时间域激发极化法技术规范
5电法勘探5激发极化法
①直流激发极化法的仪器装备
直流(时间域)激电仪分为供电和测量两部分。供电部分使用导 线将供电电源、发射机和供电电极相连而成
直流电源
供电控制单元
供电程序 控制电路 发射机
其中直流电源用于提供电流,
A 一般使用小功率发电机;发
射机由供电控制单元和供电
B 程序控制电路组成。供电控
制单元控制电源的接通、切 断以及换向,供电程序控制 电路是供电控制单元的指挥 机构,根据设计的程序,使 供电控制单元按规定的时间 和顺序向地下供电,从而实 现野外供电自动化
增大;供入交流电时,频率的
磁铁矿
高低就反映了导体单向充电
黄铜矿
(半周期)时间的长短。频率 越低,单向充电时间越长,界
石墨
面上产生的双电层电位差越大,
f
观测到的总场电位差幅值△Uf 也就越大
Ⅲ激发极化法测定的参数 1.极化率和频散率 时间域中,采用“极化率”来衡量岩、矿石的激发极化效应
(T ,t) U2 (T ,t) 100%
激发激化法也存在一些问题。例如,不易区分有工业意义的 异常和无工业意义的异常(由黄铁矿化、磁铁矿化、炭质或石墨 化岩层引起)。交流激发激化法还不可避免受到电磁耦合的干扰, 等等
(1)激发极化法的理论基础
向地下供入稳定电流,可观测到测量电极MN间的电位差是 随时间而变化的(一般是变大),并经相当时间(一般约几分钟) 后趋于某一稳定的饱和值;在断开供电电流后,测量电极MN间的 电位差在最初一瞬间很快下降,之后便随时间相对缓慢的下降, 并在相当长时间后(通常也约几分钟)衰减接近于零
应用人工直流电场或低频交变电场都可以研究岩矿石的激发 极化效应,因此对应有直流(时间域)激发激化法和交流(频率 域)激发激化法两种
五电法
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。
第三篇 激发极化法
电子导体内部的电荷将重新分布:自由电子反 电流方向移向电流流入端,使那里的负电荷相 对增多,形成“阴极”;而在电流流出端,呈 现相对增多的正电荷,形成“阳极”。与此同 时,在周围溶液中也分别于电子导体的“阴极” 和“阳极”处,形成阳离子和阴离子的堆积, 使自然双电层发生变化,见图3-1-1(b)。在 一定的外电流作用下,“电极”①1和溶液界面 上的双电层电位差相对平衡电极电位平的变 化,在电化学中称为“过电位”或“超电压”, 记为,即。 Φ Φ Φ
相应曲线(即与 j0 有关)同时,阳极过电位曲线(实线) 与阴极过电位曲线(虚线)彼此分开。
表明了在大电流密度激发下,过电位与电 流密度不成正比,即为非线性关系;在同 ... 一电流密度和同一充、放电时间,阴、阳 极过电位不相等。对石墨而言,当 j0 从小 变大时,开始出现阳极过电位大于阴极过 电位(简称阳极优势) .... ;
石墨标本的充放电曲线
但当继续增大 j0 或当 j0 相当大而延长充电时 间时,便逐渐变为均势,并进而变成阴极过电位大 .. 于阳极过电位 (即阴极优势)黄铜矿的情况则不同, .... 。 当 j0 从小变大时,阴、阳极过电位的关系总是阴极 优势,而且阴、阳极过电位之差较石墨大得多——
|最大值 2.5 j0 500 A / cm2 ,充电时 黄铜矿 (当 |
平
① 电子导体的“阴极”和“阳极”统称“电极”。
随着通电时间的延续,界面两侧堆积的异 性电荷将逐渐增多,过电位随之增大;过电位 的形成和增大将加速电极过程的进行,直到该 过程的速度与外电流相适应,即流至界面的电 流均能全部通过界面,因而不再堆积新电荷, 这时过电位便趋于某一个饱和值,不再继续增 大。这便是过电位的形成过程或充电过程。过 电位的饱和值(以下简称过电位)与流过界面 的电流密度有关,并随其增大而增大。
4激发极化法解析
第一节激发极化法基础
一、岩石和矿石的激发极化机理
(一)电子导体的激发极化机理 电子导体(包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石)的激发极化机理一般认 为是由于电子导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。 在一定的外电流作用下,“电极”和溶液界面上的双电层电位差相对平衡电 极电位之变化,在电化学中称为“过电位”或“超电压” 。
式中deltU2(T,t)是供电时间为T和断电后t时刻测得的二次电位差。 极化率是用百分数表示的无量纲参数。由于deltU2(T,t)和deltU (T)均与供电电流I成正比(线性关系),极化率是与电流无关 的常数。但极化率与供电时间T和测量延迟时间t有关,因此,当 提到极化率时,必须指出其对应的供电和测量时间T和t。为简单 起见,如不特加说明,一般便将极化率yita定义为长供电和无延 时的极限极化率。 U ( ) U (0) (T , t ) |T ,t 0 U ( )
