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第二章 频谱激电(复电阻率)法

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双频激电法野外工作手册

双频激电法野外工作手册

第一章前言双频激电法是在何继善院士发明的双频激电仪的基础上发展起来的一种频率域激电法，该方法曾在有色、地质、石油、煤炭、冶金等系统得到广泛应用，在普查找矿工作中发挥了重要作用.随着双频激电法在我国地质矿产普查领域的普及，根据国家地质调查局的意见，为了实施规范化管理，进一步提高双频激电法的找矿效果，特编写本工作手册。

本手册的部分数据是依据2000年及2001年双频激电示范区的工作，结合我们以前在实际应用中所取得的成果得来的.1.1 双频激电法的应用范围随着双频激电法在全国有色金属系统、冶金系统、地质系统、化工系统、基建工程兵部队和水电系统等地质队、物探队的推广使用，应用地区遍及全国各地，其中包括气候恶劣、气温变化很大的新疆、青海、甘肃,气候潮湿的福建、广东、广西，地形起伏剧烈的云贵高原，天气寒冷的东北三省及风沙严重的内蒙地区。

矿种涉及锡、铜、铅、锌、钨、锑、金、银、锰、铁等金属矿产和硫、磷、硼、煤等非金属矿产，并能解决工程、水文地质问题。

1。

2 工作设计的编写工作设计是保证完成工作任务的作战方案和措施,没有设计和设计未经上级主管部门审查批准不得施工.一般临时性零星突击工作、方法试验及矿点踏勘检查可不编写设计.在接到任务后，应进行现场踏勘，收集工作区的各种有关资料，结合现场实际情况，组织编写工作设计。

新测区和新矿种的设计由于物探资料较少，依据不够充分，应酌情在方法试验的基础上进行编写.矿区外围及面积较大的普查、详查工作应编写总体设计，根据总体设计逐年编写年度工作设计.设计一经审批，不得更改.在施工中发现设计有不符合实际的地方，应由施工单位提出修改意见,报上级有关部门审批,未经批准不得任意更改。

工作设计书应由物探技术人员本着文字简练、图件准确美观精神编写，主要内容参照国家地质调查局有关文件.附件3。

1.3 工作报告的编写工作报告是总结物探工作的地质效果，进一步指导找矿的重要资料，必须认真严肃编写。

报告应在野外工作结束，野外实测资料处理解释后并进行综合研究的基础上组织有关技术人员编写并及时上交主管部门或任务委托方。

频谱激电法SIP(复电阻率法CR)ppt

频谱激电法SIP(复电阻率法CR)ppt

5. SIP法在我国的发展 我国从1983年开始引进SIP 法。 中国地质大学（ 中国地质大学（武汉） 武汉）和 地矿部第一物探大队进行 十多年研究和开发， 十多年研究和开发，达到 国际领先水平。 国际领先水平。
国际领先水平的标志之一
1. 发表了两部重要著作 发表了两部重要著作： ： • 频率域激电法原理， 频率域激电法原理， 地质出版社， 地质出版社，1988
数据处理
（1）数据转录： 数据转录：将野外观测数据录入计算机中， 将野外观测数据录入计算机中，组 成C文件——标定数据文件和E文件——实测数据 文件和M文件——标定文件。 标定文件。 （2 ） 底数校正： 底数校正 ： 用标定数据（ 用标定数据 （ M 文件） 文件 ） 对实测数 据（E文件） 文件）进行仪器和观测装置底数校正， 进行仪器和观测装置底数校正，校正 后的结果记入L文件中。 文件中。 （3）去藕校正： 去藕校正：用两个Cole-Cole模型或改进的 Cole-Brown模型拟和野外实测数据， 模型拟和野外实测数据，确定代表激 电效应的视频谱参数： 电效应的视频谱参数：ρs0，ms，τs和cs。 （4）提取电磁效应参数： 提取电磁效应参数：REM参数ϕm / ϕm0和电磁 视电阻率ρω。
3．观测仪器和装备
V-8(加，凤凰） 凤凰）是目前的最佳仪器
绘制拟断面 图的记录点
V8系统 SIP法轴向偶极－ 法轴向偶极－偶极测深剖面布极图
I%
复电阻率频谱
ϕ (ω ) s
角 频 率 ω＝ 2π f
§1. 频谱激电法SIP（复电阻率法CR）
的基本原理
频谱激电法SIP
用常规电阻率法的电极装置 用常规电阻率法的电极装置作观测 电极装置作观测 工作在超低频段 工作在超低频段上 超低频段上（f = 10-2 - n 102 Hz ) 观测视复 观测视复电阻率频谱 电阻率频谱

