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
成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷 注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。 一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分） 1、接地电阻 2、电磁波波数 3、正交点 4、视极化率 5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题 1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层 4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ） 5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ） A 电阻率法 B 激发极化法 C 电磁感应法 得分 得分
6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（） A 63伏 B 90伏 C 120伏 7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（） A 电位图 B 电阻率图 C 电场强度图 8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中， 给出地电模型是（） A 二层模型 B 三层模型 C 四层模型 9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（） A SURFER软件 B GRAPHER 软件 C GEOPRO 软件 10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（） A 中间梯度装置 B 对称四极装置 C 偶极装置 11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 陡立低阻矿体 B 陡立高阻矿体 C 水平的高阻矿体 12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 直立的低阻矿体 B 直立的高阻矿体 C 水平的低阻矿体 13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（） A中梯法 B联剖法 C 回线法 14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（）
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
五、物探工作 本次物探工作采用时间域激发极化法进行。 （一）、工作方法 1、大功率激电面积性测量与剖面 均选用中间梯度装置和短导线工作方式。供电极距AB=1500m，测量极距MN=40m，观测段1000m，点距20m。进行面积性测量时，网度100×20m，可旁测，但旁测距不得大于300m。 2、大功率激电测深 采用对称四极装置，最大供电极距AB/2=2000米。激电测深可根据实际情况采用其它装置，如三极测深装置、偶极装置、五极纵轴垂向装置等。装置参数可根据矿体埋深及规模适时调整。 3、仪器性能与技术指标 发射机：采用法国IRIS公司生产的VIP10000型电阻率和IP多道数发送系统，其主要技术指标及性能： （1）输出功率：最大10kw （2）输出电压：最大3000V，自动电压范围选择 （3）输出电流：最大20A，电流精度优于1%，稳定性0.1% （4）操作温度：-40～+50? C （5）重量轻 发射机的供电电源采用标准发电机，可输出175-270V交流电。 接收机：一台法国IRIS公司生产的Elrec6 6通道IP接收机，它的特点是高精度、高分辨率、低功耗、便携。三台国产DJS—8(分
