频谱激电法介绍.ppt

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几种新的电法勘探方法几种新的电法勘探方法中国地质大学中国地质大学电法科研组电法科研组罗延钟罗延钟频谱激电法频谱激电法SIPSIP可控源音频大地电磁法可控源音频大地电磁法CSAMTCSAMT瞬变电磁法瞬变电磁法TEMTEM频谱激电法频谱激电法SIPSIP中国地质大学中国地质大学电法科研组电法科研组罗延钟罗延钟我国激电法发展历史我国激电法发展历史时间域激电法时间域激电法试验研究结论试验研究结论“有矿就有异常有矿就有异常”因而成为金属矿勘查的最重要方法之一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：

时间域激电法的主要问题是：

1.1.装置笨重；装置笨重；2.2.存在大量非矿异常。

存在大量非矿异常。

为解决装置笨重问题，发展了为解决装置笨重问题，发展了频率域激电法频率域激电法但又产生新问题：

但又产生新问题：

3.3.电磁耦合干扰。

电磁耦合干扰。

为解决激电法两大问题为解决激电法两大问题1.1.电磁耦合；电磁耦合；2.2.激电异常区分激电异常区分发展了一种新的激电法发展了一种新的激电法频谱激电法频谱激电法。

频谱激电法频谱激电法SIPSIP（复电阻率法（复电阻率法CRCR）的基本原理的基本原理什么是什么是频谱激电法频谱激电法SIP?

电极装置：

电极装置：

与常规电阻率法相同与常规电阻率法相同供电电流：

供电电流：

超低频超低频交流电交流电（f=10-2-n102Hz）观测内容：

观测内容：

交变交变供电电流强度供电电流强度MNMN极间极间交变交变电位差电位差计算参数：

计算参数：

复电阻率复电阻率UIABMN频谱频谱频谱激电法频谱激电法SIPSIPl用常规电阻率法的用常规电阻率法的电极装置电极装置作观测作观测l工作在工作在超低频段超低频段上上（f=10-2-n102Hz）l观测视观测视复复电阻率电阻率频谱频谱频谱激电法频谱激电法SIPSIP也称为也称为复电阻率法复电阻率法CRCR视复电阻率频谱的性质视复电阻率频谱的性质只只存在存在激电效应（激电效应（IP）时）时复电阻率频谱复电阻率频谱（i），满足满足Cole-Cole模型模型：

0零频电阻率（包含零频电阻率（包含IP），），电阻率（不包含电阻率（不包含IP），），m充电率（极化率）充电率（极化率）时间常数（单位时间常数（单位s），），c频率相关系数。

频率相关系数。

Cole-Cole模型的振幅和相位频谱曲线模型的振幅和相位频谱曲线频谱曲线随充电率频谱曲线随充电率m的变化的变化充电率充电率m是决定频谱变化幅度的是决定频谱变化幅度的强度参数强度参数频谱曲线随频率相关系数频谱曲线随频率相关系数c的变化的变化频率相关系数频率相关系数c是决定频谱变化陡度的是决定频谱变化陡度的形状参数形状参数频谱曲线随时间常数频谱曲线随时间常数的变化的变化时间常数时间常数是决定频谱变化频段的是决定频谱变化频段的位置参数位置参数1-200s2-20s3-2s4-0.2s同时存在同时存在IP和和EM效应时效应时SIP法实测的视复电阻率频谱法实测的视复电阻率频谱a（i）可表示为可表示为两个两个Cole-Cole模型模型之和：

之和：

式中，式中，a0频率为零时（包含频率为零时（包含IP效应）的视电阻率；效应）的视电阻率；m1,1和和c1分分别别为为IP效效应应的的充充电电率率，时时间间常常数数和和频频率率相相关系数；关系数；m2,2和和c2分分别别为为EM效效应应的的充充电电率率，时时间间常常数数和和频频率率相相关系数。

关系数。

同时存在同时存在IP和和EM效应时的频谱曲线效应时的频谱曲线用两个用两个Cole-ColeCole-Cole模型拟和实测视复电阻率频谱的实例模型拟和实测视复电阻率频谱的实例第一个第一个Cole-Cole模型模型第二个第二个Cole-Cole模型模型实测振幅频谱曲线实测振幅频谱曲线实测相位频谱曲线实测相位频谱曲线频谱参数的数值变化规律（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，据此，可区分和分离可区分和分离IP和和EM。