复电阻率法(CR)在铜钼矿勘查中的应用效果

复电阻率法(CR)在铜钼矿勘查中的应用效果

复电阻率法(CR)在铜钼矿勘查中的应用效果曹蔚杰;单明良;高勇;郑伟【摘要】复电阻率法是以岩矿石的频谱或时谱特性差异为研究基础,本文简要介绍了复电阻率法的基本原理和本方法可以通过柯尔—柯尔模型计算得出的几个视谱参数及其意义.然后介绍了复电阻率法在安徽某铜钼矿勘查中的具体应用,并以其中一条工作剖面为例,简要介绍了本次工作所取得的一些成果,并且在后期的钻井工作中验证了此次复电阻率法工作中推测的一些地质体、地质构造的位置、深度信息是较为准确的.由此得出在地质找矿工作中综合考虑与岩矿石极化物质成分和结构有关的时间常数和频率相关系数等多个视谱参数,可以减少多解性,提高地质解释水平和工程验证见矿率.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2014(011)002【总页数】5页(P203-207)【关键词】地球物理勘查;复电阻率法;铜钼矿;多参数【作者】曹蔚杰;单明良;高勇;郑伟【作者单位】宁波银亿集团GDL矿业公司(墨西哥),墨西哥07510;江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏南京210007;江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏南京210007;江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】P631.31 引言在常规激发极化法所取得的数据中，实际上还包含有直流电阻率的信息。

但如果要求获得的电性信息量达到最大，则必需在额外的交流电频带上测量电阻率的实、虚两个分量，这种测量方法称为复电阻率法[1，4]。

该方法要求对输出和输入波形的振幅和相位进行比较，经过中间变换，频率域和时间域都被采用，这就可以对整个线性地电系统进行研究。

在我国，早在20世纪80年代，华佳[6]、傅良魁[4]就对此方法做过研究，到20世纪90年代末、2000年初，李海金[2]、刘菘[1]、王庆乙[3]、张焱孙[7]等人也对此方法做了一些工作，并在理论上做了一些阐述。

虽然前人对复电阻率法有过一些研究，但是在铜钼矿勘查中的应用较少。

第二章 电阻率法基本理论

第二章 电阻率法基本理论
第二章 电阻率法基本理论

在地球表面，除了存在大地电场和自然电场外， 我们还可以通过电极向地下供直流电以建立稳定电 场，然后测量电极附近的电场分布。由于此电场与 地下介质的性质及分布有关，因而可以据此研究地 下介质的分布状态及变化规律，这类方法称为直流 电法。直流电法中以岩、矿石电阻率差异为基础， 通过研究稳定电场在地下半空间的分布规律来寻找 矿产或解决其它地质问题的方法，称为电阻率法。 本章将讨论稳定电流场的基本规律和点电流源电场 以及电场的正演模拟方法等。
而在深为h的点上， 由A、B两极形成的 电流密度的垂直分 量方向相反，相互 抵消，而水平分量 方向相同，故有
当我们用两个电极向地下供电时，电流立即布满地下， 但电流密度的分布并不是到处一样，而是主要集中在 A、 B 连线附近的范围内。下面我们研究 A、B 连线的中垂面 上 深 度 为 h 的 某 点 M 处 的 电 流 密 度 。 令 AB=2L ，
2．克希霍夫定律
（二）地中电流的连续性 对于稳定电流场，包含电流强度为I的电流源的任意 闭合面的通量表达式为

jn
s
dS I

式中S为包围电流源的闭合曲面，n为面元dS的单 位法线矢量。上式即电荷守恒定律，它表明电荷既 不能无中生有，也不能消灭。如果S面中不包含电 流源，上式成为
jn
（1.2.12）
在球坐标系（r，θ ，）中
2 U 1 U 1 2U 0 r sin r r sin sin 2
（一）第一类边界条件 1. r 时，U=0 2. r 0 时， U I 1 2 r
E U
1 U 0
（1.2.8）
将（1.2.8）和（1.2.2）式代入（1.2.5）式，便可得到 （1.2.9）

