1004 5716(2004)02 0075 04中图分类号:P631 324 文献标识码:B 激发极化法探测地下水若干问题的探讨 马延君,王俊君,卢玉环 (内蒙古煤田地质局104队,内蒙古赤峰024076) 摘 要:从激发极化找水的基本原理入手,探讨了用激发极化法探测地下水应注意的几个问题。关键词:激发极化法;原理;探测水 从20世纪50年代起,美国、前苏联和其它一些国家的学者,对含水岩石的激发极化效应与温度、溶液浓度、深度、岩石的颗粒度、粘土含量等的关系以及用来勘查地下水的可能性进行了理论、实验和试验研究,取得了一些有意义的成果。在美国、前苏联、加拿大等国家的一些地区,利用激发极化法勘查出了有意义的地下水源,使用的激电参数主要是极化率。在我国激发极化法寻找地下水源也得到了广泛的应用,我们单位使用的是山西平遥水利电探仪器厂研制生产的JJ 3A 型积分式激电仪,可以观测电阻率、极化率、激发比和衰减度等参数。现在这种仪器已逐渐转向微机化。在使用中发现,尽管时域激电法使用视极化率、视衰减度和视激发比等参数在不同的水文地质环境中能够反映出地下含水层或含水体的存在,但对时域激电这些视参数实测资料的解释没有严格的理论依据,限制了激电法探测地下水的有效性和准确性。其原因是在于对时域激电的极化率、衰减度和极化比测深曲线的变化特征与目标层的对应关系,时域极化场的时间特性,测深资料的解释方法理论没有做深入的研究。1 激发极化找水的基本原理1 1 激发极化现象 图1 激发极化装置示意图 在水槽放上小焦炭块和小石块的混合物,用水淹没,如图1所示,设置两个供电电极A 、B 和两个测量电极M 、N ,当接通供电电极A 、B 向水槽内供电,水槽内形成电流场,在测量电极M 、N 间形成电压降,这就是在测量电阻率法时测量到的电位差,不切断电源保持供电电流时间的延长而逐渐增加,开始时增加得快些,后来逐渐减慢,几分钟后达到饱和,断开供电开关,供电电 流被切断,由它产生的电压降也随之消失,M 、N 间的电位差迅 图2 供电前后电位差变化示意图 即减小。但是在供电期间随着供电时间的延长而逐渐增加的电位差仍然存在,它是逐渐衰减的,数分钟后逐渐衰减完毕。在供电期间和断电以后M 、N 间电位差的变化情况如图2所示。供电后由于供电电流在M 、N 间产生的电位差称为一次场电位差,以 V 1表示,随着供电时间的延长增加的电位差是由于介质的极化而产生的,称为二次场电位差,它是时间的函数,以 V 2(T )表示,在M 、N 间观察到的电位差是两者的和,称为极化场电位,用 V (T )表示, V (T )= V 1+ V 2(T )。断电以后,一次场电位差 V 1消失了,二次场电位差 V 2(t )并不立即消失,而是逐渐衰减的,数分钟后衰减完毕。这种在外电流场的激发下,地质体被极化而产生的持续几秒钟、几分钟的瞬变现象叫做激发极化效应。我们所测量的各种参数之间的关系如:极化率 = V 2/ V 1 100%;衰减度D= V 2/ V 2 100%,式中的 V 2为供电30s,断电0.25s~ 5.25s 内二次场电位差的平均值,即 V 2=( 5 .250.25 V (t )/dt )/5,激发比J = D = V 2/ V 1 100%。1 2 激发极化现象的成因 产生激发极化现象的机制是复杂的,它不是由单一的某种原因产生的,而是多种不同的机制综合的结果。最早提出的是 电容假说 ,两个导体中间用绝缘介质隔开就构成一个电容,许多颗粒两边的离子溶液就相当于电控器的两个极板,地下存在着许多这样的小电容,供电时它们被充电,断电后它们放电。这种电容的充放电现象是激发极化现象的原因之一,但不会是主要的,薄膜假说 总第93期2004年第2期 西部探矿工程 WEST -CH INA EXP LORA T ION ENGI NEERIN G series N o.93Feb.2004