用两个用两个Cole-ColeCole-Cole模型拟和实测视复电阻率频谱的实例模型拟和实测视复电阻率频谱的实例第一个第一个Cole-Cole模型模型第二个第二个Cole-Cole模型模型实测振幅频谱曲线实测振幅频谱曲线实测相位频谱曲线实测相位频谱曲线频谱参数的数值变化规律（频谱参数的数值变化规律

（2）1100s,极化体为高含量石墨或石墨化岩石，极化体为高含量石墨或石墨化岩石，10s,极化体为高含量致密硫化物或石墨化岩石极化体为高含量致密硫化物或石墨化岩石1s，极化体为密集浸染状金属矿化或石墨化，极化体为密集浸染状金属矿化或石墨化0.1s，极化体为稀疏浸染状金属矿化或石墨化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，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。

，极化体内极化颗粒较不均匀。

据此，据此，可按结构区分极化体可按结构区分极化体。

频谱参数的数值变化规律（频谱参数的数值变化规律（3）1.s/1（视视时时间间常常数数与与真真时时间间常常数数之比）随极化体深度增大衰减较慢；之比）随极化体深度增大衰减较慢；2.不同岩矿石之间不同岩矿石之间的差别较大。

的差别较大。

故利用故利用s找深部矿较有利找深部矿较有利。

频谱参数的数值变化规律（频谱参数的数值变化规律（4）可利用分离出的可利用分离出的EM频谱计算频谱计算剩余电磁效应（剩余电磁效应（REM）参数参数m/m0电磁视电阻率电磁视电阻率它们比常规视电阻率它们比常规视电阻率s更灵敏地反应地更灵敏地反应地下导电性异常下导电性异常。

通过反演视复电阻率频谱，通过反演视复电阻率频谱，可获得激电视谱参数：

可获得激电视谱参数：

零频视电阻率零频视电阻率s0s0激电视充电率激电视充电率mmss，激电极化率，激电极化率ss视时间常数视时间常数ss视频率相关系数视频率相关系数ccss可为识别异常提供补充信息可为识别异常提供补充信息研究分离出的电磁效应可研究分离出的电磁效应可获得两个新参数：

获得两个新参数：

剩余电磁效应（剩余电磁效应（REMREM）参数参数m/m0电磁视电阻率电磁视电阻率更灵敏地反应地下导电性异常更灵敏地反应地下导电性异常由此可见，反演由此可见，反演每每一条复电阻率频谱一条复电阻率频谱可获得可获得六个参数六个参数：

四个导电四个导电,激电参数激电参数两个电磁参数。

两个电磁参数。

SIPSIP的工作方法的工作方法SIPSIP通常采用通常采用多极距多极距的的偶极偶极偶极装置。

偶极装置。

以偶极距为点距，以偶极距为点距，沿测线作沿测线作剖面观测剖面观测。

频谱激电法法野外观测示意图频谱激电法法野外观测示意图BD-1BD-1线线频频谱谱激激电电法法拟拟断断面面图图低阻低阻高极化高极化大时间常数大时间常数小小C低阻低阻高极化高极化l观测结果用观测结果用六个六个参数的参数的拟拟断面图断面图表示，反映地电构表示，反映地电构造造沿剖面沿剖面和和随深度随深度的变化的变化lSIPSIP法在法在空间域空间域和和频率域频率域的的高密度测量高密度测量，使之具有，使之具有较常规方法丰富得多的信较常规方法丰富得多的信息量息量SIPSIP法在我国的发展法在我国的发展我国从我国从1983年开始引进年开始引进SIP法。

法。

中国地质大学（武汉）和中国地质大学（武汉）和地矿部第一物探大队进行地矿部第一物探大队进行十多年研究和开发，达到十多年研究和开发，达到国际领先水平。

国际领先水平。

国际领先水平的标志之一国际领先水平的标志之一1.1.发表了两部重要著作：

发表了两部重要著作：

频率域激电法原理，频率域激电法原理，地质出版社，地质出版社，1988TheoryandApplicationofSIP，SEG，1998国际领先水平的标志之二国际领先水平的标志之二2.2.研制了研制了SIPSIP法的数据处理和法的数据处理和解释软件系统解释软件系统SFIPX-SWSFIPX-SW这是国际上唯一的实用系这是国际上唯一的实用系统，广泛用于国内外统，广泛用于国内外SIPSIP法法生产和科研实践（国内已生产和科研实践（国内已超过超过5050套）。