综合物探方法在地质找矿中的应用

综合物探方法在地质找矿中的应用

综合物探方法在地质找矿中的应用摘要：我国经济快速发展过程中，对矿产资源的需求量也在不断攀升，而矿产资源开采过程中会涉及矿产资源的勘测工作，此工作的重点在于方法得力。

本文基于地质找矿视角，探究综合物探法在其中的应用。

关键词：综合物探方法；矿产资源；应用引言矿产资源需求量不断攀升过程中，问题也随之出现，我国的露天矿越来越紧缺，特别是我国东部发达地区，地质找矿成为矿产资源开发过程中亟须处理的问题。

本文在论述前，先对物探技术进行概述，再对综合物探法的使用原则展开分析，最后通过论述三个地质找矿法来探究综合物探法的应用。

一、物探技术的概述所谓物探技术指对地球进行物理勘探的过程，更确切地讲，是对地球的物理勘探方法体系的运用。

具体过程是对地球物理场变化的预测，对地理物理场分布的预测，然后完成探索过程。

包括对地球近地空间以及地球本体内物质组成的探索、对介质结构的探索、对演化及形成过程的探索，实施了对地矿资源变化规律、周围衍生自然现象的研究探索。

通过对综合物探方法的合理利用，可以对地球内部资源实施精准探测，这无疑为地质找矿工作提供了有效的技术手段。

运用于地质找矿中的方法比较多，包括弹性勘测、磁导率勘测、密度勘测、热导率勘测、放射性勘测等。

比较常见的勘探测试方法是地震勘测法、磁法勘测法、重力勘测法等；基于研究对象的差异性视角展开分析，可以使用多种地址找矿的方法，例如，石油物理探测法、金属地球物理探测法等[1]。

基于矿产资源所属区域、空间位置差异视视角来讲，地址找矿方法也是非常多的，目前使用频率较高的方法有航空地球物流探测法。

二、综合物探方法在地址找矿中的原则当前，综合物探方法已经被广泛运用于地质找矿工作中，但是其运用过程需要遵循几大原则：第一，遵循科学推测原则。

从勘探结果视角来讲，技术人员需要通过大数据技术来完成数据处理工作，然后将其通过可视的方式完成勘探结果的对外展示。

在此过程中，重中之重是对材料的精准分析，然后完成地质找矿及勘测过程。

罗延钟-复电阻率法的原理和应用

罗延钟-复电阻率法的原理和应用
型的参数，称为“频谱的反演”。
实测振幅频谱曲线 实测相位频谱曲线
第二个Cole-Cole模型 第一个Cole-Cole模型
• 用两个Cole-Cole模型拟和实测视复电阻率频谱的实例
通过反演视复电阻率频谱， 可获得激电视谱参数：
零频视电阻率s0 激电视充电率ms，激电极化率s 视时间常数s 视频率相关系数cs
结论
CR 或SIP 目前存在的主要问题是： 生产效率低、成本高和勘探深度有限
生产效率：每天完成2-5个排列， 1-2公里剖面；
生产成本：每公里剖面约1万元； 探测深度有限：一般<3000m。 CR 或SIP主要只作剖面性工作： 对于固体矿产勘探用于评价激电异常； 对于油气勘探用于评价圈闭的含油气性
1. Pelton,W.H, Ward.S.H, Hallof,P.G. et al, 1978, Mineral discrimination and remval of inductive coupling with multifrequency IP: Geophysics, 43, 588-609.
矿区外围34线 找矿效果
• 该测线位于辉长岩覆盖区，从 周围出露岩性看，本区含矿层位 （中火山变质岩段）应延伸至辉 长岩下，属成矿有利部位。
• 403地质队于1988年曾在该处设 计了三个钻孔，但因缺乏深部证 据，一直未下决心施工。
• 34线的SIP测量正是在这种情况 下，应403地质队要求布置的。
C1= 0.1-0.6 C2=0.9-1.0；
1>>2。
据此，可区分 和分离IP和EM。
频谱参数的数值变化规律（2）
1>100 s, 极化体为高含量石墨或石墨化岩石，
>10 s,极化体为高含量致密硫化物或石墨化岩石 >1 s，极化体为密集浸染状金属矿化或石墨化 >0.1 s，极化体为稀疏浸染状金属矿化或石墨化 <0.1 s，极化体为离子极化体；