第三节物探工作 一、工作内容与工作量 1、测地工作 包括控制网测量、基点放样、基线布设、测线与测点布置以及高程测量。2、激电中梯扫面 扫面面积:3、5km2,工作比例尺:1:0000,测网密度:100米×20米。基线方向:正东,测线方向:正北。测线测点布置见图: 3、大功率激电测深 在激电中梯扫面异常部位布置6-8条激电测深剖面,每条剖面长度300-600米,以剖面连线覆盖异常,端点向异常两侧延伸至背景区为宜。点距20米,异常部位加密至10米点距。 4、物性参数采集 采用标本测定法与露头小四极测定法。尽可能收集岩芯标本或在可以采集到规则标本得露头点采集合格标本回实验室测定物性参数,在无法采集标本得露头点采用小四极获取物性参数。尽量保证异常部位得每种岩性所采物性参数不少于30组。 二、技术依据 参照中国地质调查局得有关地质工作质量管理得技术标准与要求,本次激电测深野外施工执行下列标准: 1.《地质调查GPS测量规程》(DZ／T2002)。 2.《电阻率测深法技术规程》(DZ/T 0072 - 1993); 3.《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T 0070 - 1993); 4.《物化探工程测量规范》(DZ/T 0153 - 95); 三、仪器设备 1、测地工作仪器设备 包括中海达V60 GNSS RTK系统一套, GARMIN 60CSX 手持GPS六套、100 米测绳与50 米皮尺各两根。 其中,中海达V60 GNSS RTK系统主要用于控制测量、基点放样、基线布设与测线端点布设。其性能参数如下: A、信号跟踪 系统内核:v60采用国际一流得天宝PCC品牌多星多系统内核 BDS:B1、B2 GPS:L1C/A、L2E、L2C、L5 GLONASS:L1C/A、L1P、L2C/A(仅限于GLONASSM)与L2P GALILEO:升级预留 SBAS:WAAS,MSAS,ENGOS
时间域三极激电测深在金矿勘探中的应用效果 本区域矿产以金、铜、铁为主，次为钨、钼等，区域上，矿床的分布，严格受岩性及构造控制。由于受多期多种成矿地质要素，包括沉积作用、构造运动、岩浆活动、变质作用及热液活动的叠加，形成有变质岩带、中酸性侵入岩带、韧性剪切变形带及与之有密切成生联系的铁、铜、金及多金属成矿带或矿化集中分布区，它们控制着各种矿产的形成与分布。已发现矿床和矿（化）点达多处。文章介绍了时间域三极激电测深在金矿区的勘查应用效果，在简述矿区地质概况的基础上，分别介绍了矿区的地层、构造、岩浆岩情况，阐述了时间域三极激电测深的工作原理、工作方法、数据反演，并利用地质、物探资料，指导钻孔定位，经钻孔施工，找矿效果明显。 标签：金矿；时间域；激电中梯；三极激电测深 1 区域地质背景 本区太古-早元古代地层区划属华北地层大区-晋冀鲁豫地层区-阴山地层分区-阿拉善右旗地层小区；中、新生代地层区划属阿拉善地层区潮水地层分区。区内多数地层因断裂发育和多期次岩浆侵入而造成顶底不全和内部关系紊乱。区内出露地层主要为早元古界北大山岩群（Pt1B），其次为新近系苦泉组（N2k）及第四系（Q）。勘查区区域断裂构造十分发育，构造线主要有东西向、北北西向、北北东向及南北向四组断裂。 勘查区内侵入岩发育广泛，主要为石炭纪、二叠纪酸性侵入岩体、三叠纪酸性侵入岩体、古元古代超基性岩及各类脉岩。石炭纪侵入岩为闪长岩。二叠纪以云英闪长岩为主，分布面积较广。勘查区区域发育为数众多的中性岩脉、伟晶岩脉、酸性岩脉。中性脉岩有细粒闪长岩脉、二长闪长岩脉、花岗闪长岩脉等；酸性脉岩主要见有钾长花岗岩脉、花岗细晶岩脉及石英脉等。 2 激电异常解释 2.1 激电异常的平面特征 图1为勘查区激电中梯扫面视极化率平面等值线图，测区视极化率一般在2.0%～2.5%之间，最高值达到3.37%，该异常呈中、高阻-高极化特性，地表出露为下元古界北大山群地层，走向大致为南北向，异常区宽度约为1200m。该异常闭合，结合地质资料显示，该处异常地表出露基本为片岩、片麻岩为主，异常区东部出露面积较大的黑云母花岗岩，在异常区中部地表可见断裂，结合地质资料及与已知矿点的对应，认为本异常区为成矿有利区域，推断异常区可能与侵入岩体和一些黄铁矿化（体）有关。 2.2 激电异常剖面特征