s (T , t y )
U 2 (t y ) U (T ) 100% ms (T , t y t j / 2)
t y t j ty
U 2 (t ) dt U (T )
时间域激电法的观测仪器较易制造,而且由于通常是观测供电脉冲断 开几百毫秒之后的二次电位差,受电磁耦合的干扰较小,故工作方法和解 释理论都比较简单。但这种时间感观测仪器乃是宽通带的接收机,对大地 噪声、工业游散电流和极化不稳等的抗干扰能力差,加之待测的二次电位 差通常远比一次电位差小,为提高信噪比往往要求大功率供电,从而使这 种方法的装备十分笨重,生产效率较低、成本高。
时间域谱激电法:是既保持频谱激电法能获得丰富信息的优 点,又能提高生产效率的一种新方法。这种方法观测直流脉冲激 发下总场电位差的充电过程 ΔU(T)(次要的)和断电后二次电位 差的放电过程ΔU2(t)(主要的)。 根据时间特性和频率特性的等效性可知,时间域谱激电法能 获得频谱激电法同样的信息;而前者原则上讲只要作一次测量便 可获得所需的时间谱数据。由于微电子技术的发展,当代时间域 激电测量系统已能通过自动跟踪和补偿极化电位差、信号增强技 术和数字滤波等来有效地压制干扰,克服早期时间域测量的缺点, 使时间域谱激电测量成为可能。不过,目前时间域谱激电法还有 一些理论和技术问题有待研究和完善,可能还要经过几年才能成 熟。
激发极化法
际生产中,一般只在已发现的异常中心先做个十字测深(垂直异常走向和沿异常走向布极)或在异常上做 一条测深剖面,很少进行面积性的工作。另外,为了选择中梯装置的供电电极距或了解工作地区的物性变 化时,通常在设计之前也要在个别点上做一些激电测深工作。
须指出其对应的供电和测量时间T和t。
为简单起见,如不特加说明,一般便将极化率定义为长时间供电和无延时的极限 极化率。考虑到刚断电一瞬间的二次电位差等于断电前一瞬间的二次电位差,即
T,0 T,t
t 0
U 2 T ,t T0 UT
U
T U UT
0
二次场 U 2 t也可用一段时间内 t1 ~ t2 积分的平均值来表示
联合剖面装置 1.装置特点
联合剖面装置(简称联剖装置),如图 1.2.7 所示,它是由两个三极装置 AMN 和 MNB 组成的。其最
大特点就是在一条观测剖面上能得到两条
s
曲线。将这两条曲线(
A s
和
B s
)配合起来作解释,能较准
确地确定极化体位置(根据所谓“反交点”)和判断极化体的产状。但联剖装置的 s 曲线比较复杂,对相邻
2.电极距 对一般常见的脉状极化体而言,联剖装置的电极距可由以下关系确定。
AO BO 1 (L l) 2
(1.2.17)
或
AO BO ≥ 3h
(1.2.18)
式中 L 为极化体走向长度; l 为极化体下延长度; h 为极化体顶端埋藏深度
MN 1 ~ 1 AO 3 5
(1.2.19)
“无穷远”极,应垂直测线方向布设,它与最近测线的距离应大于 AO 的 3-5 倍。当斜交测线方向布设 时,它与最近测线的距离应大于 AO 的 10 倍。
激发极化
f 0
U (T ) |T
交流视电阻率(复视电阻率):
( i ) U ( i ) K ( i ) I
U (T ) (T ) K I
复电阻率的频谱与前述 。
U
的频谱具有相同的特征
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2、幅频和相频特性的关系
(i) a bi
( f ) | | U ( f ) | | U D G P ( f ) | | U G
2、相位激电法:观测交变总场电位差相对于交变供电电流之相位移(视 相位),可一个频率观测。
3、频谱激电法(复电阻率法):
优点:抗干扰较强;装备轻便(供电电流比时间域缴电法小)。 缺点:电磁耦合干扰较强。 回目录
一、激发极化法的应用范围 (一)金属与非金属固体矿产的勘查 1、普查(过去)硫化多金属矿(铜、铅、锌、钠等有色金 属矿):不含磁性矿物,矿石多呈浸染状结构,磁法和其它电 法效果欠佳,激电法成为主要方法。 2、寻找无磁或弱磁性黑色金属矿、贵金属矿、稀有金属矿 和放射性矿床:矿种本身有一定的激电效应(直接寻找),与 具有激电效应的蚀变矿化共生(间接寻找)。 3、硫铁矿和石墨(良导电矿):激电法的有利找矿对象; 可用大多数电法勘探方法(电阻率法,自电法及各种电磁法) 。
激 发 极 化 法 是 金 属 矿 探 测 的 首 选 方 法
