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1、江西省地质矿产勘查开发局物化探大队物探八院工作方法（三） 激电中梯、激电测深 （中梯、对称四极装置）江西省地质矿产勘查开发局物化探大队物探八院目 录第一章 基本原理6第一节 直流激发极化法勘探原理及应用条件7一、直流激发极化法的基本原理7二、(视)电阻率和(视)激化率的概念9（一）视电阻率（s）9（二）岩（矿）石的导电性特征10（三）视激化率（s）11三、影响（视）电阻率、（视）极化率数值大小的主要因素12（一）影响视电阻率（s）的主要因素12（二）影响视激化率（s）的主要因素13第二节 直流激电工作装置示意图14一、直流激电工作装置概述14二、激电测深装置15三、激电中间梯度装置(AMNB)
2、16第二章 仪器设备18第一节 仪器设计基本原理18一、发送机19二、接收机20第三节 主要技术指标20一、仪器的基本要求20二、技术规程对仪器的要求21（一）仪器的技术指标21（二）导线与线架的技术指标21（三）电极的技术指标21三、大功率激电测量系统22（一）DJF10-1A发送机22（二）DJS-8接收机23第四节 仪器的维护与保养25一、大功率激电测量系统接收机25（一）仪器故障检查诊断25（二）仪器保养26二、发送机可能产生的故障及简单维修26第三章 工作技术规范规程要点27第一节 常用的规范、规程27一、电法类27二、测量类27第二节 装置要求28一、激电测深28二、激电中梯29第
3、三节 采集信号要求31一、激电测深32二、激电中梯34第四节 精度要求35第四章 野外工作流程38第一节 工作流程图38第二节 生产准备阶段39一、设备及人员配置39二、设备及人员安排39三、技术储备40第三节 仪器检测和技术试验41一、仪器性能检查41二、技术方法试验42（一）激电测深43（二）激电中梯43第四节 测网布设及测地工作43一、激电测深43二、激电中梯44第五节 装置类型46一、激电测深装置46二、中间梯度装置46第六节 仪器参数和测量要求47一、仪器参数设置47二、测量要求47第七节 原始数据采集49第八节 资料预处理及基本图件制作50一、资料预处理50二、基本图件制作52（一
4、）应提交的图件52（二）成果图件的技术说明52（三）几种主要成果图件的具体要求52第五章 质量检查55第一节 观测精度检查55第二节 异常检查57一、观测误差造成的假异常57二、客观存在的异常58（一）地质观察研究58（二）综合剖面58（三）物性测定59第六章 资料整理与工作总结报告编写60第一节 资料整理60第二节 工作总结报告编写60一、名称60二、编写内容60第三节 资料验收清单62第一章 基本原理电法勘探是地球物理勘探的主要方法之一，它是以地下岩（矿）石的电性或电磁性质差异为基础的，利用直流或交流电（磁）场来研究地质结构和寻找有用矿产的一种物理勘探方法，简称电法。电法勘探所利用的岩石和
5、矿石的电磁学性质主要有四种：导电性，电化学性质，寻磁性和介电性质。只要岩（矿）石与周围岩石在电磁学性质上存在着差异，就能使电磁场（天然的或人工的）分布规律发生变化。在实际工作中，通过对电磁场的观测和研究，确定岩石和矿体在地下存在的形态（大小、形状、埋深等）及电性参数值，以达到解决地质问题的目的。由于电法勘探的物质基础是岩（矿）石的电学和电磁学性质之差异，其物性参数繁多，场源性质亦不同，加上观测参数（电阻率、极化率、电场、磁场等）的改变，因此电法种类很多，一般按照场源性质和方法原理进行分类，分为直流电法、激发极化法和电磁法三大类。每类又分为许多方法，其主要如表1-1。表1-1 电法分类表第一节
6、直流激发极化法勘探原理及应用条件一、直流激发极化法的基本原理向地下供直流电时，在供电电流不变的性况下，地面两个测量电极间的电位差却随时间而有所变化（一般是变大），并在相当长时间后（几分钟）趋于某一稳定的饱和值。断电后，测量电极间仍存在一随时间而减小的微小电位差，并在相当长的时间后（几分钟）衰减趋于零。这种在充电和放电过程中产生随时间而变化的附加电场的现象，称为“激发极化效应”。这种变化的附加电场，称为“激发极化场”，简称“二次场”。（如图1-1）。 图1-1 激电效应外在表现示意图刚接通供电电流的瞬间，在测量电极间建立的电位差不包含激发极化效应，它只与岩石的电阻率以及观测装置、供电电流有关，称
7、为“一次场电位差”V1，一次场也就是外加的人工电场。供电一段时间后电位差，除上述一次电位差而外，还包含了激发极化效应，称之为“极化场电位差”V，它是一次场电位差（V1）及一次场电位差（V2）之和，即：V（t）=V1+V2（t）。（如图1-2）。图1-2 激发极化特性曲线图激发极化效应产生的原因很多，也存在多种假说，电子导体和离子导体的激发极化产生的原因也不相同。下面以超电压假说为例，简要说明电子导电矿物激发极化场产生的原因，如图1-3所示。（a）未供电；（b）充电；（c）放电图1-3超电压假说电子导体激发极化效应机理示意图超电压假说认为，电子导体的激发激化效应主要是由于电极极化而产生的。a、未