激发极化四极测深在工程中的应用 本文介绍电法中的激发极化法在区域水位调查应用效果，采用对称四极装置，垂直测线跑极的方式，在-定的供电电流作用下，通过观测和研究二次场电位差随时间变化的特点和规律，求得视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度等参数，根据不同岩矿石各参数存在的差异来探查地下水位分布情况。最终采用SURFER软件绘出视电阻率等值线断面图，分析解释得出结论。根据结果分析，认为该系统在地下水探测中具有较好的应用效果，并指出该系统在应用中存在的问题及相关干扰因素。 标签：激发极化地下水位 近年来，激电法找水效果十分显著，被誉为“找水新法”。早在上世纪60年代，国外学者Victor Vacquier（1957）等提出了用激电二次场衰减速度找水的思想。在该思想的启迪下。我国也开展了有关研究，并将激电场的衰减速度具体化为_半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源，而且可以在同一水文地质单元内预测涌水量大小，把激电参数与地层的含水性联系起来。 1激发激化法勘探的工作原理 1.1激发极化效应的概念 在向地下供入穩定电流时，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）。 1.2电子导体的激发极化原理 对电子导体（包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石）的激发激化机理问题，一般认为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生超电压的结果。 激发激化法是根据据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。它又分为直流激发极化法（时间域法）和交流激发极化法（频率域法（SIP））。常用的电极排列有中间梯度排列、联合剖面排列、固定点电源排列、对称四极测深排列等。也可以用使矿体直接或间接允电的办法来圈定矿体的延展范围和增大勘探深度。 激发激化法工作原理是在—定的供电电流作用下，通过观测和研究二次场电位差（ΔU2）随时间变化的特点和规律，求得视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度等参数，根据不同岩矿石各参数存在的差异来探查地下地质情况。
第32卷第3期物 探 与 化 探Vo.l32,N o.3 2008年6月GEOPHY SI CA L&GEOCHE M ICAL EX PLORAT I ON Jun.,2008 红层地区综合应用联合剖面法和激发极化法找水一例 卞兆津,叶明金,刘斌辉 (湖南省地质工程勘察院,湖南株洲 412003) 摘要:通过联合剖面法和激发极化法的综合应用,在地处湘乡红层盆地的测区内推断出1条相对富水的断层构造带,经水文物探定孔,钻探施工,抽水试验表明水质水量满足要求。本次水文物探,表明在红层地区综合应用联合剖面法和激发极化法找水是一种行之有效的方法。 关键词:红层地区;联合剖面法;激发极化法;找水 中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2008)03-0306-02 东山学校始建于1895年,现有在校学生和教职员工8000余人,生活用水严重缺乏。学校地处湘乡红层盆地,地下水资源相对贫乏,找水难度大。为解决这一问题,湖南省地质工程勘察院在其校区及附近区域开展了水文物探工作,查明校区及附近区域含水构造,并对区内富水情况进行初步评价,为选择探水成井孔位提供地球物理依据。 1 地质概况及地球物理前提 东山学校地处湖南省湘乡盆地,盆地呈北东40 ~50 长条形展布,横向宽8~13k m,纵向长约52km。湘乡盆地系形成于中新生代之构造盆地,其基底以华夏系构造最为发育。在盆地形成发展的地质历史中,华夏系构造继承性活动不断发生,湘乡盆地一直受该构造控制,东台山断裂则是该构造晚期继承性活动的典型。断裂破碎带下盘为充水带,其水文地质意义较大。盆地内发育白垩系古近系和新近系陆相沉积而形成的以泥岩、泥质粉砂岩、钙泥质粉砂岩为主的沉积岩,因岩石呈现红色而得名,通常称这套地层为!红层?。红层水文地质条件较差,地下水资源相对贫乏,属于贫水区。 东山学校就位于湘乡盆地中部,前傍涟水河,背倚东台山,工作区古地貌为涟水河#级阶地分布区,由第四纪更新世沉积而成。