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(二)寻找地下水
激电强度参数与地下含水情况的关系不密切(实验室和野外试验); “激电衰减时法”(陕西第一物探队于70年代初提出): 激电二次场的衰减参数(“衰减时” S和“含水因素”Ms)反映地下水 好。
“衰减时” S:指二次电位差的归一化放电曲线,从100%衰减到某 一百分数所需要的时间。半衰时(百分数为50%)。 “衰减时S测深曲线”:线性笛卡尔坐标绘制 S随电极距AB/2的变化 曲线。 “含水因素”Ms: “衰减时S测深曲线”与横轴包围的面积。
煤田电法勘探规范
MT 中华人民共和国煤炭工业部行业标准MT/T-XXX-XX──────────────────────────煤田电法勘探规范1997-XX-XX发布 1997-XX-XX 实施──────────────────────────中华人民共和国煤炭工业部发布目次1 范围2 引用标准3 地质任务与工程设计3.1 总则3.2 地质任务确定原则3.3 测网布置原则3.4 设计编制3.5 设计审批4 野外数据采集4.1 基本要求4.2 仪器装备4.3 参数测定4.4 物理和数值模拟4.5 试验工作4.6 方法技术4.7 定点定线测量4.8 安全操作4.9 原始资料质量检验、评级与验收4.10 野外施工报告5 数据处理5.1 一般要求5.2 现场数据处理5.3 数据处理5.4 处理成果质量检验与验收6 资料解释6.1 一般要求6.2 地层电性特征研究6.3 定性解释6.4 定量解释6.5 综合地质-地球物理解释7 报告的编制与审批7.1 总的要求7.2 报告书编制要求7.3 报告的评论与审批制度附录1、电法勘探工程设计书编制提纲附录2、电法勘探报告书编制提纲附录3、电法勘探报告评论书编制提纲中华人民共和国煤炭工业部行业标准煤田电法勘探规范MT/T-XXX-XX───────────────────────────1 范围本规范是煤炭资源勘及其相关地质工作中电法勘探技术的基本准则,凡属煤炭资源勘探及其相关地质工作的项目,其勘探设计编制、野外施工、报告编制和审查验收,必须以本规范为依据。
本规范规定了煤田电法勘探工作的基本要求和技术规则。
本规范适应于煤炭资源地质勘探中的电法勘探工作,其中的技术规定也适应于与煤炭资源相关的各种比例尺地质填图、矿区水文地质工程地质勘查、供水水文地质勘探中的电法勘探工作。
同时也适应于煤矿矿井水文地质、露天煤矿边坡工程地质、矿区环境地质、矿区灾害地质等勘探中的电法勘探工作。
其它地质工作中的电法勘探工作也可参照本规范执行。
时间域激发极化法在铅锌金属矿勘查中的应用
点,每条线 26 个测点;第 2 排列覆盖 3 条线(4~6 线)主
低,与围岩存在明显电性差异,具有开展激发极化法的
剖面设在 5 线,主剖面供电极距 AB=900m,供电电流 I
地球物理前提。
为 1.15A,测量范围从 1~26 点,每条线 26 个测点;第 3
2
排列覆盖 3 条线(7~9 线)主剖面设在 8 线,主剖面供电
岩矿石的参数变化范围、平均值。
资料解释的重要依据。本次对采集的标本进行了电性
表1
岩矿石名称
区内各种岩矿石的极化率普遍较低、差异不大、异
岩矿石物性测定统计表
极化率(%)
电阻率(Ω·m)
变化范围
均值
变化范围
均值
灰岩
0.73~1.83
1.12
889.43~4108.16
2610.34
板岩
0.65~3.89
2.1
工作方法
仪器设备
极距 AB=900m,供电电流 I 为 0.84A,测量范围从 1~26
野外生产主要采用中地装地质仪器公司生产的
点,每条线 26 个测点;第 4 排列覆盖 4 条线(10~13 线)
DJF10-2 大功率发射机,DJS-8A 接收机,DZ10-2 整
主剖面设在 11 线和 12 线中间,主剖面供电极距 AB=
层中部受断层切割,出露不全。下部为中—厚层状灰
北西—南东向的挤压力和顺枢纽方向的剪切力占主导
白色微晶灰岩,中部为薄—中层状浅黄色、紫红色粉细
地位。因此,构造形迹以北西西向断裂为主要特征,并
粒砂岩、含砾砂岩、页岩,上部为中厚层—块状灰白色
发育一系的牵引褶曲。
微晶灰岩。④第四系(Q4),
《时间域激发极化法技术规程》存在的问题及建议
《时间域激发极化法技术规程》存在的问题及建议如下:
1. 缺乏统一标准:当前我国在时间域激发极化法技术规程方面尚未建立统一的标准,导致在实际应用中存在较大的差异。
建议尽快制定相关标准,规范操作流程和技术要求,提高数据的可比性和可靠性。
2. 数据处理方法不成熟:时间域激发极化法的数据处理方法还不够成熟,对数据的处理和分析不够准确。