别编号为07026、07016、07022)型直流激电接收机。 采用双向短脉冲供电方式，供电周期tc=8秒，占空比R=1，延时td=160ms，基本积分时间tp=40ms，迭加次数5次，供电电流I≥3A。观测Ⅰ、Vp、M1、M2、M3、M4等六个参量，视电阻率ρS值按ρS＝K ×Vp／I求得，式中K为装置系数，由AB和MN计算求得。 （二）、技术要求 1、施工前要对上述四台接收机进行一致性标定。其技术指标均应符合《时间域激发极化技术规定》（DZ／T0070-93）有关规范要求。 2、导线应选用内阻小、绝缘性能好、轻便、强度高的。供电导线电阻一般不超过10Ω/km，耐压必须高于发送机的工作电压。导线的绝缘电阻应每公里大于2MΩ/500V。 3、供电电极拟采用60cm长的铜棒，数量一般为每极15—20根。 4、测量电极采用不极化电极，要求性能稳定，内阻应小于2KΩ。 5、接收机操作员与测站用对讲机保持联系，电流变化时要及时记录、储存。 本次工作观测精度按DZ/T0070-93《时间域激发极化法技术规定》B级精度要求，即：视极化率总均方相对误差（当ηs＞3%时）M≤7%，总均方误差（当ηs≤3%时）L≤0.21；视电阻率总均方相对误差：有位差M≤12%，无位差M≤7%。
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。
电法勘探原理与方法 教案 刘国兴 2003．5 总学时64，讲授54学时，实验10 绪论：（1学时） 绪论中讲5个方面的问题 1.对电法勘探所属学科及具体定义。 2.电法勘探所利用的电学性质及参数。 3.电法勘探找矿的基本原理。在此主要解释如何利用地球物理（电场）的变化，来表达找 矿及解决其它地质问题的原理。 4.电法勘探的应用。 1)应用条件 2)应用领域 3)解决地质问题的特点 4)电法勘探在勘探地球物理中所处的位置 第一章电阻率法 本章为电法勘探的常用成熟的方法，在地质勘察工作中发挥着重要作用，是学习电法勘探的重点之一。本章计划用27学时，其中理论教学21学时，实验教学6学时。 §1.1 电阻率法基础 本节计划用7学时，其中讲授5学时，实验2学时。本节主要讲述如下五个问题 一、矿石的导电性（1学时） 讲以下3个问题： 1)岩，矿石导电性参数电阻率的定义及特性。 2)天然岩，矿石的电阻率 矿物的电阻率及变化范围，岩石电阻率的变化范围。 3)影响岩，矿石电阻率的因素。 I.与组成的矿物成分及结构有关。 II.与所含水分有关。 III.与温度有关。 二稳定电流场的基本性质。 主要回顾场论中有关稳定电流场的一些知识，给出稳定电流场的微分欧姆定律 公式电流的连续性（克希霍夫定律）；稳定电流场是势场三个基本性质。 三均匀介质中的点源电场及视电阻率的测定 主要讲述三个内容： 1)导出位场微分方程（拉氏方程）及的位函数的解析解法。 2)点电流源电场空间分布规律。 3)均匀大地电阻率的测定方法。 电法勘探中测量介质电阻率的方法由此问题引出，开始建立电法勘探中“装量”这一词
的概念， 本节重点：稳定电流场的求法及空间分布；均匀大地电阻率的公式的导出及测定方法。 以上内容两学时 四非均匀介质中的电场及视电阻率（1学时） 阐述4个问题 1)什么是非均匀介质中的电场？特点，交代出低阻体吸引电流，高阻体排斥电流的 概念 2)非均匀电场的实质：积累电荷的过程。 3)什么是视电阻率？如何定义？ 4)视电阻率微分公式。（导出和用法） 五电阻率法的勘探深度问题（1学时） 由稳定电流场中电流随深度变化的特征来讨论，并导出电流密度随供电电极距的变化规律。即：AB何值时，h深度的电流密度最大。 由以上关系得出结论： ·决定电阻率法勘探深度的因素是供电极距 ·影响电阻率法勘探深度的因素是断面电阻率达分布。 §1.2 电阻率法的仪器和装备（2学时） 阐述电阻率法仪器的特点及发展，目前的情况，拟讲四个方面的内容： 一，对电测仪的要求。 二，具有代表性电测仪器的工作原理简介。 1，DDC－系列电子自动补偿仪的工作原理。 