工作区地面平坦开阔,高差不大,其高程均在黄海高程43~49m之间,地势南高北低。红层为工作区内的主要岩石。 当断层构造带充水时,联合剖面曲线在断层构造带上的异常特征为正交点,视电阻率一般在几十 ?m;激发极化法测深曲线在断层构造带上的异 收稿日期:2007-04-23常特征为:视电阻率( s)下降,形成低阻异常,视极化率(s)出现相对高值异常。由此可推断含水段及富水带分布,从而为该工作区开展水文物探工作提供地球物理前提。 2 测线布置与工作方法 由于缺少工作区的详细地质资料,工作时根据野外现场实际踏勘情况和地形条件,布置了4条东西向测线及1条南北向测线(图1)。首先用联合剖面法进行剖面扫面,工作装置为小极距AB/2=65 m,MN/2=5m,点距=10m;大极距AB/2=110m, MN/2=10m,点距=10m;AB/2=150m,MN/2=10 m,点距=20m。然后根据剖面扫面情况,有针对性地进行了激发极化法测深,主要是为了查明垂向电性层分布情况及评价富水性,工作装置采用等比装置,MN/AB=1/5,AB m ax/2=130m。 本 次物探工作采用重庆奔腾数控技术研究所研图1 东山学校水文物探测线布置示意
激电测深法勘查效果的对比解析 发表时间：2018-11-29T17:58:58.710Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：王树祥 [导读] 激电测深法是一种典型的地球物理勘探方法，在金属矿勘探及地下水勘查中起着十分重要的作用。 中陕核工业集团二一四大队有限公司陕西省 710000 摘要：激电测深法是一种典型的地球物理勘探方法，在金属矿勘探及地下水勘查中起着十分重要的作用。本文在研究区域内通过激电测深法，获得了研究区域的视电阻率数据，并通过广义线性反演方法对采集的数据进行处理解释，获得了视电阻率的反演成果图，从中圈定出了异常带位置，为后期的钻探工作提供了可靠的支撑。 关键词：激电测深法；广义线性反演；视极化率 矿产资源是社会发展与国民经济建设的物质基础，但随着勘查的深入，近年来露头矿、易识别矿，地表矿、浅部矿越来越少，找矿工作难度越来越大。潜在的资源主要是难识别的和埋藏较深的隐伏矿床（体），这就需要新技术、新理论和新方法的应用，来探测和圈定有利的金属成矿地段，确定钻孔的孔位，提高钻孔见矿率。激发极化法可以根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题，是一种电法勘探方法。在多金属硫化物矿床的勘查中，激发极化法是一种公认的、极其有效的勘查手段。 1、地质概况和地球物理特征 1.1 地层 某地区矿区,区内铜矿等矿化明显受断裂-裂隙构造控制。目前发现的铜铁矿（化）体多产于北西向、北北东向、近东西向等断裂构造中，构造交汇部位往往矿化规模和强度增强。矿石中金属矿物主要为孔雀石，其次为蓝铜矿、硅孔雀石、氯铜矿、斑铜矿、黄铜矿、镜铁矿、褐铁矿等。而含铜铁矿中金属矿物主要为磁铁矿、褐铁矿等，另有少量的孔雀石、镜铁矿等。 1.2 构造 某地区点矿区区域大地构造位置属南北向DOMEYKO走滑断裂带构造单元中，区域内以断裂构造为主，构造线呈北东向、北西向及近南北向展布，具有向北撒开、向南收敛的“入”字型帚状断裂构造特征，目前所发现的矿产点就赋存与“入”字型构造的夹持部分。即不同相的构造岩块分布区内。其中含断裂主要呈北北西―北西向展布。 1.3 地球物理特征 某地区矿区在面状蚀变和围岩接触部位多见受构造控制的脉体或网脉群，脉体规模较大，长约700～1000m，宽约10m～50m，脉体边部见角砾岩化，角砾岩中含铜矿化。有些脉体具褐锰矿化、黄铁矿化，推测为金、银矿脉。 含铜矿磁铁矿具有较强的极化率，总体来说，矽卡岩、安山斑岩极化率较高、电阻率较低，其余围岩极化率平均较低。综上所述，从区内地球物理特征分析可以看出，该区具备投入电法的地球物理前提条件。 2、激电测深数据处理解释方法 本次工作投入的仪器主要是WDFZ-10大功率发射机，WDJS-9型激电接收机和GPS。