激电法常用装置供电电极不同位置对观测数据影响研究.doc

中南大学硕士学位论文激电法常用装置供电电极不同位置对观测数据影响研究姓名：张巍申请学位级别：硕士专业：地球探测与信息技术指导教师：柳建新20100528 关 键词： 激发 极 化 法， 中 梯 ， 偶 极 ， 实验 模拟 ， 数 值 模拟 彘 瓼 第 一章前 言 激发 极化 法 的 发 展 及 应 用 ， 具 有 独 特 优势，它 能够很 好的 模拟 复 杂 物 性分 布和 复 杂边 界 形 状 的 地 电场 ，求解 过 程 规 范 晦 】。 因此 ，其 在 地 球 物 理领域 应 用 第 一章前 言非 常广 泛 。 年 ， 甊 在点 源 二 维 问 题中引 入了通 用 计 算网格 ， 对点源 二 维 有 限 元 方法进 行 了改 进 ， 使 计 算速 度和精度大 为提高 ， 使 有 限 单元 法在电法勘 探 正 演 数值模 拟技术 达 到了 实用 阶段 ； 年 ， 瓼 等用 有 限单元 法对三 维 电 场和电 磁 场进 行 了数值模 拟研 究 幽 辏琈 应用 伪在我国 激 发 极 化 法简 称 为激 电 法。 国 内的激 发 极 化 研 究 始 于 年 代 。 初期都是 沿用 前 苏联的方法技术 ， 主要 是 以直 流 奔 溆 激 电 法为主 ， 剖面排列 装置主 要 为中 间梯 度， 测 深 装置主 要 为对称 四 极 ， 测 量 技术 测 量 技术 采用 长脉 冲 或双 向 短 脉 冲 ， 通 过 长期应用 与 研 究 取 得 了许 多 重 要 成 果 。 其中 由地科院物 探 研 究 所等单位 研 制 成 功 的远 点 启 动 激 电 仪 ， 将 长导 线 革 新为短 导 线 是 一大 进 步， 对开展 中梯 装置的激 电 法面积 性 普查 具有 重 要 实际 意 义 。 另 外， 原 武 汉地质 学 院研 究 推 出 的近场源 激 电 法， 在提高 二 次 场信号 和减 轻 装备 方面起 到了 硕 士 学 位 论文第 一章前 言 激 发极 化 法 方法 技 术 指 南 ，对 激 发极 化 法 的实 际工 作 作 出 了 详 细的技 术 指 导。由于 常用直 流 奔溆激 电 法 的装 备比 较笨 重 ，且 断 电 后 的二 次场 易 受外 界 电 磁 干 扰 ，为了 提高激 电 法 的抗 干 扰 能 力 和 减 轻装 备，世 纪 年 代 ，引 入变公 司 先 后 引 进了 和 变频激 电 仪 。 此 同 时 ，国 第 一章前 言激 发极 化 法 仪 器 发展向 着轻便 、 自 动，高 精 度 、 记忆 、 多参 数 测 量 及 多功能 的方向发展哺 。 。 目 前 很多新 开发的仪 器 都具 有较高 的科 技 含 量 ，且 很多具 有较强的适用性及 多功能 化 ，可 以做到 一机多用的效果 。 如 奔腾 数 控生 产的猯、 超级数 字 直 流 电 法 仪 和 多功能 数 字 直 流 激 电 仪 。 凤 凰 公 司 的网 络 化 多功能电 法 仪 。 此 外 ，随 着地 球 物 理 勘 探 深 度 的要求 不断 增 大 ，为适 应 激 电 法 勘 探 新 的要求 ，在 激 发极 化 法 原理 的指 导下 ，激 电 法 仪 器 也在 向大 功率 的方向 发展，并以此 来 提 高 激 发极 化 法 的勘 探 深 度 。 满 足 新 一轮的深 部找 矿 及 危 机矿 山 资源大 调 查 第 一章前 言 硕 士 学 位 论文第 一章前 言 为测 板 两 端 到 槽边的距 离 ； 遣 獍迳 嫌 糜 谑匝榈 那 咦 璞 芰 习 澹 研 究 的目的和 意 义 极一 偶极装 置盟 档兰 缫 嵌怨 绲 缂挥诓 粅 位 置时 对 测 量 数 第 二章 激 发极化法 基 本 原理激 发极化法 岩、矿石 的 激 发极化机 理 第 二章 激 发极化法 基 本 原理子 这一 特点 提 出 来 的 。 其 中 一 个 比 较有代 表性的 假 说 是 双 电 层 形 变 假 说 ： 把 。 。此 外 还有薄 膜 极化假 说 及 电 渗析 假 说 等。一 般 而言 ， 岩石 颗 粒具 有吸附 负 离 子 的 特性。 