2，DWD－系列（北京地质仪器厂生产）微机电测仪的工作原理。 三，电阻率法主要装备 1，供电电极。2，供电电源。3，测量电极。4，导线和线架。 5，通讯设备。6，记录，计算用具。 §1.3电阻率剖面法 介绍什么是剖面法及剖面法特点。这部分内容是电阻率法中较重要的内容。 一，剖面法概述（1学时） （一）装置类型。二极，三极，联合三极等 视电阻率表达式：ksdflkasdf （二）装置间的关系 1，和三极之间的关系。（推导公式引出） 2，三极和四极之间的关系。 二，三极，联合三极，对称四极跑面法子各类地质体上的视电阻率异常（3～4学时）。（一）垂直接触面上三极，联合三极，对称四极的异常。 1 三极装置视电阻率表达式 用镜像法求出位函数表达式，沿剖面方向微分求出场强，进而求出视电阻率表达式。将AMN排列和MNB排列第視参数画在同一坐标便得到联合三极，过垂直接触面上的视电阻率异常。由联合三极与对称四极的关系便又可求出对称四极装置的视电阻率异常。 （二）球体上联合三极，对称四极大视电阻率异常。 1由点源场中的导电球体的场论问题，求出此问题的电位函数表达式，导出视电阻率表达式。 1讨论低阻球体和高阻球体的联合三极异常形态，给出“低阻正交点”和“高阻反交点”的概念。利用三极和四极大关系得出对称四极球体上的异常规律。 （一）脉状地质体上联合三极，对称四极视电阻率异常 1 直立情况与球体相似，曲线对称。 2 倾斜情况，要进行仔细分析，然后给出倾斜脉体的联合三极，对称四极大异常情况。 三、偶极剖面法（1学时） （一）球体上的偶极剖面法视电阻率异常 1 视电阻率解析表达式 求法类似于三极中的求法。
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
时间域激发极化法技术规定(DOC 42页) 部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑
时间域激发极化法技术规定 1主题内容与使用范围 本标准规定了对时间域激发极化法工作的基本要求和技术规则。 本标准适用于地质矿产勘查及水文工程地质勘察中的时间域激发极化法工作。探测石油及天然气中的激发极化法工作亦应参照使用。 2引用标准 DZ/T 0069 地球物理勘查图图式图例及用色标准 3技术符号 技术符号见表1 表1 技术符号
4总则 时间域激发极化法是以岩（矿）石、水的激发极化效应的差异为物性前题，用人工地下直流电流激发，以某种极距的装置形式，研究地下横、纵向激发极化效应的变化。以查明矿产资源和有关地质问题的方法。 非矿化岩石的极化率很小（1%～2%，少数3%～4%），而矿化岩石和矿石的极化率随电子导电矿物含量的增多（或结构）而变大，可达ｎ%～ｎ·10%。二次场的衰减特征与极化体的成分（包括含量）、结构相关。 激发极化法作为探矿手段具有如下特点； ａ.可以发现和研究浸染型矿体。当矿体的顶部或周围有矿化（或其他导电矿物矿化）的浸染晕存在时。可以发现规模较小或埋藏较深的矿体； ｂ.观测结果受地形和其他因素（浮土加厚、找金属矿时含水断裂带的存在等）的影响较小； ｃ.常见的黄铁矿化、石墨化、磁铁矿化或其他分散的金属矿化，同样可产生激电异常。 4.4 激发极化法目前主要用于普查硫铁矿床、某些有色金属、贵金属、稀有 元素常与黄铁矿化或其他矿化共存，因而可借以圈定有用矿产的矿化带。
4.5激发极化法宜在下述地质条件的地区布置工作： ａ.地质条件比较简单、勘查对象与围岩和其他地质体之间具有较明显的极化效应差异的地区； ｂ.地质条件比较复杂，但用综合物化探方法、地质方法能够大致区分异常的性质或能减少异常多解性的地区。 4.6激发极化法不宜在下述地区布置工作： ａ.地形切割剧烈、河网发育的地区； ｂ.覆盖层厚度大、电阻率又低（形成低电阻屏蔽干扰），无法保证观测可靠信号的地区； ｃ.无法避免或无法消除工业游散电流干扰的地区。 5 技术设计 5.1装置与工作方式和时间制式 5.1.1 装置 为取得预期的地质效果，应根据测区的地质条件和勘查任务，适当地选择装置类型。常用的装置有六种。 5.1.1.1中间梯度装置 本装置敷设一次供电电极（A、B），可在一个较大的范围内观测，且异常形态简单易于解释常用于普查。 设计时要注意下述要求： ａ.AB距应通过测深试验选择。如果电源功率允许，且AB距增大时异常并不明显减小，在观测仪器检测能力允许的条件下，AB距可尽量的大一些。MN距应适合关系式：MN≥（1/50～1/30）AB。用横向中间梯度装置确定矿体走向长度时，允许采用比纵向中间梯度装置有较大的MN极距；
