激电法野外工作中的几个问题 (一)电磁耦合干扰及克服方法激电法是基于观测断电后激电二次场的衰减电压(直流激电)或总场随频率的变化(交流激电),以研究地下岩、矿石的激发极化性质。实际上,除激电效应外,各种电磁耦合效应也影响断电后电场的衰减过程或电场的频率特性,构成对激电法的干扰(李金铭,2004)。1.电磁耦合的种类和特点电磁耦合是指供电回路和测量回路间的电容耦合和电感耦合。对于简单地电条件(均匀大地和层状大地)的电磁耦合,国内外已作过不少计算,现介绍由计算得出的一些有关规律。(1)电容耦合。供电导线与大地、测量导线与大地以及供电导线与测量导线之间存在分布电容,电流通过它们形成电容性漏电,这种漏电随交流电的频率或直流脉冲的充、放电时间而变,因而形成干扰性频散率Pc或极化率ηc异常。计算结果表明,电容耦合的规律是:a.在激电法中供电与测量导线间的电容耦合通常较小,尤其当两者间有一定距离时则完全可以忽略;b.接地电阻越大,相对而言,导线与大地间的分布电容越大;频率越高或延时越短,则电容耦合效应越强;c.偶极装置数值较小;而中梯装置绝对值较大。总的说,在激电法中,电容耦合一般不形成严重干扰。但有时会发现,在雨后大地潮湿时,中。
直流激发极化法的原理 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。关于岩石激发极化的成因,存在较多争论,大多数人认为,岩石的激发极化效应与岩石颗粒和周围溶液界面上的双电层有关。基于岩石颗粒-溶液界面上双电层的分散结构和分散区内存在可以沿界面移动的阳离子这一特点,提出关于其产生机理的有代表性的两种假说:一是双电层形变假说,即在外电流作用下,岩石颗粒表面双电层分散区中的阳离子发生移动,形成双电层形变,当外电流断去后,堆积的离子放电,以恢复到平衡状态,从而观测到激发极化电场。双电层形变激发极化形成的速度和放电的快慢,决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径长度,因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数(即充电或放电快慢)。二是薄膜极化假说:简单地说,就是电流流过宽窄不同的空隙时,形成离子浓度变化,当外电流断掉以后,由于离子的扩散作用,离子浓度将逐渐消失,恢复到原来的状态,与此同时形成扩散电位,这便是离子导体上观测到的激发极化。进一步的研究表明,。
组合体上的激电测深曲线 (一)对称四极测深装置图2?2?72 双层倾斜高阻浸染石墨板上对称四极ηs测深断面等值线纵坐标为AB/4,线性分度,比例尺与横坐标相同上层模型尺度:40cm×20cm×4cm,下层模型尺度:23cm×9cm×5cm图2?2?71给出了上下组合模型的水槽实验结果。由图可见,上下组合模型的测深曲线,实际上是(浅部极化体)测深曲线与(深部极化体)测深曲线的叠加结果。ηs异常值虽然变大了,但曲线仍为“G”型。说明对称四极装置的激电测深对上下组合的低阻极化体来说,由于浅部小极化体的影响,将无法分辨出深部的大极化体。图2?2?72给出了一个双层倾斜高阻浸染石墨板上的水槽实验结果。由图所示的断面等值线图上可以看出,此时由于在每个单独高阻极化板上的ηs测深线均为“K”型,并且浅部的ηs极大值出现早(小极距),深部的ηs极大值出现晚,所以在断面图上便出现了两个封闭的椭圆形等值圈。又因纵轴采用AB/4作图,且与横轴比例尺一致,因此两个等值圈异常,基本上都落在了高阻极化板的位置上,同时等值圈的长轴方向也与板体倾斜方向一致。说明对高阻极化体的纵向叠加,用对称四极测深装置可以分辨,并能直观地反映出它们的空间位置及倾向。(二)温纳测深装置图2?2?。
数据剖面绘图方法 要绘制由2-D高密度电法勘探获得的数据,通常采用拟断面等值线方法,在这种情况下,数据点水平方向上的坐标为排列上观测电极对的中点,绘图点的垂直坐标位置与两分离电极成比例。对于用偶极-偶极(dipole-dipole)装置进行电阻率或IP勘探,一种常用的方法是绘图点位于C1-C2和P1-P2电极对的中点开始的两条测线交点沿水平方向呈45°角度。强调这些是非常重要的,它仅仅是一条绘图规则,并不暗指探测深度由两条呈45°角的测线交点来确定(可以确定,一定不暗示电流或等电位线与地表呈45°角度),但是,目前这个问题仍然普遍存在误导。另一种方法是绘图点的垂直位置为探测介质的埋深(Edwards,1977)或者为电极排列的拟深度,该拟深度值根据均匀半空间的灵敏度值或弗雷谢(Frechet)导数获得,该方法似乎存在数学依据,绘图方法将在后面章节详细讲解,通过视电阻率的等值线获得拟断面是一种能方便显示数据的方法和手段。拟断面给出了一张非常近似于真实地下电阻率的分布图,但是,拟断面给出的是一张歪曲的地下电性分布图,因为等值线形状取决于所使用的排列装置类型和真实的地下电阻率值(图3.7)。目前,拟断面是一种绘制视电阻率值非常有用的手段,同时,也是进一步。