建议加强数据处理方法的研究,提高数据处理和分析的准确性和可靠性。
3. 仪器设备性能不稳定:时间域激发极化法需要使用专业的仪器设备,然而这些设备的性能不够稳定,容易受到外界干扰的影响。
建议加强仪器设备的质量控制,提高设备的稳定性和可靠性。
4. 缺乏专业技术人员:时间域激发极化法需要专业的技术人员进行操作和处理,然而当前我国在这方面的人才储备不足。
建议加强人才培养和技术培训,提高技术人员的专业素质和技术水平。
5. 应用范围有限:时间域激发极化法主要应用于金属矿床的勘探,应用范围相对有限。
建议加强在其他领域的应用研究,拓展其应用范围,提高其在地质勘查等领域的应用价值。
以上内容仅供参考,如需获取更多信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
物探工作方法及技术要求—卓凤吉
第十五页,共87页。
工作装置 应用目的
1、中间梯度: 普查、多条线观测,效率高
特点:受低阻屏蔽较小; 穿透深度大; 地形影响小。
2、联合剖面: 寻找陡产状的地质体 确定目标体的顶端位置
分辨率高、效率低 3、对称四极测深: 研究地层垂向变化,确定界
4、数据处理
数据处理目的是提取岩性、构造等与成矿有关的信息,包括反演(包 括正演拟合)等方法。保存数据处理后的文件,其文件格式为网格化 文件(GRD)。 5、图件编制
基本图件有剖面平面图和等值线平面图。剖面平面图和等值线平 面图上颜色。剖面平面图正值区用红色,最好用渐变颜色。等值 线平面图正值区等值线之间用红色(浅红 — 深红),即深红 — 浅红对应大正 — 小正。处理图件种类根据数据处理结果来确定 ,处理图件按照等值线平面图的方法上颜色.图件格式一律为 MAPGIS的点、线、区文件。 6、报告编写 报告包括工作方法技术、方法试验、各项精度、图件编制、数据处 理、电性特征、异常编号、异常综合分析等内容。异常属性按照数 据库要求执行。
报告包括工作方法技术、方法试验、各项精度、图件编制、数据处 理、磁性特征、异常编号、异常综合分析等内容。异常属性按照数 据库要求执行。
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二、激发极化法测量
1、工作设计
按照工作任务和目的编写设计,包括方法技术、各项精度、原 始资料、图件编制、数据处理、报告编写等内容。方法技术部 分应包括方法试验内容,其中包括装置类型、供电极距、接收 极距、供电周期、延迟时间、积分时间、频率选择、观测次数 、观测精度等内容。
6、物探工作情况如实反映在项目工作年、季、月报。
激发极化法
激发极化法
一, 激发极化法原理
3,激发极化法测量参数 , (1)极化率 )
η 和视极化率ηs
η=
U 2 ×100% U
激发极化法
一, 激发极化法原理
3,激发极化法测量参数 , (2) )
激发极化法
一, 激发极化法原理
3,激发极化法测量参数 , (3) 激发极化时间特性参数 ) 二次场在衰减中是一个较复杂的电化学过程,不 二次场在衰减中是一个较复杂的电化学过程, 同岩石成分,结构和含水层上二次场衰减是不同的, 同岩石成分,结构和含水层上二次场衰减是不同的, 如在含水层上二次场衰减慢, 如在含水层上二次场衰减慢,而在非含水层上衰减较 快.
激发极化法
一, 激发极化法原理
3)激发极化法测量参数 ) (3) 激发极化时间特性参数 ) 衰减时S: ① 衰减时 : 是指把断层瞬时所测得的二次场 U 2定为 100%,则 U 2 衰减到某一规定数值(如 , 衰减到某一规定数值( 50%,75%,45%和30%)时所需要的时 , , 和 ) 间称为衰减时,单位为秒. 描述了二次 间称为衰减时,单位为秒.S描述了二次 衰减的快慢. 场 U 2 衰减的快慢.
激发极化法
二, 激发极化电位形成的物理化学过程
2,离子导体激发极化效应 ,离子导体激发极化效应——薄膜极化假说 化效应 薄膜极化假说
激发极化法
二, 激发极化电位形成的物理化学过程
电子导体激发极化场的强弱决定于激励电流的大小和作用 时间长短,以及电子导体的电化学活动性大小等; 时间长短,以及电子导体的电化学活动性大小等; 离子导体的极化电位大小与很多因素有关,其中起主要作 离子导体的极化电位大小与很多因素有关, 用的是湿度,孔隙水含盐浓度, 用的是湿度,孔隙水含盐浓度,岩石颗粒大小及激励电流大小 等. 影响极化电位衰减速度的因素有:岩石颗粒大小, 影响极化电位衰减速度的因素有:岩石颗粒大小,含粘土 成分多少,岩石的孔隙度大小,湿度及地下水流动情况等. 成分多少,岩石的孔隙度大小,湿度及地下水流动情况等.