各测区面积性电法工作采用激电中梯方式，AB最大极距1500m，MN为50m，一共设计了7条剖面，采集激电物理点1659，检查点55个，质检率为3.31%，视电阻率3.46%，视极化率相对误差1.91%，各精度满足规范要求。实测的视极化率和视电阻率是收-发电极周围电性分布特征的综合反映，收-发极距越大，影响范围越大，所以勘探深度越深，达到测深的目的。反演解释的目的就是将地表实测的视电阻率和视极化率通过一定的数值模拟计算方法，获得地下各测点不同深度介质的电阻率值和极化率，这一过程也称之为定量解释，它给出勘探剖面地下的电性分布断面。 2.1 某地区矿区L0激电测深剖面 L0号剖面激电测深电阻率断面，极化率断面。在电阻率断面中主要分布三个高阻区，分别位于水平标记-275m～40m之间（1号高阻体），190m～520m之间（2号高阻体），710m～910m之间（3号高阻体）。在1号高阻体和2号高阻体之间、2号高阻体和3号高阻体之间以及3号高阻体的北侧表现为相对低阻特征，推测应为断裂破碎带的反应，此外断面显示浅部为低阻特征，并且断面由南至北高阻体埋深由深变浅。其中1号高阻体和2号高阻体之间的低阻异常、2号高阻体和3号高阻体之间的低阻异常均对应极化率断面的高极化率异常，高极化率异常分别位于极化率断面的约80m处（1号极化率异常）和550m处（2号极化率异常），断面中显示1号极化率异常范围较小，异常强度弱，反演极化率极值>3%，延深约120m，倾向北。2号极化率异常范围较大，强度较高，反演极化率极值>5.7%，延深约170m，倾向南。该断面中两处异常均为低阻高极化异常，认为由位于破碎带中的含硫化物矿化体引起，为找矿有利异常部位。 2.2 激电测深三维反演及综合分析 ①激电测深二维反演结果显示，测区内发现两个主要的高极化率异常带，地表对应均有矿化显示。极化率异常反应，北部异常带异常范围和强度均高于南部异常带。其中尤以L1号剖面异常强度最高，其次为L3剖面和L4剖面。②极化率异常三维反演结果显示，在北部异常带的中部，极化率异常明显错位，西部北移，东部南移，表明测区存在近南北向平移断层，该断层的西侧，极化率异常强度和范围均高于东侧。③极化率异常三维反演结果采用反演极化率3%圈定异常的异常为两条近东西向（北西西）条带状异常，当采用反演极化率2.7%圈定异常时，极化率异常向深部有合拢趋势，预示两条极化率异常带之间的深部可能存在含硫化物岩体。 3、地质成果解释 本区的矿种以铜为主，伴生矿种多为金、银等。矿物类型以金属硫化物（辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿为主，其次为蓝铜矿、斑铜矿、孔雀石、褐铁矿等。矿石类型则以块状金属硫化物、侵染状金属硫化物、细脉状金属硫化物矿石为主。矿床类型近地表以浅成低温热液型铜（金）矿为主要表现特征，深部则有曼陀型铜矿或IOCG型铜金矿产隐伏的大概率存在，同时也不排除小型斑岩型铜矿的隐伏产出。上述矿种、矿产类型均是物探激发极化法具有良好应用前提条件的典型类型。 通过目前的工作不仅圈定了一些较好的矿化异常，也取得了该区岩矿石物理特性的大量基础数据，更是积累了许多矿体、含矿构造破碎带的电阻率、极化率电性特征，这对今后的物探解释提供了非常有用的信息条件。由于该地区地表的矿体多以小型的脉状、透镜状、豆
四极梯度电测深剖面野外工作方法及其效果 高建东 中国冶金地质总局山东正元地质勘查院
对称四极电测深 n在我国，对称四极电测深是最常用的一种电测深方法。 n优点：对称四极电测深剖面的拟断面图可比较直观地大致反映目标体断面形态。 n不足：对称四极电测深的工作效率低，在大深度、大极距的对称四极电测深工作中，其工效低下的缺点尤为突出。
探索和研究 n2008年，中国冶金地质总局山东正元地质勘查院开展了“偶极＋三极＋四极”排列的混合电测深野外试验，取得了较好的效果。试验成果以“非常规电极排列在大功率激电测深中的应用”为题发表在《长春工程学院学报(自然科学版)》2009年01期，李忠平；n2012年，中国冶金地质总局山东正元地质勘查院开展了“标准对称四极电测深”与“四极梯度电测深”的野外对比试验，后面将介绍这次野外对比的成果。n桂林理工大学（葛为中、吕玉增）、河南有色地矿局7队（丁云河）、黑龙省有色金属地质勘查706队（王式东）等人先后也开展了这方面的研究。
