频谱激电法介绍.ppt
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1、几种新的电法勘探方法,中国地质大学 电法科研组 罗延钟,频谱激电法SIP 可控源音频大地电磁法CSAMT 瞬变电磁法TEM,频谱激电法SIP,中国地质大学 电法科研组 罗延钟,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。 时间域激电法的主要问题是: 1. 装置笨重; 2. 存在大量非矿异常。 为解决装置笨重问题,发展了频率域激电法 但又产生新问题:3. 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(复电阻率法CR)的基本原理,什么是频谱激电法SIP? 电极装置
2、:与常规电阻率法相同 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 MN极间交变电位差 计算参数: 复电阻率,频谱,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 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: 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。,Cole-Cole模型的振幅和相位频谱曲线,频谱曲线随充
3、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是决定频谱变化陡度的形状参数,频谱曲线随时间常数的变化,时间常数是决定频谱变化频段的位置参数,1-200 s 2-20 s 3-2 s 4-0.2 s,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: 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,时间常数和频率相关系数。,同时存在IP和EM效应时的频谱曲线,用两个Cole-Cole模
4、型拟和实测视复电阻率频谱的实例,频谱参数的数值变化规律(1),C1= 0.1-0.6, C2=0.9-1.0; 12。 据此,可区分和分离IP和EM。,用两个Cole-Cole模型拟和实测视复电阻率频谱的实例,第一个Cole-Cole模型,第二个Cole-Cole模型,实测振幅频谱曲线,实测相位频谱曲线,频谱参数的数值变化规律(2),1100 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 0.4,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
5、,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 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。,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: 剩余电磁效应(REM)参数m/m0 电磁视电阻率 更灵敏地反应地
6、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。,频谱激电法法野外观测示意图,BD-1,线频谱激电法拟断面图,低阻,高极化,大时间常数,小C,低阻,高极化,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法在我国的发展,我国从1983年开始引进SIP法。 中国地质大学(武汉)和地矿部第一物探大队进行十多年研究和开发,达到国际领先水平。,国际领先水平的标志之
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