激发极化法野外工作方法及其应用

例：设中梯装置AB=600米，MN=20米， 测区背景值η s=2%，s=100Ω M，接地电阻 （包括供电线路电阻）RＡB =200Ω，求所需
，
要最小供电电流I。
解：因装置系数最大值（AB中点） K=14000米，故 :I=3.5A
电源电压VＡB =I·RＡB =3.5×200=700V， 即最小供电电流为3.5A，最小供电电压为700V。
• 由于长脉冲制式观测时间长，工作效率 低，目前仅在测量标本极化率或研究极化体 的时间特性时才采用。
2、双向短脉冲制式
• 在供电回路中，供以正负交替的矩形脉冲电
流，占空比一般为1：1，供电时间T为2～20秒
可调。按下式计算视极化率
•
或视充电率
s

U
2

U
2
100 %
1 2
(U
1
电，观测的都是总场电位差。一般仪器要求


k
U~ I~
I~ K U~ K 0.0005


U~ 0.5mv
3、电源的选择
• 在低频（f<104HZ）情况下,岩、矿石的 交流电阻率与直流电阻率近似相等。按上例 直流激电法同等装置和地电条件可算得
I~ 0.000514000 0.7A 100
（三）激电异常的划分
• 视极化率ηs 曲线上，范围比较宽，数值 比较低而稳定的ηs 值可视为“正常背景值”。
（三）激电异常的划分
• 明显高于或低于背景值的ηs变化，便称 为“激电异常”或“η s异常”。一般规定异 常下限为：
一、直流激电法
（一）装置的选择
• 偶极装置除上述条件外，还由于异常形 态复杂，特别是当存在多个相邻极化体时，资 料更难解释，故很少采用。
1、长脉冲制式
• 其观测过程如下：供电观测一次场电位差
ΔU1，经过1～3分钟，使总场电位差ΔU达到饱
和后断电，延迟0.2～0.5秒，再观测二次场电位
差ΔU2（t）然后放电至ΔUc。ΔUc称为残余电

s

U 2 U1
s

K
U1 I
I K U1 KU 2 0.0005 K ( A) 0.000514000
s
ss
ss
2% 100
（三）供电电源的选择
，
上式中K取最大值，s 、ηs取测区背景
值或最小值。
可见，电极距（K）越大，s 、ηs越低， 要求供电电流I越大
电位差未能达到饱和状态，因此η s异常幅度相对
长脉冲制式要小一些。
s

U
2

U
2
100 %
1 2
(U
1

U
1
)
（三）供电电源的选择
基本出发点是使得待测电位差有足够的ห้องสมุดไป่ตู้
，
电平，以保证观测精度。由于目前仪器性能
的限制，要求0.5 mV,才能保证仪器的观测精
度。由公式得：
U 2
3、电源的选择 • 电源电压 VAB I~ RAB 0.7 200 140V 。
• 可见，在同等条件下，交流激电法要求的 电源功率比直流激电法要小很多。因此装置轻 便，工作效率高是交流激电法的最大优点。
一、激发极化法的资料整理
激发极化法的野外观测数据必须准确可靠， 达到一定的精度要求，才能用于绘制图件，进 行异常的推断解释。 （一）野外观测质量的评价
位差，是由于充放电过程中，测量电极的极差
变化引起的。当ΔUc>=1/5ΔU2（t）时,需重新
观测。按下式计算视极化率
s

U 2 U1
为了尽量减小极差变化引起的观测误差， 需使用不极化电极作为测量电极。由于供电回 路在断电瞬间会在测量回路中产生感应电动势 ξ，该感应电动势迭加在二次电位差ΔU2上， 形成极强的干扰。为避开此干扰，需要延迟一 个Δt时间后，再观测ΔU2 。为了便于对比， 一个测区的延迟时间Δt必须统一。
二、交流激电法 1、频率的选择
• 从增大频散率Ps的角度来看，使用的两个频 率fD和fG似乎相差越大越好。但fD若选得太低， 则受大地电流的干扰较大，并由于周期长 （T=1/ fD），会降低野外观测的效率。若fG选 得太高，则供电与测量回路间的电磁耦合干扰严 重。故实际工作频率段为0.1～10HZ之间，高低 频的间隔一般选为十倍左右。

U
1
)
M s
t2 t1
U
2
dt

t2 t1
U
2
dt
100
%
1 2
(U
1

U
1
)
2、双向短脉冲制
• 该方法耗电少，工作效率高，是目前常用的
野外工作方法。由于供电时间短，而且是正反向
交替供电，因此极差变化很小，可以采用常规铜
电极作测量电极。也正是因为供电时间短，二次
激发极化法
野外工作方法及其应用
一、直流激电法
（一）装置的选择
• 直流激电法可以采用与直流电阻率法相 同的各种装置形式。但直流激电法通常需采 用高电压（500v以上），大电流（1～10A） 工作，故选用中梯装置工作比较方便。
一、直流激电法
（一）装置的选择
• 其它装置在测量过程中供电电极需要不断 移动，每一次移动后都要尽量改善接地条件， 以便将大电流供入地下，在技术上有一定困难， 而且工作效率将大大降低。因此仅在需要详细 研究异常剖面上，才使用联合剖面装置或对称 四极测深装置。
si


' si
/ 2n 0.5%
i 1




1

n
si


' si
100% 10%
n
i 1
1 2
si


' si

（二）激发极化法图件绘制
• 激发极化法与电阻率法一样，其野外观测 资料主要以各种图件的形式来表现。包括剖面 图，平面剖面图，平面等值线图，测深曲线图， 测深断面等值线图等。其制作方法也与电阻率 法基本相同，不再赘述。
正常场区内观测精度用平均绝对误差δ 来衡
量


1 n
n i 1
si


' si
1%
一、激发极化法的资料整理
激发极化法的野外观测数据必须准确可靠， 达到一定的精度要求，才能用于绘制图件，进 行异常的推断解释。 （一）野外观测质量的评价
异常场区用平均相对误差δ 来衡量
n

二、交流激电法 2、装置的选择
• 由于存在电磁耦合干扰，目前多采用偶极 装置工作。实际上采用对称四极或者联剖装置 也是可行的，因为这两种装置供电与测量极距 保持不变，电磁耦合干扰基本上为一常数。但 不适宜采用对称四极测深装置，此时电磁耦合 干扰的影响不容忽视。
3、电源的选择
• 视频散率观测时，不论高频或是低频供