激发极化法方法技术作业指导书.docx
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激发极化法方法技术作业指导书
激发极化法方法技术作业指导书
XX省地质调查院
二〇〇七年七月十日
1.主题内容与适用范围
本指导书依据DZ/T0070—93《时间域激发极化法技术规定》对时间域激发极化法工作的基本要求和技术规则予以细化及指导。
本指导书适用于地质矿产勘查及水文工程地质勘察中的时间域激发极化法工作。
2.激发极化法探矿特点
2.1可以发现和研究浸染状（体极化）或块状（面＋体极化）矿体，当矿体的顶部或周围有矿化（或其它导电矿物矿化）的浸染存在时，可以发现规模较小或埋藏较深的矿体；
2.2作为勘查方法，激发极化法不仅用于普查硫化矿床，某些氧化物矿床、地下水、检查其它物化探异常，而且当有色金属、贵金属、稀有元素矿产与黄铁（黄铜）矿化或其它矿化共存时，可借以间接发现和圈定有用矿体或矿化带。
2.3常见的黄铁（黄铜）矿化、石墨化、炭质、磁铁矿化或其它分散的金属矿化同样可以产生激电异常，要注意区分矿（化）异常与干扰异常。
2.4纯地形不产生激电异常，观测结果受地形和其它因素（浮土加厚、找金属矿时含水断裂带的存在）的影响较小。
3.激发极化法技术设计
3.1装置、工作方式和时间制式
3.1.1常用六种装置。
3.1.1.1中间梯度装置（常用于普查）
a.AB极距由测深极距选择，以对探测对象获得最大而稳定Ms极大值时为准。
在电源功率允许条件下，AB极距尽量大一些。
MN极距≥（
～
）AB；
b.观测（方式）可用全域测量；
c.当测线长度大于AB极距时，需移动AB极距完成整条测线观测时，相邻测段应有3个以上重复观测点；
d.一线供电多线观测时，旁测线与主测线的最大距离应视讯号强弱而定，一般控制在AB距的1/3～1/5范围内。
3.1.1.2联合剖面装置（常用于详查和勘探）
a.AO≥3H（H为探测对象顶部埋深—通常根据地质情况或其它物探结果推定。
）对于良导陡倾薄矿脉，最佳电极距AO=
（L＋d）。
式中L为矿脉走向长度；d为矿脉延深长度。
b.MN=（1/5～1/3）AO。
c.“无穷远极”应垂直测线方向，距离应大于或等于（5～10）倍AO。
3.1.1.3轴向偶极—偶极装置
a.剖面观测时，OO′极距的选择同联剖装置，记录点为OO′的中点；
b.偶极测深时，AB=MN=a，OO′=（N＋1）a。
N为隔离系数（1，2，……）。
一般a=（1/6～1/4）OO′，拟断面图的标点数位于OO′中垂线下OO′/2处。
3.1.1.4对称四极测深装置
a.最小AB/2为1.5m或3m应使曲线前段有渐近线，如果只是为求出极化体顶端埋深，可不测出后支渐近线；
b.电极排列方向视研究目的而定。
垂直极化体走向布极以研究极化体的产状；横向测深顺极化体走向布极以了解低阻极化体异常及极化体走向长度；十字测深可了解极化体的方向。
c.当极化体上方地形起伏较大时，电极排列方向尽可能与地形等高线方向一致。
d.两相邻AB极距在模数6.25cm对数纸上取0.8～1.2cm使其大致均匀分布。
不等比装置的MN与AB距之比，一般保持在1/3～1/30范围；等比装置宜为1/3～1/10。
3.1.1.5近场源三极装置
本装置以测量供电电极邻近的二次场电位差为特点，供小电便可获得较大的观测信号强度。
轻便、快速、经济。
a.MN距除考虑地质目的外，还应注意工区的噪声水平。
干扰大的，MN选小些；
b.AM的大小会影响Ms值，但不会影响Ms异常的出现，AM一般不应小于10m为宜。
“无穷远极”（B）应垂直测线方向，距离10AM。
实践中一般AN=（3～5）AM可获得明显异常。
3.1.1.6充电装置
充电装置有两种：
一是直接在探测目的物（非良导的浸染状极化体）上充电，二是在良导体旁围岩上充电（称围岩充电法），因非均匀极化，测得的异常比较复杂，只有在地电条件比较简单时采用此法。
a.充电点选择在极化体下盘，以极化体中心或下端对应部位。
b.观测方式有两种，当采用充电梯度测量时，在充电点上方为避免视极化率出现大正大负现象，可改变MN方位测量。
