频谱激电法介绍罗延钟

频谱激电法法野外观测示意图
SIP观测数据的处理、反演和成图
SIP数据处理、反演和 成图和流程图
中国地质大学研制了全球唯一的 SIP数据处理和反演商业软件
软件的 多文档 用户界 面
软件 的5 组主 要功 能菜 单展 开图
BD-1
线 频 谱 激 电 法 拟 断 面 图
高极化 低阻 低阻 高极化 大时间常数
频谱激电法SIP也称为复电阻率法CR
视复电阻率频谱的性质
只存在激电效应（IP）时
复电阻率频谱(i)，满足Cole-Cole模型：
(i )
0{1
m[1
1
1
(i
)c
]}
1
m
{1
m[1
1
1
(i
)
c
]}
0—零频电阻率（包含IP）， —电阻率（不包含IP），m—充电率（极化率）
—时间常数（单位 s），c—频率相关系数。
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；
Cole-Cole模型的振幅和相位频谱曲线
频谱曲线随充电率m的变化
充电率m是决定频谱变化幅度的强度参数
频谱曲线随频率相关系数c的变化
频率相关系数c是决定频ຫໍສະໝຸດ 变化陡度的形状参数频谱曲线随时间常数的变化
1--τ＝200 s 2--τ＝20 s 3--τ＝2 s 4--τ＝0.2 s
时间常数是决定频谱变化频段的位置参数
C1 >0.4，极化体内极化颗粒较均匀， <0.4，极化体内极化颗粒较不均匀。
据此，可按结构区分极化体。
频谱参数的数值变化规律（3）
1.s/1（视时间常数与真时间常数之
比）随极化体深度增大衰减较慢；
2.不同岩矿石之间 的差别较大。 故利用s找深部矿较有利。
频谱参数的数值变化规律（4）
可利用分离出的EM频谱计算
• 为加大探测深度，增大电极距 导致强烈 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
频谱激电法SIP的基本原理 I M
什么是频谱激电法SIP?
A
U
电极装置：与常规电阻率法相同
B
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%
MN极间交变电位差 U%(i )
计算参数：
复电阻率频谱
s
(i)
K
U~(i)
I~
As () s ()
角频率＝2f
频谱激电法SIP
用常规电阻率法的电极装置作观测 工作在超低频段上（f = 10-2 - n 102 Hz ) 观测视复电阻率频谱
s(i)KI~ U ~ Ass(( ))
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
可为识别异常提供补充信息
研究分离出的电磁效应可 获得两个新参数：
①剩余电磁效应（REM）参数
m/m0
②电磁视电阻率 更灵敏地反应地下导电性异常
由此可见，反演每 一条复电阻率频谱 可获得六个参数： 四个导电,激电参数
两个电磁参数。
SIP的工作方法
SIP通常采用多极距的 偶极偶极装置。 以偶极距为点距， 沿测线作剖面观测。
关系数。
同时存在IP和EM效应时的频谱曲线
• 用两个Cole-Cole模型拟和实测视复电阻率频谱的实例
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
频谱参数的数值变化规律（1）
实测振幅 频谱曲线
实测相位 频谱曲线
第二个ColeCole模型
第一个ColeCole模型
SIP开创之作，首次提出用Cole-Cole 模型描述激电和电磁效应频谱；
获Geophysics 1978年度最佳论文； Pelton,W.H加盟凤凰公司。
SIP(CR)的发展历史2
2. Zonge K.L., Hughes L.J. and Carlson N.R., 1981, Hydrocarbon exploration using IP, apparent resistivity and electromagnetic scattering: Presented at the 51st Ann. Internat. Mtg., SEG.
• 剩余电磁效应（REM）参数m/m0 • 电磁视电阻率 它们比常规视电阻率s更灵敏地反应地
下导电性异常。
实测复电阻率频谱的反演
在野外实测到一个复电阻率频谱后， 用两个两个Cole-Cole模型之和:
a(i)去拟a0合{1实m测1[1频1谱(i，1 1)获c1 ]得m最2[1佳1拟(i合12)模c2 ]}
小C
观测结果用六个参数的拟 断面图表示，反映地电构 造沿剖面和随深度的变化
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
SIP(CR)的发展历史1
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.
同时存在IP和EM效应时
SIP法实测的视复电阻率频谱a(i)
可表示为两个Cole-Cole模型之和：
a(i)a0{1m1[11(i11)c1]m2[11(i12)c2 ]}
式中，a0频率为零时（包含IP效应）的视电阻率； m1, 1和c1分别为IP效应的充电率，时间常数和频率相关
系数；
m2, 2和c2分别为EM效应的充电率，时间常数和频率相
热烈祝贺
重庆地质仪器厂第十一届技术培训班
胜利召开 ！
中国地质大学 电法科研组 罗延钟
yluo@
深部找矿的新方法 频谱激电法SIP
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。
• 激电法的主要问题是： 1. 存在大量非矿异常； 2. 探测深度有限。