频谱激电法(SIP)在隐伏金属矿勘查中的应用


数： Ｐ （ 视复电阻率 ） 、 ｍ （ 视充电率 ） 、ｒ （ 视时 间常数 ） 、 ｃ （ 视频率相关 系数 ） 。这 ４ 个激电谱参数反映 了地下岩 体 的导 电和 电极 化 特 征 ，通过 它们 可 以 推 断 出 地 下 隐 伏 金属 矿体 。
在Ｓ Ｉ Ｐ法 观 测 的复 电 阻率 频 谱 中 ，同 时 包 含 了激 电 （ Ｉ Ｐ ） 和 电磁 （ Ｅ Ｍ） 效应 ， 实测 的视 电阻率 是频 率 ｆ 的复 变 函数 Ｐ （ ｆ ） ， 并且 可表 示 为 ２个 ｃ ｏ ｌ ｅ － ｃ ｏ ｌ ｅ 模 型之 和 ：
１ １ ， １ ］
表 １数 据采 集 频 率 （ ｆ ／ Ｈ ｚ ） 表
ｐ ． （ １ ｅ ｏ ） ｛ ｌ － ｍ １ ｛ 卜 赢
｝ ｝ ｍ ２ ｛ 卜
｝ （ １ ）
数据采集后 ，须在 Ｓ Ｉ Ｐ Ｐ ｒ ｏ 软件 中进行预处理 。将 Ｓ Ｉ Ｐ数 据 按发 射盒 子 、主 机盒 子和 辅 助盒 子 的采集 数据 依
扫频 观 测 地 下 岩 体 的 径 向 电场 ，属 于 高 密 度 几 何测 深 方 距 ＭＮ＝ ａ ＝ １ ０ ０ ｍ， 每个 排列 １ ２ 道． 采 用 固定 Ａ、 Ｂ发射 极 ， 法。观测频谱 中包含近场区 电磁谱 （ Ｅ Ｍ） 和激 电谱 （ Ｉ Ｐ ） ， 接收 道 与发射 极保 持一 定的 隔离 系数 ｎ （ ｎ ＝１ ～１ ２ ） 布极，
观 测 视 复 电阻率 频 谱 ，在 地面 采 用偶 极一 偶 极 排列 装 置 ，
２ 频谱激 电法勘查 工作程序
目前 ， 我 国多采用 加拿 大凤凰 公 司 Ｖ ８ 多功能 电法 仪 ，
一
个 排 列包 括一 个 Ｖ ８ 主机 盒 子和 一个 辅助 盒子 ， 每 个盒