8、通电时，含有金属导电矿物的岩石与围岩水溶液接触时，往往在矿物与溶液的接触面上形成均匀分布的偶电层图（图1-3a）。b、电子导电矿物位于人工电场中时，电场将使导体内部电荷重新分布，其自由电子将沿电场反方向移动，在电流流入导体一端聚集，成所谓“阴极”，而正电荷则在电流流出端聚集形成所谓“阳极”。对于这一过程，我们称其为电子导体的电极极化图（图1-3b）。c、断开供电线路之后图（图1-3c），一次电场即随之马上消失，从而在地下岩石中还有电场存在，即二次电场。如果此时将测量电极M置于地面上，即可观测到一个随时间衰减的二次电位差。激发极化法（简称激电法）就是通过研究地下岩矿石的激发极化效应，来解决找矿和
9、其他地质问题的一种电法勘探方法。生产中用两根A、B电极向地下供具有一定脉宽的连续正负方波信号时，大地下的岩体受极化，在刚接通AB电极的瞬时，形成一次电场V1，供电持续一定时间之后，还可产生由地下介质的激发极化特性而产生的二次场的电位差V2，此时的地下电场是一次场与二次场之和。断电后该地质体开始放电，由于充电达到饱和时的V2值和断电瞬时的V2值相等，因此，用MN接收电极接收，可测得二次场电位V2。根据二次场V2的幅度大小和衰减快慢，可判断异常的性质。直流激发极化法就是根据测得的一次电位计算电阻率，根据测得的二次电位计算激化率的。二、(视)电阻率和(视)激化率的概念（一）视电阻率（s）物理学中，一
10、段导体的电阻（R）与沿电流方向的长度L成正比，与垂直于电流方向的横截面积S成反比：，（1-1）式中：L导体的长度（米）；S垂直于电流方向的横截面积（厘米2）；导体的电阻率(欧姆厘米2/米)；R导体的电阻（欧姆）。式中的比例系数（电阻率）表示了该物质的导电性能。在电法勘探中导体为地壳，可借用上面公式（1-1），则电阻R单位仍为欧姆（），而横截面积S单位为米2（m2），导体长度L单位为米（m）,所以电阻率单位改为欧姆米（m）。即电法中导体电阻率定义为：对边各为1米的正方体岩（矿）石，垂直于一对横截面通电时所产生电阻的大小。由此可见，电法勘探所描述的电阻率是表示岩（矿）石导电性能的物理量。电阻率小表
11、示岩（矿）石导电性能好，电阻率大表示岩（矿）石导电性能差。即：电阻率的大小表示岩石或矿石的导电的难易程度。（二）岩（矿）石的导电性特征1、大部分金属硫化物、部分金属氧化物及石墨属于良导电性矿物，电阻率低，大部分重要的造岩矿物都呈现劣导电性，电阻率很高；2、岩浆岩、变质岩和化学沉积岩电阻率值均较高；沉积岩中的碎屑岩类电阻率值均较低。3、同类矿物、矿石和岩石的电阻率有一定的变化范围。（表1-2、表1-3）。表1-2 矿物电阻率表10-610-3（m）10-31（m）1103（m）103106（m）106（m）斑铜矿毒砂辉锑矿赤铁矿角闪石石墨方铅矿辉铋矿钛铁矿石英铜兰赤铁矿黑钨矿辰砂长石磁铁矿赤铜矿
12、赤铁矿褐铁矿云母磁黄铁矿白铁矿锡石蛇纹石辉石辉钼矿软锰矿闪锌矿方解石黄铁矿菱铁矿铬铁矿石榴石辉铜矿铬铁矿黄铜矿表1-2 岩石电阻率表沉积岩岩浆岩变质岩岩石名称电阻率（m）岩石名称电阻率（m）岩石名称电阻率（m）泥岩10102花岗岩102105泥质板岩10103粉砂岩10102正长岩102105结晶片岩102104砂岩10103闪长岩102105大 理 岩102105泥页岩102103辉绿石102105片 麻 岩102104石灰岩102104玄武岩102105石 英 岩102105辉长岩102105电法勘探的物质基础是岩、矿石具有电性差异，对于电阻率法就是利用岩（矿）石电阻率的差异。野外通常采用
13、四极装置测定。当地下电场控制的范围内仅存在一种岩石，并且它的导电情况是均匀各向同性时，获得的电阻率值可视为岩石的真电阻率。若电极不是布置在一种岩石上，或虽布置在一种岩石上，但电流分布的范围已涉及到不同电阻率的岩石时（实际情况基本如此），仍按在均匀岩石中测定电阻率的方法，获得的电阻率就不是某一种岩石的真电阻率，而是各种岩石电阻率的综合反映，称为“视电阻率”，用符号“s”表示，单位仍为姆米（m）。（三）视激化率（s）在相当大的范围内改变供电电流，二次电位差都与极化场电位差成正比，而没有非线性和正、反向极化的差异，也即：V2=V。比例系数表征了岩石的激发极化性质，称之为“极化率”，通常用百分数表示。于是V2=V改写为：.（1-2）式中：V是达到饱和值的极化场电位差，V2是断电瞬间（没有延迟时间）的二次场电位差。因此，极化率（）的物理意义是：岩石在外电场的激发下，二次场与极化场的比值。它表征了岩石的激发极化性质。当地下存在两种或多种极化率不同的岩石时，比值V2/V是在供电电流分布明显范围内，各种岩石极化率的综合反映，称为“视极化率”s，即：（1-3）公式形式和式中参数意义与公式（1-2）相同。应当指出，在野外实际测量中，V2的观测都是有延时的（200ms等，仪器可设）。V2（200ms）较V2（0ms）已有一定程度的衰减，计算出的实测s值与理