激电中梯技术要求
激电中梯剖面测量技术要求1.技术设计1.1 装置中间梯度装置在选择AB、MN极距大小时应综合考虑发射机的电流输出能力和接收机与发射机的同步类别,确保一次场ΔU1(或ΔU)足够大(一般应大于10mV)。
中间梯度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。
对于中间梯度装置,设计时要注意下述要求:a) 最小AB距应通过对称四极测深试验选择。
在AB距增大时视极化率~AB/2异常曲线变平并不明显增大(对非等比极矩的测深即进入饱和区段)的AB 距为发现该测深点下可极化目标异常的“最小AB距”;如果电源功率允许,在观测仪器检测能力允许的条件(即一次场ΔU1(或ΔU)≥10mV)下,AB距可尽量的大一些。
MN距一般应适合关系式:MN≥(1/50~1/25)AB,还要适应激电中梯想要发现目标体的规模大小,宜让MN距等于测网中的测点距。
激电中梯装置使用大AB距的4个要点:1) 大AB距建立的中间均匀场场区观测面积大,工效高;2) 在均匀大地介质中,大AB距建立的中间均匀场区内水平均匀激发体电流线束是半圆柱体形的,其水平面的中心线与地表AB极连线重合、其半径至少可达0.25AB距。
即至少可激发埋深≤0.25AB距的极化体;3) 激电中梯的AB距大小不是决定视极化率探测深度的关键因素,并不总是存在AB距越大探深越大的正相关关系,AB距大小只是视极化率探深的一个必要因素(即AB距≥“最小AB距”)而不是决定因素;决定激电中梯探深的关键性因素是地下目标极化体的规模大小和它上覆岩(矿)石导电性与激电性的屏蔽强度,也就是地下目标极化体被水平电流(一次场)激发后产生的极化电流(二次场)能否大量有效地穿过它的上覆围岩到达地表被接收机通过MN电极拾取并合格检测出。
4) 在其它条件相同时,大AB距建立的中间均匀场区内的电流密度和ΔU1比小AB距中的小,即减小AB距是提高ΔU1的技术手段之一;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。
地球物理勘查之时域激发极化法原始编录工作规定
楚,不得追记;不得用转抄结果代替原始记录。操作者和记录者必须 签名。 ④记录应使用中等硬度的黑色铅笔。字迹应工整清晰,原始数据 不得涂改或擦改,记错时可以划去重记,但须注明原因。 ⑤使用具有存贮功能的仪器,当天工作结束后,应及时回放,存 入计算机,打印出记录保存,并转录光盘存档。 ⑥在干扰大或极化率跳动大的测点应在备注栏加必要的描述。 4 观测结果的整理 a)原始观测应日检查验收,便于及时发现问题并处理。检查内 容包括记录本各栏目及数据填写是否完整,畸变点、突变点、异常点 是否进行了检查观测,异常是否完整。凡数据无法利用或质量不可靠 者应予返工重作。 b)观测结果在检查的基础上及时整理,凡涉及计算的项目都要 100%复算,复算的错误率不超过 1%。复算后及时编绘各种成果草图, 作为编绘正式图件的手稿。 c)对仪器性能指标、质量检查、电性参数、测地、地质、试验 等资料应随工作进度及时整理并编绘相应图件、表格。 d)上交的原始资料,应统一整饰、装订和编目。 e)野外工作期间应按阶段进行原始资料编录,以及加工绘制各 种表格、图件。作为上交的原始资料,均应统一整饰、装订和编目。 5 应提交的原始资料 应提交的原始资料包括: ①仪器的检查、校验和一致性观测记录; ②野外原始工作记录; ③野外原始测量数据及转录光盘; ④测地数据(含转录光盘)及记录; ⑤系统质量检查记录、系统质量检查误差统计结果; ⑥实际材料图(测网位置、基点位置、检查点位置等); ⑦现场数据采集过程控制记录(ISO9001 质量体系要求); ⑧野外工作总结。 6 野外记录本格式
n i i n i i
2
2
2
M=±
式中:ηi 为第 i 点被测仪器观测数据 ηi 为第 i 点“标准”仪器观测数据
2
时间域激发极化法技术规程
时间域激发极化法技术规程
时间域激发极化法(Time Domain Induced Polarization,TDIP)是一种地球物理勘探技术,广泛应用于矿产勘查、环境地质和工程地质等领域。
该技术利用地下介质对电流的极化效应进行探测,能够提供地下介质的电性参数和含水量等信息,对于矿产勘查和地下水资源的评价具有重要意义。
为了确保时间域激发极化法技术的准确性和可靠性,制定了相应的技术规程。
以下是时间域激发极化法技术规程的主要内容:
1. 仪器设备要求,规定了使用的TDIP仪器设备的技术要求和性能指标,包括发射电极、接收电极、数据采集系统等设备的选用和配置。
2. 野外操作规范,对于在野外进行TDIP勘探的操作规范进行了详细的规定,包括电极布设、电流注入、数据采集等环节的操作流程和注意事项。
3. 数据处理与解释,对TDIP采集的原始数据进行处理和解释的方法进行了规范,包括数据滤波、去除干扰、反演成像等数据处
理技术的应用。
4. 质量控制与质量评价,规定了TDIP数据质量控制的方法和
标准,对数据质量进行评价,确保数据的准确性和可靠性。
5. 安全与环保要求,对于在进行TDIP勘探过程中的安全和环
保要求进行了规定,包括现场作业人员的安全防护和勘探区域的环
境保护等方面。