罗延钟 时间域激电法和频谱激电法

热烈祝贺 “中浅层电磁探测技术应用研讨会” 胜利召开 ！
时间域激电法TDIP和 频谱激电法SIP
中国地质大学电法科研组 罗延钟
时间域激电法TDIP（1）
• 时间域激电法是1950年代在 电阻率法基础上发展起来的 • 电阻率法通过供电电极A,B向 地下供入稳定电流I，同时观 测测量电极M,N之间的电位 M 差ΔU；然后计算视电阻率
频谱激电法SIP（复电阻率法CR） 的基本原理 I M 什么是SIP(复电阻率法CR)? A U B 电极装置：与常规电阻率法相同 N 供电电流：超低频交流电（f = 10-2 - n 102 Hz ) 观测内容：交变供电电流强度 I U (i) MN极间交变电位差 A ( ) U s 计算参数： s ( i ) K
• 在445－470点范围内获得1 号异常，其特点是： • 中等偏高的s（n·102 m） • 中等偏弱的ms（约10％） • 中等s（0.5－1 s） • 中等偏小的cs（0.25）。 • 这与试验剖面上3、4、6、7 和8号异常的特征相近。 • 异常出现在较深部位 （a=60米，n=5-8），且向 下未封闭，估计极化体埋藏 较深（大于200米）。推断 在200米以下可能有铜矿化 体。 • 从反映深度能力较强的s异 常在深部向西扩展，故推断 此矿化体是向西倾斜的。 • ZK1502和ZK1503钻探结果， 在100-249米以下普遍黄铁 矿化，并见到三层铜矿体， 累计厚度8米 。
根据视极化率的变化来推断地下极化体－－时间域激电法
我国激电法发展历史
• 时间域激电法试验研究结论“有矿就有异常” 因而成为金属矿勘查的最重要方法之一。 • 时间域激电法的主要问题是： 1. 装置笨重； 2. 存在大量非矿异常。 • 为解决装置笨重问题，发展了频率域激电法 但又产生新问题：3. 电磁耦合干扰。 • 为解决激电法两大问题 1. 电磁耦合； 2. 激电异常区分 发展了一种新的激电法－－频谱激电法。

激电法在有色金属找矿中的应用

区域治理
智能电力与应用
激电法在有色金属找矿中的应用
张天宝
湖南有色金属有限公司黄沙坪矿业分公司，湖南郴州４２４４２１
摘要：随着社会的不断发展，人们对有色矿物的需求也不断提升，但是由于我国有色金属矿物在我国的平均量还比较少，因此在进行 找矿的过程中还存在一些问题。针对于这一点就需要采取有效的技术方法进行有色金属找矿。Ｉ／ｌ前在有色金属找矿过程中经常采取激电法， 这种方法对于提高有色金属找矿的准确出有着非常重要的作用。
种电法勘探方法。根据电场的不同可分为 直流激发极化法和交流激发极化法。激电 法是找矿勘探或金属矿床预测中最常用的 一种地球物理方法。正是通过激发极化特 性实现对隐伏金属矿的探测，尤其是对于 浸染状硫化物金属矿床的探测激电法最为 有效并在实际应用中取得了显著的地质效 果。
１直流激发极化法 直流激发极化法是指在直流脉冲（稳 定电流）作用下所激发的电流场在充（放） 电时随着时间变化出现的特性。时间域激 电法的野外工作装置主要基于不同工作要 求下电极间的不同排列形式。按照不同的 观测目通常分为测深法和剖面法。测深法 主要对异常体纵深分布特征（延伸、形态、 产状等）进行探测和评价。铺面法则主要 追索和圈定异常地质体的平面分布范围。 １．１反演处理 体积效应对视极化率数据和实测视电 阻率均有影响。而测量的原始电测深结果 则是叠加异常的特征表现。异常地质体的 真实空间形态的还原须对实测视电阻率和 视极化率须进行有效反演计算后，并将异 常信息进行分离。电阻率参量是对地层岩 性的褶皱带、分界面、断层等地质构造分 布情况的反映，极化率参量是对空间极化 体或矿化体的形态、产状、分布特征等的 反映。反演处理不仅使原始电测深反演计 算获得断面的电阻率和极化率“真实”参 数的分布。可把原始在垂直方向叠加的异 常信息进行剥离，还可通过计算得到异常 源的真实深度并同实际地质剖面图件或验 证工程相对应。电阻率和极化率进行反演 处理后的断面图与原始视电阻率和视极化 率的参数拟断面图像的异常形态有较大的 差异，但是在高品质的反演图像还可看出 有原始结果的痕迹。 ２交流激发极化法 交流激发极化法又称频谱激电法，是 指在交变电流激发下，随着交变电流频率