B 电极 “偶极＋三极＋四极”混合电测深A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极A 电极
多道激电仪多极距中间梯度剖面 A 电极 A 电极A 电极A 电极B 电极B 电极B 电极B 电极
四极梯度电测深 n将多极距对称四极剖面和多极距中间梯度剖面综合到一起，可构成一种由对称四极和亚对称四极排列组合的四极梯度电测深剖面。 n中间梯度电测深的电极排列处在对称四极和亚对称四极的状态，异常的拟断面图特征接近于对称四极测深，可以使用拟断面图作粗略解译，精细解译可通过计算机反演断面图完成。 n中间梯度电测深可达到与对称四极测深几乎相同的效果，但是它的工作效率可大幅度提高，极距越大，效率提升幅度越明显。
电法在找水工作中的应用 近年来全国很多地区出现干旱现象，找水成为解决居民生产生活用水的主要途径。寻找基岩裂隙水是解决问题的途径之一，该文结合实例叙述了寻找基岩构造裂隙（带），确定地下水层位的方法技术，多种方法综合应用达到找水的目的。 标签：构造破碎带；联合剖面；激电测深；找水 引言 我国是一个水资源贫乏的国家，随着近年来气象条件的恶化，许多地区频频出现干旱灾害，居民生产生活用水困难，寻找地下水资源，解决居民生产生活用水成为当务之急。而地球物理勘察结合水文地质勘察是找水的最佳途径。联合剖面ρa——主要用于确定构造带的展布及产状，电测深常用来解决水文地质方面的一些问题，如确定古河床的位置，寻找埋藏较浅的含水层，探测石灰岩中岩溶发育情况和岩溶发育带的范围等。电测深法有不同的装置类型，如三极电测深、对称四极电测深、偶极电测深等[1]。在找水工作中对称四极电测深得到了广泛的应用。 1 隐伏构造破碎带的探测 1.1 含水层的地质——物性特点 含水层的地质——物性特点可分为两类：一是第四纪地层中的含水层主要是孔隙率大、透水性强的砂卵（砾）石层、砂层。它们与透水性弱的粘性土层相比，一般具有电阻率高、电化学活动性强、自然放射性强度小等物性特点；二是基岩中有裂隙带、岩溶发育带、断层破碎带等含水层（带）。基岩含水层（带）与其围岩相比，通常具有电阻率低、电化学活动性强、弹性波速度低、自然放射性强度存在差异等特征。 1.2 隐伏构造破碎带地质--物性特点 断层的总体特征是二维板状体，向下延伸很深。相对于围岩介质的电阻率，断层可表现为低阻断层[2]或高阻断层[3]，决定于断层的性质、破碎带宽度、胶结程度、含水特征、岩脉侵入等特性及围岩电阻率特性。一般来说，新活动断层电阻率值较低，断层越老，胶结程度越强，电阻率值越高；断层破碎带越宽，越破碎，电阻率相对较小；地下和地表水越丰富，电阻率越小；压性断层少水，则为高阻，张性断层富水，则为低阻；有岩脉顺断层侵入，多为高阻[4]。 1.3 隐伏构造破碎带的探测方法 用电阻率法探测隐伏构造破碎带时，常采用联合剖面法，电极距大小通过实验确定，选择AO=BO=5～10H，点距采用10米或20米，MN等于点距或2倍
激电测深工作勘探深度探讨 摘要激电测深工作的勘探深度一般认为是AB/2的1/5到1/2，只是一个笼统的概念，对野外工作成果的推断解释指导意义不大，本人通过某地区的激电测深工作及后来投入的钻探工作进行统计分析，得出了一个较具体的参数，它对激电测深工作成果在勘探深度上的推断解释具有重要的意义。 关键词：激电测深勘探深度与AB/2关系 近几年在某矿区作了许多激电中梯扫面工作，然后对异常较好的区域作了激电测深工作，布设了几十个钻孔，反馈回来了钻探结果与激电测深的推断解释进行了综合分析，得出了见矿深度与AB/2的对应关系是见矿深度为异常下限对应的AB/2的三分之一。 1下面是某个矿区激电测深的的实例： 1.1矿区地质 1.1.1火山岩岩相：喷溢相、爆发相、喷发-沉积相、侵入相、火山通道相。 1.1.2侵入岩：在矿区内侵入岩极其发育，有华力西晚期和燕山晚期两个期次。 1.1.3围岩蚀变特征：本区围岩蚀变为面型热液蚀变，主要是火山低温热液蚀变，围岩为华力西期花岗闪长岩，引起蚀变的是火山酸性溶岩。 1.2矿区地球物理特征 1.2.1电性特征：测区内地层主要为中生界下白垩系上库力组的酸性溶岩、凝灰岩，侵入岩为燕山晚期的斑岩岩组和花岗闪长岩岩组以及华力西晚期花岗岩组。