时间域激发极化法技术规程的制定和执行,能够有效保障TDIP
技术在实际应用中的准确性和可靠性,提高勘探工作的效率和成果。
同时,也为相关行业的技术人员提供了规范和指导,促进了TDIP技
术的进一步发展和应用。
时间域激发极化法技术规定
时间域激发极化法技术规定时间域激发极化法(Time Domain Induced Polarization,简称TDIP)是地球物理勘探中常用的一种非侵入式测量技术。
它基于地下材料的电性质差异,通过在地下施加电场激发极化效应,进而测量材料的极化电荷分布和极化电阻率变化,从而推断地下结构和岩土体性质的信息。
在进行时间域激发极化法测量时,应遵循以下技术规定:1. 仪器选择:选择适合进行时间域激发极化法测量的仪器,常见的有时间域电磁法(TEM)和电阻率仪等。
仪器应具备较高的测量精度和稳定性,以保证测量结果的可靠性。
2. 实地勘探:在测量前需对研究区域进行实地勘探,了解地质情况、地下水位变化、地下岩土特性等相关信息,为测量参数的设置提供基础。
3. 组织测量群:根据实际需求,确定测量网格大小和测量孔距。
通常情况下,选取不同的极化电流强度和时间间隔进行测量,以获得更完整的地下信息。
4. 电流设置:根据地下材料的电导率差异和测量目标,合理设置激发电流的大小。
电流过大会引起非线性效应,而电流过小则可能导致信噪比降低。
5. 数据采集与处理:仪器应能准确采集测量信息,并将数据进行实时处理。
常见的数据处理方法包括分离极化效应和非极化效应、计算极化电荷分布和极化电阻率变化等。
6. 结果解释与分析:根据测量数据得出的极化电荷分布和极化电阻率变化,结合地质背景进行分析和解释,推断地下结构和岩土体性质的信息。
7. 结果验证:根据实地情况,验证推断结果的准确性。
可以采取与其他地球物理勘探方法相结合,或与实际地下情况进行对比,以提高推断结果的可信度。
综上所述,时间域激发极化法是一种重要的地球物理勘探技术,在实际应用中需根据地质背景和实测情况进行参数设置和数据处理,以获得准确可靠的地下信息。
时间域激发极化法(Time Domain Induced Polarization,简称TDIP)是一种地球物理勘探方法,通过在地下施加电场激发材料的极化效应,测量极化电荷分布和极化电阻率变化,以推断地下结构和岩土体性质的信息。
浅谈时间域激发极化(IP)法于金属矿产勘查中的应用
浅谈时间域激发极化(IP)法于金属矿产勘查中的应用摘要:本文根据内蒙古自治区赤峰市某测区的金多金属电法勘查工作,进行了激发极化电阻率法勘查工作,为工区进一步工作提供必要的地球物理依据,大致查明勘查区电场特征,极化异常体的形态、规模等特征。
关键词:时间域激发极化法(IP);电场特征一、勘查区地质及地球物理特征1、地质特征(1)地层工作区位于大兴安岭东南部,古生物地层区划属华北地层大区内蒙古草原赤峰地层分区;中生代后属于滨太平洋地层区大兴安岭—燕山地层分区。
工作区出露地层有第四系和太古界建平群。
太古界建平群:为角闪钾长变粒岩、斜长角闪岩、绿帘角闪片岩、含石榴斜长二长片岩、绿帘角闪二长片麻岩。
该地层大部被第四系覆盖,未见地层顶底。
第四系: 主要为黄土状亚砂土、亚粘土。
由黄土状亚砂土、亚粘土组成,厚10—100m。
发育柱状节理及水平层理。
(2)构造工作区内没有明显的断裂构造特征。
(3)岩浆岩①、志留纪变质石英闪长岩(Sδo)岩石具变余自形粒状结构,矿物成分∶斜长石(68—75%)、石英(10—15%)、黑云母(2—5%)、绿泥石(10—15%)及不透明矿物(少量)。
黑云母和绿泥石呈空间分布。
②、志留纪变质流纹斑岩(Sλπ)该岩石遭受到韧性变形后而形成绢云石英片岩、二云斜长石英片岩、绿帘黑云斜长石英片岩及长英质糜棱岩。
长英质糜棱岩∶岩石具糜棱结构,碎斑由斜长石(8%)及条纹长石(10%)组成,基质由石英、白云母、黑云母组成,具显微晶质结构。
绢云石英片岩∶岩石具片状构造及鳞片状变晶结构,由绢云母(35%)、石英(60%)及铁质(5%)组成。
二云斜长石英片岩∶片状构造,矿物组成∶石英(60%)、斜长石(20%)、绢云母(10%)、黑云母(10%)及不透明矿物(少量)。
绿帘黑云斜长石英片岩∶片状构造,由石英(50%)、斜长石(30%)、绿帘石(5%)、黑云母(15%)及不透明矿物(少量)。
(2)地球物理特征本区出露的主要岩性有绢云片岩、绿帘片岩、石英岩脉、绿泥斜长片麻岩和砂岩。
第三章时间域激发极化法
第三章 时间域激发极化法按激电效应的类型,可将激发极化法分为两种:一种是观测在稳定电流激发下电场随时 间变化的激电效应,称为时间域激发极化法。
另一种是观测在交变电流作用下,电场随频率 变化的激电效应,称为频率域激发极化法。
激发极化法可以沿用电阻率法的各种电极装置, 其中时间域激电法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)等装置。
而频率域激电法则主要使用偶极—偶极(偶极)装置。
以下以极限视极化率的异常为例,讨论时间域激电法异常的特征。
3.3.1 中间梯度装置的激电异常一、球形极化体的中梯激电异常像电阻率法那样,激电法理论中也是将均匀外电场中的异常视为中梯装置的异常。