频谱激电法资料


表 4.1 极化 变化情况 下的反演 果
率
结
理论曲线和反演曲线的拟合情况
图4.1 归 一 化 复 电 阻 率 的 反 演 实 分 量 频 谱 拟 合 曲 线
结论：在时间常数、相关系数及零频电阻率一定的时 候，极化率变化。理论曲线和反演曲线拟合很好，由此 说明反演理论上的正确性和可行性，可以有效提取谱参
• 国内
频谱激电法在我国是从 80 年代初期开始进行频谱激电 法理论研究的 。张赛珍等人从电子导体的激发极化的 电、化学机理出发，研究了各种过电位充、放电的特性 和频谱特性；1988年罗延钟从理论上证明了采用ColeCole 模 型 ，描述激电复电阻率频谱的合理性。
近些年来，激发极化法中分离激电效应与电磁耦合效应 以及对激电异常的评价所面临的两大难题还没有完全解
频谱激电谱参数物理意义及反演方法研究
START
内容
➢ 第一章 频谱激电简介 ➢ 第二章 本文研究的内容 ➢ 第三章 频谱激电谱参数的物理意义 ➢ 第四章 频谱参数最优化反演算法 ➢ 第五章 频谱激电谱参数反演分析 ➢ 第六章 结论与建议
第一章 频谱激电简介
• 发展历史
• 国际 频谱激电法(SIP)是上世纪70年代国际上发展起来的一种 新的激电分支方法 ，此 法观测视复电阻率， 故又称复电 阻率法(CR)。它的岩石复电阻率等效 模 型 最 为 著名的 是在20世纪70年代初期，K.S.Cole和R.H.Cole最早提出的 Cole-Cole 模型：
最小二乘问题（3-1）的法方程：
（3-2）
式中， 常数，故（3-2）式乃是关于 阶线性方程组。写成矩阵方程形式： （3-3）
是 的n
式中，系数矩阵：
是
阶矩阵，称为雅克比矩阵，其元素：
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激电效应（IP）引起的电阻率是频率 f 或角频率ω =2π f 的复变函数复电 阻率ρ(iω)。 W. H. Pelton 等基于大量岩矿石标本和露头的复电阻率频谱测量结果， 认为激电效应引起的复电阻率频谱满足 Cole-Cole 模型：
ρ (iω ) = ρ 0{1 − m[1 −
1 1 + (iωτ )c
2.2.3 进行野外观测数据的处理和绘制相应的图件
数据处理： ： （1）数据转录：将野外观测数据录入计算机中，并按一定的格式分别写成数据 文件（C 文件——标定数据文件和 E 文件——实测数据文件）；进而将不同增益 挡的几个 C 文件组合在一起，形成 M 文件——标定文件。
98
（2）底数校正：用标定数据（M 文件）对实测数据（E 文件）进行仪器和观测 装置底数校正，校正后的结果记入 L 文件中。 （3）去藕校正：用两个 Cole-Cole 模型或改进的 Cole-Brown 模型拟和野外实测 数据，确定代表激电效应的视频谱参数： ：零频视电阻率ρs0，激电视充电率 ms， 即激电视极化率ηs，视时间常数τs 和视频率相关系数 cs；进而由经“去藕”分离 出的电磁效应， 获得两个新的电磁效应参数： 剩余电磁效应 （REM） 参数ϕm / ϕm0 和电磁视电阻率ρω。 图件绘制： ： （1）绘制频谱曲线图 （2）绘制小频谱图（按顺序将各测线、各测点和各电极距系数的小频谱曲 线绘出和排列在一起） （3）绘制拟断面图（通常，每条测线都绘制出上述六个参数的（共六幅） 拟断面图）
§2.1
频谱激电法的基本原理
频谱激电法 SIP（复电阻率法 CR）是用常规电阻率法的电极装置，在超低 频段上（f = 10-2 - n 102 Hz )，观测视复电阻率频谱：
∆U ρ s (iω ) = K % I
~
As (ω ) ϕ (ω ) s
（2.1）
93
2.1.1．复电阻率ρ(iω)