学学期电法勘探原理与 方法 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷 注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。 一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分） 1、接地电阻 2、电磁波波数 3、正交点 4、视极化率 5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层 4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ） 5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ） A 电阻率法 B 激发极化法 C 电磁感应法 得分 得分
6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（） A 63伏 B 90伏 C 120伏 7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（） A 电位图 B 电阻率图 C 电场强度图 8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中， 给出地电模型是（） A 二层模型 B 三层模型 C 四层模型 9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（） A SURFER软件 B GRAPHER 软件 C GEOPRO 软件 10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（） A 中间梯度装置 B 对称四极装置 C 偶极装置 11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 陡立低阻矿体 B 陡立高阻矿体 C 水平的高阻矿体 12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 直立的低阻矿体 B 直立的高阻矿体 C 水平的低阻矿体 13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（） A中梯法 B联剖法 C 回线法 14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（） A 直立低阻体 B直立高阻体 C山谷
时刻域激发极化法技术规定 1主题内容与使用范围 本标准规定了对时刻域激发极化法工作的差不多要求和技术规则。本标准适用于地质矿产勘查及水文工程地质勘察中的时刻域激发极化法工作。探测石油及天然气中的激发极化法工作亦应参照使用。 2引用标准 DZ/T 0069 地球物理勘查图图式图例及用色标准 3技术符号 技术符号见表1 表1 技术符号
续表1 4总则 时刻域激发极化法是以岩（矿）石、水的激发极化效应的差异为物性前题，用人工地下直流电流激发，以某种极距的装置形式，研究地下横、纵向激发极化效应的变化。以查明矿产资源和有关地质问题的方法。 非矿化岩石的极化率专门小（1%～2%，少数3%～4%），而矿化岩石