均匀 外电场中存在体极化球体时的视极化率公式已在(3.2.32)式中给出。
将该式中的m s 和m 2 改写为ηs 和η2,并考虑到对地面非主剖面上的测点 ) , , ( 0 h y x , 2 0 2 2 h y x R + + = 。
可得围岩不极化时,体极化球体的视极化率表示式2 / 5 2 0 2 2 2 2 0 2 ) ( 2 h y x x h y M Vs + + - + = h (3.3.1) 式中 )2 1 )( 2 1 ( 6 2 23 02 2 m m h h m + + - » 2 r M V (3.3.2) 其中忽略了(3.2.32)式分母内与测点坐标有关的数值较小的项,而且选用了相对电阻率 1 2 = r r m / 2 。
对比面极化和体极化球体上总场电位的表示式(3.2.8)和(3.2.35),并考虑到22 2 - + = h h r r r 1 2 * 2 和 l r 1 = k ,可写出面极化球体上ηs 的表示式 2 / 5 2 0 2 2 2 2 0 2 )( 2h y x xh y M s s + + - + = h (3.3.3) 式中 ( ) 2 0 22 0 6 12212 s r M r l l m m » æö +++ ç÷ èø (3.3.4)可见,体极化和面极化球体中梯激电异常的空间分布,都近似与位于球心的电偶极子的 电场分布相同。
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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14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;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.无法幸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刻制式5.1.1 装置为取得预期的地质效果,应依照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。
假如电源功率同意,且AB距增大时异常并不明显减小,在观测仪器检测能力同意的条件下,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,同意采纳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。
那个范围不应大于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。
5.1.1.2 联合剖面装置本装置勘探深度较大,在一个测点可获得两种参数的四个值。
因生产效率低多用于详查和勘探时期。
比较适用于研究相对围岩为低电阻率、陡产状的地质体。
电极距选择应注意下述要求:a.AO≥3H(H—拟探测地质体顶部埋深);1,b.电阻率联剖表明,对良导电的陡立薄矿脉最佳电极距AO=()dL+2式中:L——矿脉走向长度;d——矿脉延深长度。
c.MN=(1/5~1/3)AO;d.“无穷远”极,应垂直测线方向布设,它与最近测线的距离应大于或等于AO的5倍。
当斜交测线方向布设无穷远极时,它与最近测线的距离应超过10倍AO。
5.1.1.3 轴向偶极-偶极装置本装置适用于小比例尺短导线工作方式的普查工作。
它比中间梯度装置具有较高的横向分辨率。
偶极测深用于研究极化效应的垂向变化,以识不异常源的空间分布形态。
解释较复杂。
设计时应注意:a.剖面极距(OO′)的选择,同5.1.1.2联合剖面装置(O,O′分不是AB、MN的中点);b. OO′的中点为记录点;c.偶极测深,对AB=MN=a,OO′=(N+1)a。
隔离系数N=1、2…。
一般取a=(1/6~1/4)OO′。
拟断面图的标点数位于OO′中垂线上,下取OO′/2处。
5.1.1.4对称四极测深装置本装置用于研究地层电性的垂向变化,可大致解决地质断面和极化体空间分布问题。
因生产效率低,通常在重点异常区布置测深点,测深剖面或面积性测深。
设计时应注意:a. 最小AB距应使测深曲线的前段有渐进线。
最小AB/2为1.5m或3m。
假如知识为了求出极化体顶端埋藏深度,可不测出后支渐进线;b. 电极排列方向应视任务而定。
如研究极化体的产状,应垂直于极化体的走向布极;当极化体为低阻且沿走向有一定长度时,为了取得明显的异常和确定极化体的走向长度,则应顺极化体走向布极。
面积性测深,各点的布极方向差不多相同,为研究极化体的方向性时,可做十字测深;c. 测深受地形阻碍较大。
因此当极化体上方地形起伏较大时,电极排列方向应尽可能的与地形等高线方向一致。
在敷设小极距时,如电极附近存在突变地形,应设法避开或在记录本中加注;d.两相邻AB距的确定。
在模数6.25cm的对数纸上,取0.8~1.2cm,使其大致均匀分布。
不等比装置的MN极距与相应AB距的比,一般保持在1/3~1/30的范围。
等比装置的MN距与AB距的比宜为1/3~1/10。
5.1.1.5 近场源装置本装置以测量供电电极邻近的二次场电位差为特点。