根据物性测定可知，酸性溶岩极化率较低，其平均值在1%左右，电阻率在800Ω·m -900Ω·m，其电性特征为低极化率中等电阻率；花岗岩类极化率在2.5%左右，电阻率在1000-2500Ω·m，其电性特征为中等极化率高电阻率，蚀变矿化花岗岩类极化率普遍较高，变化范围较大，极化率平均值在2.83%-28.3%之间变化，电阻率随硅化程度增强而增高，最高达5000Ω·m左右。综上所述，矿化蚀变岩石与非矿化蚀变岩石电性差异较大。 1.2.2磁性特征：由本区采集的岩石标本测定结果是沉积岩表现为弱磁，侵入岩中斜长花岗岩与黄铁矿化花岗闪长岩表现为相对强磁性，剩磁以蚀变花岗闪长岩较高，其余岩石剩磁较弱，工作区内磁场以感磁为主。 2 激电测深工作
物探方法在找水工作中的应用 摘要：随着时代的发展，日常生活中人们对于水资源的需求也越来越大，因而在当下水资源日益紧缺时候，水文的地质勘探工作就显得非常重要，它关乎到人民生活的质量和一系列的民生问题，本文主要介绍了以下几种方法，仅供参考。 关键词：物探方法；找水原理；应用 引言 根据相关的研究表明，我国现在人均淡水量少于2200立方米，而在三十年之后，人均淡水量会不断下降，达到人均不足1700立方米的水平，虽然我国地大物博，疆土辽阔，但是对于淡水的需求量也随着人口的增加不断增多，因而我们需要不断的更新技术科技手段，通过各种现代的水文地质勘探的手段来寻找水源，从而减轻各个缺水地区的供水问题，除了政策上的“南水北调”之外，我们还必须依赖科技手段来不断的开拓新水源。 一、高密度电法 高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同。测量系统由多功能直流电法仪和多路电极转换器组成，基于常规电阻率法勘探原理并利用多路转换器的供电，测量电极的自动转换，配合常规电阻率的测量方法及电阻率成像（CT）等高新技术来进行高分辩、高效率电法勘探。尤其温纳装置在高密度测量分辨率相对较高。 高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比，高密度电法具以下优点：（1）电极布置一次性完成，不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率；（2）能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面信息；（3）野外数据采集实现了自动化和半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。此外，随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大的提高了地电资料的解释精度。 高密度电法的温纳装置是不同深度对称的四极剖面装置，电极间距为5m根据场地上覆地层厚度选择不同的电极数和采集剖面层数。设备允许的最大隔离系数为32。数据处理工作采用G3RTomo5.0软件完成，先进行突变点剔除工作，再根据需要，进行数据圆滑处理和地形改正，最后通过剖面反演，绘制出视电阻率断面等值线图。 二、激发极化法 激发极化法电测深基本原理是基于岩石的激发极化效应，是岩石颗粒含水后在外电场作用下的一种电化学反映，因此，它必然和岩石中的水有关，如果没有
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 N M N A MN 距（米） B
第23卷第5期物 探 与 化 探Vol.23,No.5 1999年10月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORA TION Oct.,1999电法在某山区的找水效果 王 聿 军 (山东省第七地质矿产勘查院,临沂 276006) 摘 要 结合实例说明电阻率联合剖面法配合激电测深法在某山区找水中的地质效果。 关键词 电阻率联合剖面法;激电测深;水文地质;山区找水 随着四化建设的迅速发展,查明与开发地下水成了亟待解决的问题。用物探方法寻找山区地下水也逐渐显示出其方法独特的优越性。