和矿石的极化率随电子导电矿物含量的增多（或结构）而变大，可达ｎ%～ｎ·10%。二次场的衰减特征与极化体的成分（包括含量）、结构相关。 激发极化法作为探矿手段具有如下特点； ａ.能够发觉和研究浸染型矿体。当矿体的顶部或周围有矿化（或其他导电矿物矿化）的浸染晕存在时。能够发觉规模较小或埋藏较深的矿体；ｂ.观测结果受地形和其他因素（浮土加厚、找金属矿时含水断裂带的存在等）的阻碍较小； ｃ.常见的黄铁矿化、石墨化、磁铁矿化或其他分散的金属矿化，同样可产生激电异常。 4.4 激发极化法目前要紧用于普查硫铁矿床、某些有色金属、贵金属、 稀有元素常与黄铁矿化或其他矿化共存，因而可借以圈定有用矿产的矿化带。 4.5激发极化法宜在下述地质条件的地区布置工作： ａ.地质条件比较简单、勘查对象与围岩和其他地质体之间具有较明显的极化效应差异的地区； ｂ.地质条件比较复杂，但用综合物化探方法、地质方法能够大致区分异常的性质或能减少异常多解性的地区。 4.6激发极化法不宜在下述地区布置工作： ａ.地形切割剧烈、河网发育的地区；
《电法数据处理与解释》课程教学大纲 课程编码：0801523098 课程名称：电法数据处理与解释 课程英文名称：Data processing and Interpretation of Electrical Method 总学时：44（讲授36学时，实验8学时） 学分：2.5 开课单位：地球探测科学与技术学院 授课对象：勘查技术与工程专业（应用地球物理方向）本科生 前置课程：高等数学、电磁场论、应用地球物理Ⅱ：电法勘探原理与方法 一、教学目的与要求 本课程是勘查技术与工程专业（应用地球物理方向）本科生的专业教育课程。本课程以深化电法勘探理论、复杂情况下电法数据处理，正、反演计算及电法资料解释为重点。在本课程中，使学生系统学习复杂情况下电阻率法资料数据处理原理与方法；电法勘探反演理论、反演算法，并将其运用到电阻率法、激发极化法和电磁感应法的数据处理及反演解释中。通过本课程的学习使学生掌握利用计算机处理电法勘探资料的理论基础和计算技术，进一步提高学生对电测资料的处理、反演和地质解释能力。为参加实际工作打下扎实的基础。 二、教学内容 第一章电阻率法的地形影响及其校正 §1. 获取纯地形异常的方法 §2.比较法进行电阻率法的地形影响校正 内容提示： 获取纯地形异常的方法有多种，如物理模拟、数值计算等，这里主要介绍利用角域叠加的方法获得地形纯异常的方法。并利用获得的纯地形异常对电测深、联合剖面、中间梯度观测数据进行地形改正。其他
的数值方法作为一般的了解，如边界元法，有限元法等。 第二章电法勘探数据反演理论基础 §1 反演问题的描述 §2 广义反演问题 §3 非线性反演问题的线性化 内容提示： 本章重点内容是广义反演方法，详细介绍基于最小二乘法的各种反演方法的反演算法与程序实现。 第三章电测深曲线数字解释法 数值正演计算 §1. 层状模型ρ s §2. 实际观测数据的一维反演 §3. 弯曲测线的电测深曲线处理 §4. 二维反演简介 一般内容： 采用滤波方法的计算思路以及滤波系数的计算，弯曲测线的数据处理，二维反演基本过程及结果。 重点内容： 利用滤波方法计算层状模型ρs数值计算思路以及算法实现，在此基础上将广义反演应用到电测深数据的反演中，并给出反演中偏导数计算的详细公式。 第四章频谱激电法数据处理与解释 §1. 频谱激电的柯尔——柯尔模型 §2.复电阻率谱的最优化反演解释 一般内容： 复电阻率的反演技术 重点内容： 复电阻率的计算理论基础：柯尔-柯尔模型的应用；利用该模型获取视极化率的方法。 第五章频率域电磁测深数据处理与解释
时间域激发极化法技术规定（DZ/T0070-1993） （1993年5月18日发布，1994年1月1日实施） 目录 1 主题内容与适用范围 (1) 2 引用标准 (1) 3 技术符号 (1) 4 总则 (2) 5 技术设计 (2) 6 仪器设备 (7) 7 野外工作和技术保安 (10) 8 野外观测质量的检查与评价 (13) 9 观测结果的整理和图示 (14) 附录A 极化率的测定与质量检查 (17) 附录B 时间域激发极化法野外记录本格式 (20) 附加说明： (21)