在供小电流条件下,便可有较大的观测信号强度,因此它具有轻便、经济的优点。
适合在交通不便的山区使用或用以快速检查化探异常。
设计时应注意:a. 选择MN距时,除考虑地质任务外,还应注意工区的噪声水平。
干扰大时,MN距应小些;b. 布置“无穷远”极时,以使B极不在M极和N 极处产生一次和二次电位为原则。
其具体位置和远近,可依具体条件灵活选择。
5.1.1.6 地下供电装置本装置用于圈定矿体和解决矿体间的连接问题。
当充电点靠近极化体时,属非金属极化,测得的异常比其他装置的异常要复杂一些,因此在地电条件比较简单时,方采纳此种装置。
设计时应注意:a. 充电点应选择在极化体下盘,以极化体中心或下端相应部位最佳;b. 在充电点投影上方,采纳充电梯度装置时,为幸免视极化率出现大正大负现象,可改变MN方位测量;c. 每一个观测点上测量电极的排列方向,原则上应与该点总电场向量方向(R)一致。
施工时,取测量电极与充电点在地面投影点上的连线方向排列。
为幸免每个测点均需改变测量电极排列方向,通常在每个测点上,沿剖面方向(X)和垂直剖面方向(Y)作两次测量,计算出总场向量。
也可综合使用上述两种方法。
通常在从充电点到测线所引垂线的两侧进行X和Y两个方向的观测。
距两侧较远地段(此距离视充电点埋深而定),可只进行X方向的观测;d.“无穷远”极与充电点间的距离,应不小于工区对角线长度的5倍。
5.1.2 工作方式工作方式可分为短导线工作方式和长导线工作方式两种。
为工作方便和有较高的生产效率,通常采纳短导线工作方式(干扰大的地区改用外控)工作。
5.1.3时刻制式选择5.1.3.1脉宽时刻域激发极化法供电方式有单向长脉宽和双向短脉宽两种。
在普查和大部分详查区应采纳双向断脉宽供电方式。
研究异常或解决某些特定的问题时,也可采纳长脉宽供电方式。
5.1.3.2延时a.一般情况下,二次场电位差与断电后的时刻呈近于指数衰减。
因此取短延时二次场电位差大,观测精度高;b. 时刻域激发极化法也存在电磁耦合干扰,其强度与t-1、ρ-1、L2的乘积成正比(t为断电后计算ηa的时刻,ρ为均匀大地的电阻率,L 为供电电极与测量电极间的距离)。
为了减小大地的电磁耦合阻碍,又能测得较大的极化电位差,在选择延时时需综合考虑上述因素的作用,以利突出异常。
5.1.3.3采样宽度使用具有选择采样宽度功能的仪器时,采样宽度适当大些有利于克服高频干扰,提高观测精度。
但为研究放电特性时,采样宽度宜窄些。
5.1.3.4 采样块数使用具有选择采样块数的仪器,普查时采样块数可少些;研究衰减曲线时,采样块数可多些。
5.1.3.5 迭加次数增多迭加次数。
能够提高观测精度和抗干扰能力,但生产效率低。
应在保证观测精度的前提下,适当地选择迭加次数。
5.2方法有效性分析5.2.1在技术设计过程中,可依据下列资料对方法有效性进行分析:a. 邻区或其他条件类似地区的实际工作结果;b. 正演计算或模拟实验结果;c. 踏勘和现场试验结果。
5.2.2 设计过程中应详尽地分析配合它种方法解决地质问题的可能性程度。
5.2.3 踏勘和试验工作5.2.3.1踏勘要紧目的是为了了解工区概况,以确定方法的有效性。
踏勘应包括下列内容:a. 核对地质情况及研究程度、了解可供利用的山地工程、测绘标志、往常的物化探测网及异常标志等;b. 了解可布测区范围、测线方向和长度;c. 了解工区地形、地貌、通视和交通运输等工作条件;d. 收集(测定)要紧岩矿(包括第四纪盖层)石的极化率和电阻率参数;e. 了解地质和人文干扰因素的种类、强度及分布等情况;f. 采集少量矿样及高极化率的岩石进行分析测试。
初步了解有用矿产的种类、矿石富集程度及与电性参数的关系。
5.2.3.2 现场试验工作技术试验剖面,应选在地质情况比较清晰且地电断面相对比较简单的地段并尽可能使其通过天然露头和探矿工程。
现场试验应解决如下问题;a. 二次场电位差的大小和干扰强度,能达到的观测精度;b. 多种岩(矿)石的极化特性;c. 选择电极距;d. 选择供电脉宽。
采纳段脉宽供电方式工作时,在能保证获得明显异常和观测精度的情况下,应选择较短的脉宽,以提高生产效率。
用长脉宽供电方式工作时,一般取ΔU2达饱和值百分之九十以上的时刻为供电脉宽。
条件同意时,技术试验应尽可能的与踏勘结合进行。
5.3工作精度5.3.1设计时刻域激发极化法工作的总精度时,应要紧依据下述两点:a. 依照地质勘查的目的任务,应能够探测与分辨最小勘查对象产生的最弱异常的原则。
一般设计的最大误差的绝对值,应小于任何有意义的异常的三分之一;b. 依照仪器设备的技术性能,设计的总精度,不应超过现有仪器设备所能达到的精度。
5.3.2 时刻域激发极化法工作的总精度以均方相对误差或均方误差来衡量。
分级列于表2。
表2上表中无位差(无点位误差),是U、I的观测误差和其他误差的叠加。
其他是指电极极差变化、自然电位变化,仪器零点漂移等引起的误差。
有位差(有点位误差)是装置误差和无位误差的叠加。
装置误差是测地误差和布极不准,引入K值的变化误差。
5.3.3 本规范对视极化率和视电阻率都规定了A、B两级精度。
依照具体情况,以取得较好的地质效果和最大的经济效益,可选择某一观测精度或A、B之间的中等精度。