c.每个测点上电极的排列方向，取测量电极与充电点在地面投影上的连线方向排列。
通常在测点上沿剖面（x）和垂直剖面（y）方向作两次测量，计算出总场向量。
d.“无穷远”极（B）通常布置在垂直测线方向上，它与充电点在地表投影的距离不小于工区对角线长度的5倍。
e.MN的距离一般取测点距（由工作比例尺决定）。
3.1.2工作方式
通常采用短导线方式以方便工作，提高生产效率。
3.1.3时间制式选择
a.供电方式在普查和详查区采用双向短脉宽方式；
b.一般情况下，取短延时获取二次场电位差（大），提高观测精度；注意减小可能存在的电磁耦合干扰，以利突出异常。
c.采样宽度适当大些有利克服高频干扰，提高观测精度。
d.采样块数视测区有用异常强弱考虑，一般选择第一、第二积分块即可。
e.适当选择迭加次数，保证提高观测精度和抗干扰能力。
3.2方法有效性试验（现场进行）
技术试验剖面应在通过全区地层的地段，并尽可能穿过已知矿体或探矿工程上进行。
试验的目的是了解全区地层岩性和极化体的激电特征，通过对供电周期、断电延时，采样宽度及供电接收极距的组合观测，最大可能地突出有用异常，压制干扰。
3.3观测精度及观测质量检查与评价
总精度以均方相对误差来衡量（表1）。
视极化率
视电阻率
总均方相
对误差
Mη＞3%
总均方误差
Lη≤3%
总均方相对误差
有位差
无位差
A
4%
0.12
7%
4%
B
7%
0.21
12%
7%
Mη=±
；
Lη=±
系统质量检查应贯穿在生产工作全过程中，坚持“一同三不同”的原则。
检查地段有代表性，特别是对解释推断、验证有关键意义地段，必须进行质量检查。
检查工作量占工作总量的3～5%。
如果面积性工作各区段观测条件差异太大，应分区统计评价。
系统检查结果，按上述计算Mη总均方相对误差并进行评价；若在低极化率（≤3%）背景段，可改用总均方误差公式Lη计算并进行评价。
受检查点的
值（或
值）及
值若超过设计均方相对误差（均方误差）的测点数，应不大于受检查点总数的1/3；超过二倍的测点数，应不大于5%；超过三倍的测点数，应不大于1%。
若发生上述情况可适当舍弃。
3.4测地工作
3.4.1测区及测网
3.4.1.1普查测区应是地质成矿予测区或区域物化探资料圈定的找矿远景区；详查测区，应是可能存在的赋存矿体地段，应适当扩大观测区域，使有足够的正常场。
3.4.1.2测线方向
测线应尽可能垂直于极化体走向，地质构造方向或物化探异常长轴方向。
极化体走向有变化时，测线垂直于平均走向，遇走向变化很大时，测线应分别垂直走向。
测线尽可能与勘探线重合。
3.4.1.3比例尺与测网密度
a.普查线点距：
线距不大于探测对象的走向长度，点距要保证在异常区至少有3个观测点；
b.详查线点距：
保证三条测线通过极化体上方，点距要保证在异常区有5个观测点；
c.精测剖面：
保证异常细节清晰为原则布点。
测网密度见表2。
表2
工作比例尺
线距（m）
点距（m）
1:
50000
500
100～200
1:
25000
250
50～100
1:
10000
100
20～50
1:
5000
50
10～20
1:
2000
20
5～10
3.4.1.4测地精度指标（测点位置按工作比例尺所绘的图上）
表3
级
别
平面位限差
（mm）
相邻点距误差（%）
点位均方相对误差（%）
电极
排列
方向
高
程
相对高
程限差
（mm）
限差
均方相
对误差
AO（BO）
MO（NO）
A
2.0
6
3
3
3
5°
中心点
要求观测
2
B
2.5
10
5
5
5
10°
3.4.1.5测网联测
测网的基线端点、重要剖面端点、测深点、主要异常及探矿工程（含建议施工工程）位置，均应埋设固定标志并与附近三角点联测、计算坐标。
有正规地形图而缺少三角点（物控点）资料或1:
10000比例尺面积小于1km2，1:
5000比例尺面积小于0.25km2，1:
2000比例尺面积小于0.24km2测区，允许将测网与附近永久性标志联系，按联测关系将测网标绘在地形图上。
3.5电性参数测定
3.5.1电性参数测定的目的是为进行异常解释和布置工作服务，对目的物和各干扰体，电性变化范围较宽的岩（矿）石要系统测定和统计。