时间域激发极化法技术规定（DZ/T0070-1993） 1 主题内容与适用范围 本标准规定了对时间域激发极化法工作的基本要求和技术规则。 本标准适用于地质矿产勘查及水文工程地质勘察中的时间域激发极化法工作。探测石油及天然气中的激发极化法工作亦应参照使用。 2 引用标准 DZ/T0069 地球物理勘查图图式图例及用色标准 3 技术符号
4 总 则 4.1 时间域激发极化法是以岩（矿）石、水的激发极化效应的差异为物性前题，用人工地下直流电流激发，以某种极距的装置形式，研究地下横、纵向激发极化效应的变化，以查明矿产资源和有关地质问题的方法。 4.2 非矿化岩石的极化率很小（1%～2%，少数3%～4%）而矿化岩石和矿石的极化率，随电子导电矿物含量的增多（或结构）而变大，可达n%～n 210%。二次场的衰减特征与极化体的成分（包括含量）、结构相关。 4.3 激发极化法作为探矿手段，具有如下特点， a. 可以发现和研究浸染型矿体。当矿体的顶部或周围有矿化（或其他导电矿物矿化）的浸染晕存在时，可以发现规模较小或埋藏较深的矿体， b. 观测结果受地形和其他因素（浮土加厚、找金属矿时含水断裂带的存在等）的影响较小； 已常见的黄铁矿化、石墨化、磁铁矿化或其他分散的金属矿化，同样可产生激电异常。 4.4 激发极化法目前主要用于普查硫化矿床、某些氧化物矿床、地下水、检查其他物化探异常，有时还用于探测石油天然气。某些有色金属、贵金属、稀有元素常与黄铁矿化或其他矿化共存，因而可借以圈定有用矿产的矿化带。 4.5 发极化法宜在下述地质条件的地区布置工作， a. 地质条件比较简单、勘查对象与围岩和其他地质体之间具有较明显的极化效应差异的地区： b. 地质条件比较复杂，但用综合物化探方法、地质方法能够大致区分异常的性质或能减少异常多解性的地区。 4.6 激发极化法不宜在下述地区布置工作， a. 地形切割剧烈、河网发育的地区， b. 覆盖层厚度大、电阻率又低（形成低电阻屏蔽干扰），无法保证观测可靠信号的地区； c. 无法避免或无法消除工业游散电流干扰的地区。 5 技术设计 5.1 装置与工作方式和时间制式 5.1.1 装置 为取得预期的地质效果，应根据测区的地质条件和勘查任务，适当地选择装置类型。常用的装置有六种。 5.1.1.1 中间梯度装置 本装置敷设一次供电电极（A 、B ），可在一个较大的范围内观测，且异常形态简单，易于解释，常用于普查。 设计时应注意下述要求： a. AB 距应通过测深试验选择。如果电源功率允许，且AB 距增大时异常并不明显减小，在观测仪器检测能力允许的条件下，AB 距可尽量的大一些。MN 距应适合关系式：1( 50MN ～1 )30 Z AB 。用横向中间梯度装置确定矿体走向长度时，允许采用比纵向中间梯度装置有较大的MN 极距； b. 观测范围限于装置的中部。这个范围不应大于AB 距的三分之二； c. 当测线长度大于三分之二AB 距，需移动AB 极完成整条测线的观测时，在相邻观测段间应有2～3个重复观测点， d. 一线供电多线观测时，旁剖面与主剖面间的最大距离，应不超过AB 距的五分之一。
时间域激发极化法技术规定 1主题内容与使用范围 本标准规定了对时间域激发极化法工作的基本要求和技术规则。 本标准适用于地质矿产勘查及水文工程地质勘察中的时间域激发极化法工作。探测石油及天然气中的激发极化法工作亦应参照使用。 2引用标准 DZ/T 0069 地球物理勘查图图式图例及用色标准 3技术符号 技术符号见表1 表1 技术符号
续表1 4总则 时间域激发极化法是以岩（矿）石、水的激发极化效应的差异为物性前题，用人工地下直流电流激发，以某种极距的装置形式，研究地下横、纵向激发极化效应的变化。以查明矿产资源和有关地质问题的方法。 非矿化岩石的极化率很小（1%～2%，少数3%～4%），而矿化岩石和矿石的极化率随电子导电矿物含量的增多（或结构）而变大，可达ｎ%～ｎ210%。二次场的衰减特征与极化体的成分（包括含量）、结构相关。 激发极化法作为探矿手段具有如下特点；