本文就我院用电阻率联剖同激电测深相配合,在某山区寻找构造、岩溶水的应用效果作一概述。 1 工区水文地质、地球物理特征 工区地处蒙山两侧,区内大多数地表被第四系地层复盖,层厚几至几十米不等,下伏地层以寒武系、奥陶系灰岩和侏罗、白垩系的砂岩、砾岩、火山凝灰岩为主,局部有第三系地层存在,富水性差。 区内NW向、N E向断裂发育,倾角50°～70°,是造成该区地层富水的主要因素。查明断裂构造产状、形态是本区找水的关键。 区内断裂构造具有隐蔽性,但仍有一定延伸和宽度,且构造带内岩石易破碎含水。灰岩地层易形成岩溶(洞)。因此断裂带和岩溶发育带含水具有相对低阻(几十至几百欧姆)高极化率(1%～3%)的特征,寻找断裂构造水和岩溶水具备地球物理前提。 2 施工方法技术 由于本区主要含水构造为NW向和N E向,找到某一走向的断裂构造是找水成功与否的关键。因此,首先采用电阻率联合剖面法,布测N E和NW向剖面线进行扫面工作寻找断裂构造。实践证明,应用A O=110m,M N=20m极距的剖面装置寻找富水断裂带和岩溶发育带是行之有效的。如某一观测剖面,发现低阻异常后,再加密布测2～4条观测剖面,追索断裂构造走向,从中选出异常最佳位置(考虑用水单位的地域范围等条件)再加大供电极距,如A O= 170m或210m重复观测该异常点所处剖面线各点,用以发现了解断裂带下延或深部岩溶发育情况,同时确定断裂带倾向。断裂构造倾向一经确定或有地下岩溶发育可疑地段,则用激电测深,了解垂向地下岩性与断裂富水情况是本区找水的有效手段。 3 异常的划分 根据本区的水文地质条件与其含水断裂和富水岩溶所表现的地球物理场特征,注意选取了下列几方面的异常。 1999年6月16日收稿。
物探方法在找水定井中的应用 【摘要】我国水资源短缺，因此地下水的高效率、高精度勘查就成为水资源研究中首先要解决的问题。本文对找水定井中的几种物探方法进行介绍，并以实际勘察工作为例探讨了物探方法在找水定井中的应用。 【关键词】物探；找水定井；激发极化法；瞬变电磁法 一、找水定井中的物探方法 水文地质物探是根据地下岩层在物理性质上的差异，借助于专门的物探仪器，通过测量、分析其物理场的分布、变化规律来进行水文地质调查的一种勘探手段。物探方法众多，下面对几种主要方法进行介绍。 （一）激发极化法 激发极化法就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。近年来，激发极化法找水效果十分显著，被誉为找水新法。我国将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源，而且可以同一水文地质单元内预测水量大小，把激电参数与地层的含水性联系起来。另外利用激发极化法找水或确定地层的含水性，最好与高密度电阻率法相结合，这样可以降低解释的多解性，提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体方面具有优越性，但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时，可以通过使用激发极化法来区分含水地层和泥岩。 （二）瞬变电磁法（TEM） 瞬变电磁法（TEM）是利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流而产生的二次电磁场的空间和时间分布，从而解决有关地质问题的时间域电磁法。实际应用中，电磁法在揭示有关含水层结构及位置的同时，也能测量磁场以便绘出地下水位置显著的断层和岩脉。新式的宽频带数字航空设备及处理系统能够对大于200m深的含水层进行迅速而廉价的探测。计算机解释技术能够作出深度和含水层的电导率图，这种资料能够直接帮助水文地质学家识别并开发地下水。 （三）可控源大地电磁法（CSAMT） 可控源音频大地电磁澍CSAMT）是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域电磁测深方法。这种方法是使用接地导线或不接地回线作为场源，在波区测量相互正交的电、磁场切向分量，计算波阻抗—卡尼亚电阻率，并同时获得阻抗相位—电、磁场分量间的相位差。