负 离 子 又 吸引 离 子 并 在颗 粒 第 二章 激 发极化法 基 本 原理 岩、 矿石的 激 发极化特 性匿 第 ：学 激 发圾 化法 摹 木 篿 胂其 巾 ： 住 为 断 亢 竽 骋 皇 笨 蹋 獾 玫摹 捍 蔚缥 怀铮 弧鱵 为 断 电 前 测 得于 一 次场值； 频率很低 时 ， 柏当于 荦 向长 誮供电 ， 激 发极化效应 达 到饱和 状 态， 锄 ： 学 何 沦 文 登 撸 相 频 曲 线 ； 换铺 螅 一辉 钼 矿 ； 换仆 螅 一石 墨 描述 激 发 极化特 性 的 数 学 模 型矿 、 致 密 金属矿 都属于 向 极化。 血 极化体 表面形 成 的 过 电 位 与 电 极过 程的 迟 缓 性 第 ：争 激 发饭 化法 键 本 味 理狗 急 定 的 砍 拢 荨 甶 为 离一 诨 航 锥 危 蛐纬 傻 氖 桥 齠 乜 位。 尼 一 侄 叫去 叫 第 二市 激 发 化 法 摹 本 原 理 尺， 。等将式 胧 ，可 以 得 到： 卜辩 中 间梯 度装 置 足 激 发 极化 法 中 比 较 常 用的 装 置 之 一 。中 梯 装 置 是 指供 电电极 第 一 ：章 激 发 极化 ； ：丛 本 原 叫中 间梯 度装 置 的特 、 愎 绲缂 木 嗬 擘 埠 苋 耍 畊 刚 定 动 ，中 誮 梯 度法 不 仪 存 极所 在的 测 线 ：观 测 ，而 且。还 可以 衿 升 邻 测 线上 观 测 ，但 最 远的测 线一 般 小超 过 距 极所 在洲线的 距 离 。其 优点 是 ，。次 伽 设供 电装 置 ， 源 婧芑鸬蘑 杌 辖 胁 夤 蓿 兀 琷 强梢 訨 几台接收 同 进 行观 测 ，生 产效率商 。其 适 于寻 找 高 刚 的 岩脉 或岩层 接触 界限 。 中 梯 装 置 容 易产 乍 较 强 的 电磁 耦 中 问梯 度装 置 系数汁 算 公式 为 ： 第 四章 偶极一偶极装置为 记录 点 。 传统 的 绘图 方式 为 将 记录 点 的 视 极化 率 蚴拥 缱 杪蔖 。 的 值标记在 图 技 爸貌煌 琻 视 极化 率曲 线 及 等值线 图 的 大小 。线 自 立 放 置 的 片 常 接近于 水平板。陶 以 幽 是用导 电 纸 模 拟 方法 取得的 。 它 模 拟 的 是场 中 的 一：维 模 型体 ；激 发 极化法 中 偶极一偶极装置 不同 凳钡 氖拥 缱鑜 率与 其 视 极化率。 样 会在 某一视 电 阻 率值 附 近。 !猒 ；培 卜 蠹 耘视 电 阻 率曲 线 及 断面 等 值 线 图槲 曲 皇 荆捆 摘自 激 发 极化法 方 法 技 术 指南 且 捎 檬拥 缱杪 适挡 庵祷 嬷 频牟 煌 琻 值 曲 线 图 高 阻 球 体 视 电 阻 率曲 线 及 断面 等 值 线 图图 8咦 枨 蛱迥 偷 呐技 爸 檬拥 缱杪 蔖 。 曲 线 及 其 断面 等 值 线 图 ，从 中 我们可 以看 到高 阻 球 体 模 型的 视 电 阻 率 曲 线 以及 其 断面 等 值 线 图 ， 无论是在 形态 上还是在 变 化规 律上都 与 低 阻 球 体 模 型 相 同。 这说 明无 论高 阻 还是低阻 球 体 ， 其 视 电 阻 率受 到的 偶极装置 电 极距 影 响 是相 同的 ， 变 化的 规 律也是相 同的。 第 四章 偶极一偶极装置彤 各 模 型的 变化 规 律相 似 ， 因 此 仅以垂 直 测 线 胖梅 绞 降 牡妥 杓 “錐曲 、 ， 悱 ：刊 豪 篙存 图 阻 率 第 四章 偶极一偶极装置坝 、 产 协 论 文图 籰；一珊；、 只阳、 、 一一岛 孓町 图 偶极装置 高 阻 板 不同深度的 视电 阻 化 率 曲线 图 图 中 视 电 阻率 实验 曲 线 双 峰出 现 的 稍晚 。 堑 妥 杓 蛱 宓 氖 蛹 蔉曲 线 图 及 其平 睡等 值 线 图 。 从 曲 线 图 中 可以看 到 ： 第 四章 偶极一偶极装置的 水 板 存 在 定 的 困难， 但 对 于 直立 板 而言 ， 其长 短边相 差很大 ， 因此 较为 容 第 四章 偶极一偶极装置彩 譬： 甮 形给 ，黔； ：出 咖 ” ：，。 一具 有 相 似 的 变化规 律 ， 其获 得的 曲 线只存 在 异 常值大小 的 变化， 而不存 在 形态 上 、图 通 过 前 面 的分 析， 对 于偶 极装 置 町 得 出 以下结 论。爿 能 选择最佳极距， 进 而 达到最大异常 值， 同 时 也 方 便 分 析、 解 释 。 同 深 度时的 曲 线变 化相同 。 其 曲 线均 出 现 单 、 双 峰和 幅 值 大 小的 变 化。 而