ａ.可以发现和研究浸染型矿体。当矿体的顶部或周围有矿化（或其他导电矿物矿化）的浸染晕存在时。可以发现规模较小或埋藏较深的矿体； ｂ.观测结果受地形和其他因素（浮土加厚、找金属矿时含水断裂带的存在等）的影响较小； ｃ.常见的黄铁矿化、石墨化、磁铁矿化或其他分散的金属矿化，同样可产生激电异常。 4.4 激发极化法目前主要用于普查硫铁矿床、某些有色金属、贵金属、稀有 元素常与黄铁矿化或其他矿化共存，因而可借以圈定有用矿产的矿化带。 4.5激发极化法宜在下述地质条件的地区布置工作： ａ.地质条件比较简单、勘查对象与围岩和其他地质体之间具有较明显的极化效应差异的地区； ｂ.地质条件比较复杂，但用综合物化探方法、地质方法能够大致区分异常的性质或能减少异常多解性的地区。 4.6激发极化法不宜在下述地区布置工作： ａ.地形切割剧烈、河网发育的地区； ｂ.覆盖层厚度大、电阻率又低（形成低电阻屏蔽干扰），无法保证观测可靠信号的地区； ｃ.无法避免或无法消除工业游散电流干扰的地区。 5 技术设计 5.1装置与工作方式和时间制式 5.1.1 装置 为取得预期的地质效果，应根据测区的地质条件和勘查任务，适当地选择装置类型。常用的装置有六种。
激发极化法 一、激发极化法的原理 原理：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)。在充电和放电过程中,由于电化学作用引起的这种随时间缓慢变化的附加电场现象,称为激发极化效应(IP效应),激发极化法是以不同岩矿石的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,以探查地下地质情况的一种勘探方法。常用的电极排列有中间梯度排列、联合剖面排列、对称四极测深排列等。也可以用使矿体直接或间接充电的办法来圈定矿体的延展范围和增大勘探深度。 地下岩层所表现出来的电阻率及极化率特征是其本身导电属性及极化属性的客观反映。岩性不同，往往会在电性方面表现出一定的差异。油气藏本身作为一种特殊的地质体，其自身在电性方面也会表现出有别于非油区的电性特征。因此，通过获取地下深处的电性信息，就能够获取有关油气藏存在的信息。 激电法探测油藏的机理是基于油气藏上方的地球物理场的变化。由于氧化-还原条件发生了变化，在油气藏上覆地层中形成分散的黄铁矿及次生硫化物，黄铁矿及次生硫化物有较强的激电效应，故可通过探测其的分布来推断油气藏的展布。
中梯装置 图1-1 中梯装置示意图 中梯装置如图所示，这种装置的特点是：供电电极AB 的距离取得很大，且固定不动；测量电极在其中间1/3或者2/3地段逐点测量。记录点取在MN 中点。其s ρ表 I U K MN s ?=ρ 其中 () BN BM AN AM MN BN BM AN AM K ?+?????=π2 此外，中间梯度装置还可在离开AB 连线一定距离（AB/5范围内）且平行AB 的旁侧线上进行观测（见图2-2）。 Y X 图1-2 旁侧中梯装置示意图 中间梯度法利用两个电极A 和B 供电，另两个电极M 和N 进行测量。其特点是：供电电极距AB 很大，AB ＞MN 一般AB=（30—
1、阐述激发极化法中等效电阻率的基本原理，分别设计两个二维激化体模型（低阻高极化、高阻低极化），采用等效电阻率方法计算视极化率，并绘制极化率断面图和视电阻率断面图。 激发极化法中等效电阻率的基本原理:激发极化法是利用岩石、矿石的导电性、激发极化特性差异，观测研究人工形成的激发极化场的变化规律，进行找矿和解决其他地质问题的一组人工场源形式的勘察方法。激电法可以沿用电阻率法的各种电极装置，其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)和偶极—偶极(偶极)等装置。在本次程序设计中以对称四极测深装置为基础进行正演程序设计工作。 在计算激发极化场时我们使用的是等效电阻率法。在电法勘探中，我们将发生体极化效应时，极化体对极化总场的电阻率称为“等效电阻率”。一般说来，等效电阻率随频率或充电时间而变。在T→０或ｆ→∞的极限情况下，总场电位U(T)|Ｔ→０ 或U(f)|ｆ→∞趋于无激电效应的一次场电位U１，等效电阻率ρ(T)｜Ｔ→０或ρ(iw)｜ω→∞就等于介质真电阻率。 