（ρs，ϕm / ϕm0 和ρω）值，以及反演得到的极化体真参数（ρ，m,τ 和 c） 值， （B）岩矿石电性测量结果， （C）已知的地质、物化探资料，按照 “从已知到未知”的原则，确定所划分出的电性体的地质含义—绘制地 质推断断面图。 2.2.5 提供初步资料并结合已知地质资料进行修改 及时向甲方汇报初步推断解释结果， 并根据甲方的意见和提供的新资料， 修改 和完善推断解释结果。
97
变化。
Ａ
Ｂ
Ｍ1
Ｍ2
Ｍ3
Ｍ4
M5
Ｍ6
M7
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
第二章 频谱激电（ 频谱激电（复电阻率） 复电阻率）法
激发极化（激电）法在金属矿勘查中已获得广泛应用，其主要优点是在所有 电子导电性的矿体或矿化体上，都能观测到明显的激电异常；而在能引起电阻率 法异常的离子导电体上，不会产生明显的激电异常。但常规激电法也经常受到不 含矿的黄铁矿化和石墨化地层引起的非矿激电异常的干扰。此外，为了提高野外 观测的信噪比，降低供电电流强度，近年人们注重在频率域中作激电观测（即频 率域激电法或交流激电法） 。而在较高频段上的观测结果，必然会包含电磁效应， 如何区分电磁效应和激电效应就成为了频率域激电法的一大难题。为了识别、分 别提取及利用激电效应和电磁效应，并且，区分不同矿和非矿激电异常，从上世 ，也称复电阻率法（CR） 。 纪 70 年代末期开始，国际上发展了频谱激电法（SIP） 虽然，早在上世纪 50 年代末，J. R. Wait 以其著名论文“双频法”开创了在 频率域开展激电法的先河；但通过复电阻率频谱测量，分别提取电磁效应和激电 效应，并识别激电异常，奠定频谱激电法基础的功劳，应属美国犹他大学 W. H. Pelton 博士和他的导师 S. H. Ward 等。他们的论文“基于多频激电测量消除电磁 耦合和进行矿物区分” ，因此荣获国际上最权威的物探学术机构“SEG(勘探地球 物理学家协会)”的机关刊物“Geophysics”1978 年度的最佳论文。1981 年，K. L. Zonge 等提出利用复电阻率测量提取激电、电阻率和电磁散射参数，进行油气 勘探，进一步开拓了频谱激电法或复电阻率法的应用领域。 我国从上世纪 80 年代初开始引进频谱激电法，并在方法的物性基础，基本 理论，方法技术和实际应用等方面开展了全面和深入的研究，形成了比较完善的 方法理论和应用技术体系，并在金属矿产和油气勘探中，取得一大批良好的地质 找矿效果，对频谱激电法的发展作出了显著的贡献。有鉴于此，SEG 于 1998 年 首次出版了由我国学者撰写的学术专著。
2.2.4 基于数据处理和绘制的图件， 基于数据处理和绘制的图件，进行资料的推断解释
（ 1） 定性解释：在拟断面图的基础上，勾绘底下电性体（导电体和极化 体）分布绘制定性推断地电断面图。 （ 2） 定量解释： 对经过 “去耦” 获得的视电阻率ρs0 和激电视充电率 ms （即
激电视极化率ηs）作反演（目前，主要是作 2.5 维反演） ，绘制“真”地 电断面图“真” （本征）电阻率和“真” （本征）激电充电率（极化率） 断面分布图；此外，还可进而定量计算异常体的“真” （本征）时间常 （本征）频率相关系数 c 值。 数τ和“真” （ 3） 地质解释：根据（A）激电视谱参数（ms，τs 和 cs）值及视导电参数
图 2.4 Cole-Cole 模型振幅和相位频谱曲线虽时间常数τ的变化
95
2.1.2 激电和电磁效应共存情况
同时存在激电（IP）和电磁（EM）效应时，SIP 法实测的视电阻率是频率 f 或角频率ω =2π f 更加复杂的复变函数ρa(iω)。W. H. Pelton 等的研究结果表明， 在频率不太高时，同时包含激电和电磁效应的复电阻率频谱，可近似表示为两个