套）。

SIPSIP的观测仪器的观测仪器最佳选择是凤凰公司的最佳选择是凤凰公司的VV系列仪器系列仪器IPV-3IPV-3，V4V4，V6V6和和V8V8。

也可用也可用ZONGEZONGE公司的公司的GDPGDP系列仪器系列仪器GDP12GDP12，GDP16GDP16和和GDP32GDP32。

用的较少，而且缺乏现代的配套用的较少，而且缺乏现代的配套数据处理和解释软件。

数据处理和解释软件。

SIPSIP法在金属矿勘查中的法在金属矿勘查中的应用实例应用实例已知区的试验结果；已知区的试验结果；实际找矿效果。

实际找矿效果。

四川拉拉厂铜矿外围找矿四川拉拉厂铜矿外围找矿拉拉厂铜矿是伴有钼、钴和金等矿产的大型拉拉厂铜矿是伴有钼、钴和金等矿产的大型铜矿。

开展铜矿。

开展SIPSIP法试验找矿工作的任务是：

法试验找矿工作的任务是：

1.1.在已知矿上进行试验在已知矿上进行试验，研究利用激电谱参，研究利用激电谱参数数s、ms、s和和cs解决下述问题的可能性：

解决下述问题的可能性：

在铜矿化地层中划分铜矿化富集带；在铜矿化地层中划分铜矿化富集带；区分和剔除与铜矿化无关的干扰异常。

区分和剔除与铜矿化无关的干扰异常。

2.2.在矿区外围有找矿远景地段找矿在矿区外围有找矿远景地段找矿，要求探，要求探测深度达到测深度达到150150200200米。

米。

横穿已知矿的横穿已知矿的号测线综合剖面图号测线综合剖面图试验观测剖面表明试验观测剖面表明在富而浅的主矿体上在富而浅的主矿体上，呈现为典型的低阻（，呈现为典型的低阻（smin=50m），高极化（），高极化（msmax=50），中偏大的时间常数），中偏大的时间常数（s=0.52s）和小频率相关系数（）和小频率相关系数（cs=0.2）异常。

）异常。

在埋藏较深的矿尾和规模较小的单矿层上在埋藏较深的矿尾和规模较小的单矿层上，具有中等电，具有中等电阻率（阻率（smin=100m），中等极化率（），中等极化率（ms=2030），中等时间常数（，中等时间常数（s=0.51s）和中等频率相关系数）和中等频率相关系数（cs=0.250.3）。

）。

剖面左端异常剖面左端异常具有中等偏高的视电阻率（具有中等偏高的视电阻率（n100m）和）和极化率（极化率（ms=30），及小的时间常数（），及小的时间常数（s=0.050.2s）和频率相关系数（）和频率相关系数（cs0.25），伴随高强度的正负急），伴随高强度的正负急剧变化的剧变化的Z磁异常。

这是磁异常。

这是磁赤铁矿化磁赤铁矿化引起的异常。

引起的异常。

剖面最右端异常剖面最右端异常（具有低阻（具有低阻（smin40），大时间常数（），大时间常数（s2s）和中等偏大）和中等偏大的频率相关系数（的频率相关系数（cs0.3），这是），这是石墨化炭质板岩石墨化炭质板岩的反的反映映矿区外围矿区外围3434线线找矿效果找矿效果该测线位于辉长岩该测线位于辉长岩覆盖区，从覆盖区，从周围出露岩性看，本区含矿层位周围出露岩性看，本区含矿层位（中火山变质岩段）应延伸至辉（中火山变质岩段）应延伸至辉长岩下，长岩下，属成矿有利部位。

属成矿有利部位。

403403地质队于地质队于19881988年曾在该处设年曾在该处设计了三个钻孔，但因计了三个钻孔，但因缺乏深部证缺乏深部证据据，一直未下决心施工。

，一直未下决心施工。

3434线的线的SIPSIP测量正是在这种情况测量正是在这种情况下，下，应应403403地质队要求布置地质队要求布置的。

的。

在在445470点范围内获得点范围内获得1号异常，其特点是：

号异常，其特点是：

中等偏高的中等偏高的s（n100m）中等偏弱的中等偏弱的ms（约（约10）中等中等s（0.51s）中等偏小的中等偏小的cs（0