对于电阻率为ρ的均匀介质，当不存在激电效应时，在地面上采用任何装置进行观测，按照下列公式计算电阻率： ρ=K×ΔU1/I （1-1) 若介质存在激电效应，此时按上式计算的电阻率为： ρ1=K×ΔU/I （1-2）公式中ΔU为总场电位差。 由于ΔU1>ΔU，故p>p1。可见介质的激发极化效应等效于介质电阻率的增大，故称ρ1为等效电阻率。在长时间供电情况下，极化二次场达到饱和时，有： η=ΔU2/ΔU=（ΔU-ΔU1）/ΔU 所以有等效电阻率和真电阻率关系： ρ1=ρ/（1-η） 建立模型所得视电阻率及视极化率图像如下： 所给模型参数为;100m x 100m, 低阻体电阻率为10，极化率为0.5，围岩电阻率为100，极化率为0.1，激化体大小为长4，宽1，在所建模型的中部，从50开始，深度从7m开始。 低阻高极化模型视电阻率断面图
概念题： （1） 视电阻率 采用一定的测量装类型条件下，在电场涉及范围内，由地表不平坦，地下各种地电体的综合电阻率反映结果称为视电阻率。 （2） 静态效应 静态效应是指测点处浅部的局部低阻或高阻引起测深曲线形态不变、但整体上升或下降的现象。 （3）卡尼亚电阻率 在非均匀介质条件下,以实测阻抗计算出的量称为卡尼亚视电阻率。 （4）电法勘探 根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（ 如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。 （5）低阻正交点 正交点：左侧ρSA ?ρSB ，右侧ρSA ?ρSB ，交点处ρS ?ρ1 （6）趋肤深度 当电磁场沿z 轴方向传播1/b 距离时时，其振幅衰减为入射时的1/e 倍时，所传播的距离称为趋肤深度。 （7）激发极化法 以不同岩、矿石激电效应的差异，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勘探方法，简称激电法。 8电阻率剖面法 探测地下大致同一深度范围内，导电性有差异的地质体沿剖面方向的分布情况，简言之是横向上探测地下大致同一深度范围内电阻率的变化。 工作方法：AMNB 四个电极同时移动即K 值保持不变。 9电阻率测深法 它用逐步改变供电电极大小的办法来控制勘探深度，由浅入深，了解一个测点地下介质电阻率的垂向变化 10充电法 11自然电场法 12理想导体（等电位体） 13激发极化效应 14极化率 15频散率 16 等效电阻率 1/b δ=≈
17 介电常数 18磁导率 19甚低频法 20大地电磁测深法 21可控音频大地电磁测深法（CSAMT） 22瞬变电磁法 23波区： 在电磁法勘探中满足平面波的勘探区称为波区 24谐变电磁场—— 随时间按三角函数方式变化的电磁场。 简答题： 1．简述岩矿电阻率的与温度的关系。 答题要点：（1）温度大于0度时离子导电岩石的电阻率随温度的增高而变小，电子导体矿物、矿石的电阻率随温度增高而变大，温度小于0度时，温度降低，电阻率大幅升高 2.影响岩矿石电阻率的因素 3.影响视电阻率的因素 4．极化率与频散率的关系 1.时间域激发极化法成为极化率，频率域激发极化法称为频散率。 2.在极限条件下可以二者近似相等（低频趋于0，高频趋于无穷大时）。非极限条件二者一般不相同，但是极化率与频散率任然保持正比关系，即某种因素或条件改变使前者正大或减小，后者也相应的增大或减小。 5充电法可解决的地质问题 6. 简述电子导体自然电场的形成过程。 7.离子导体产生的自然电场（过滤电场）有几种？写出具体名称。 8.决定和影响电阻率法勘探深度的因素是什么？ 9.电阻率中间梯度法适合于寻找直立良导薄板和水平高阻薄板状物体，这种说法是否正确？ 说明理由 10电子导体形成的自然电场称为“氧化-还原”电场，简述其形成条件。 11 纵向电导 12 过滤电场 13. 电法勘探的应用条件是什么？ （1）电阻率、介电常数、极化率等电参数差异（2）异常目标有一定的几何尺寸、规模，并有有限的埋深（3）背景干扰相对有效信号要弱或可以减小 14 何谓电阻率法？电阻率法的应用条件是什么？ （1）它是以地下介质间电学、电磁学、电化学性质的差异为物质基础，通过观测和研究人