图 2.1 示出了按（2.2）式（即 Cole-Cole 模型）算出的，绘制在双对数坐标 中的复电阻率振幅（蓝线）和相位（红线）随频率的变化曲线（频谱曲线） 。其 基本特点是，随着频率增高，振幅单调下降：在低频段和高频段变化比较平缓； 而在某个中段频点（fc）附近，振幅随频率增高急速下降。相位频谱曲线大体上 与振幅频谱曲线的变化梯度成“正变”关系：在低频段和高频点，相位（绝对值） 分别随频率增高而线性上升和下降，斜率等于频率相关系数 c 和-c；而在某个中 段频点（fc）取得极值。
图 2.3 示出了 Cole-Cole 模型的振幅和相位频谱曲线，随频率相关系数 c 的 变化。可见，频率相关系数 c 是决定频谱变化陡度的形状参数。 。 2.1.1.4 Cole-Cole 模型的振幅 A 和相位ϕ频谱曲线，随时间常数τ的变化
图 2.4 示出了 Cole-Cole 模型振幅和相位频谱曲线随时间常数τ的变化。 可见， 时间常数τ是决定频谱变化频段的位置参数。
图 2.1 Cole-Cole 模型的振幅和相位频谱曲线
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2.1.1.2
Cole-Cole 模型的振幅 A 和相位ϕ频谱曲线，随充电率 m 的变化
图 2.2 Cole-Cole 模型振幅和相位频谱曲线随充电率 m 的变化
图 2.2 示出了 Cole-Cole 模型的振幅和相位频谱曲线，随充电率 m 的变化。 可见，充电率 m 是决定频谱变化幅度的强度参数。 2.1.1.3 Cole-Cole 模型的振幅 A 和相位ϕ频谱曲线，随频率相关系数 c 的变化
图 2.5 同时存在 IP 和 EM 效应时的振幅 A 和相位ϕ频谱曲线
2.1.2.2
频谱参数的数值变化规律： ：
我们在 W. H. Pelton 等的基础上， 结合自己的实测数据和理论计算结果归纳 出，在均匀大地条件下，描写激电效应和电磁效应频谱的 Cole-Cole 模型“本征 参数” （即所谓“真参数” ）具有如下规律： 1． C1= 0.1-0.6, C2=0.9-1.0；
1 1 Cole-Cole 模型之和： ρ a (iω ) = ρ a 0 {1 − m1[1 − 1+ (iωτ ] ± m2 [1 − 1+ (iωτ )c1
1 2) c2
]}
(2.3)
式中，ρa0频率为零时（包含 IP 效应）的视电阻率； m1, τ1 和 c1 分别为 IP 效应的充电率，时间常数和频率相关系数； m2, τ2 和 c2 分别为 EM 效应的充电率，时间常数和频率相关系数。
图 2.6 多极距的偶极偶极排列及观测数据在拟断面图上的记录点
SIP 法在空间域和频率域的高密度测量，使之具有较常规方法丰富得多的信 息量。
§2.2
SIP 法工作程序
2.2.1 根据地质任务进行 SIP 法工作设计
确定测区、测网（测线方向、测线距和测点距）；选择观测装置（通常选用 偶极-偶极排列）、极距 a（通常选为测点距）和电极距系数 n；规定野外观测技 术（通常按规范或技术手册执行）；明确数据处理、成图和解释方法；安排各阶 段工作完成时间和提交工作成果报告时间等。
2.1.2.1 同时存在 IP 和 EM 效应时的振幅 A 和相位ϕ频谱曲线
图 2.5 示出了按(2.3)式计算的由两个 Cole-Cole 模型之和描述的复电阻率频 谱。低频段代表时间常数较大（τ1＝2 s）的激电效应的频谱；而高频段则代表时 间常数较小（τ2＝0.01 s）的电磁效应的复电阻率频谱。
2.2.2 按设计书要求， 按设计书要求，开展野外工作， 开展野外工作，获得 SIP 法野外观测数据
野外工作（最终体现在观测数据）的质量，是保证后续工作，乃至整个 SIP 工作获得好成果的基础。劣质、甚至虚假的观测数据，注定会导致 SIP 工作的失 败。所以，野外工作人员必须有高度的敬业精神，认真、负责地工作。
τ1>>τ2。