3.5.2有条件的矿区（露头较好、工程揭露较好），做1～2条穿过全区不同地层有代表性的地质物性综合剖面。
3.5.3样品测定数量视需要而定，应系统测定的岩（矿）石数量不少于30块。
3.5.4大量标本的实测结果表明，电阻率一般比野外观测值大1～2个级次。
围岩的极化率一般与野外观测值相差无几；高极化率的矿石一般较野外观测值大。
3.5.5电性参数测定方法技术
3.5.5.1野外露头测定方法技术
a.小四极法：
适用于露头、探槽、坑道的岩矿石表面、测定电性视参数。
一般尽可能选择新鲜、无裂隙、表面较平整、宽度较大的露头。
恰当地选择布极范围，灵活地选取MN观测。
AB与露头的宽度D应满足D≈（2～3）AB。
AB布设在露头中间部位，并小于露头的下延长度。
一般AB的排列方向应与野外工作中的AB方向一致。
关键是AB和MN电极要接触良好、稳固。
b.小极距测深法：
在浮土较薄时，测定覆盖层以下基岩的电性，有时也可测定风化壳露头下的基岩电性。
极距的选择逐步由小到大，最大极距以取得渐近线为准，但不要跨入其它岩性。
3.5.5.2室内标本测定方法技术
标本采集应较均匀分布在测区岩（矿）地层上，标本力求新鲜，体积一般大于6×6×10cm，不能用薄片状或极不规则标本。
标本测定前必须浸水24h以上。
测定时应将表面擦干0.5～1h后再行测定，以避免表面湿度的影响。
a.标本小四极法：
由于电流流动范围小，外电场不均匀，点状电极在标本表面接触电阻较大，极差不稳定，测定结果代表性差，结果只具参考价值。
b.标本架法：
待制造好标本架后使用该法。
c.封腊法：
将标本置于瓷盆中，把标本的三个面与盆壁间用石腊或橡皮泥密封，使两边的水仅能由标本两侧渗透。
这种方法测定精度较高，但要求石腊中无金属矿杂质，成本较高，且工艺复杂，工作效率低，不方便，一般不予使用。
d.泥（面）团法：
用潮湿的泥（面）团代替标本架，面团中加适量硫酸铜溶液，以改善其导电性和防止发酵。
这是一种简便、快速、实用，且测量结果比较准确的方法。
如图示。
3.5.6电参数计算及资料整理
3.5.6.1极化率η=
×100%
3.5.6.2电视率ρ=
S为接触面积；L—标本厚度。
3.5.6.3实践表明，同一类型岩、矿石由于其矿物含量、结构、湿度不同，电性也不同，具有一定的变化范围。
因而要大量测定，统计其常见值、常见变化范围或平均值。
a.当标本块数少于30块时，计算算术平均值或几何平均值，公式分别为
；G=
n为标本块数。
b.当标本块数大于30块时，作对数分布曲线（下图）。
横坐标采用对数坐标，表示ρ或η。
纵坐杯用普通坐标，表示标本（或露头）块数（或百分数），当对数分布曲线有尖锐的极大点时，其极大值代表本区岩矿石物性参数。
3.5.7质量检查方法与技术要求
进行检查观测的某种岩（矿）标本数量，应达到测定总数的10%。
精度用原始观测结果统计出的常见值，与检查观测统计出来的常见值相对误差不超过20%来衡量满足要求与否。
4.仪器设备
4.1仪器设备的配备、发电机、发送机、接收机的基本性能要求参照DZ/T0070—1993规定执行，不赘述。
4.2当用多台接收机在同一工区工作时，仪器之间应有良好的一致性和较小的均方差。
仪器一致性的观测精度在野外观测条件下标定：
在极化率变化较大的异常地段，测点数大于20，选择AB、MN和I，使△V1（一次场电位差）在100mv以上，各台仪器往返观测。
取均方相对误差最小一台仪器为“标准”，分别计算各台仪器与“标准”仪器的均方相对误差。
公式为
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
n为参加统计的计算测点数
若误差大于设计总精度的2/3，则应对该仪器进行调试，使其达到要求。
4.3导线和电极
4.3.1导线要选择内阻小、绝缘性能好、强度高、轻便的导线。
中梯装置时，供电导线电阻不超过10Ω/km，耐压必须高于发送机工作电压。
导线的绝缘电阻每公里大于2MΩ/500v，对于长度为D（km）的导线，绝缘电阻应按RD≥
×2（MΩ）要求。
4.3.2供电电极采用铁或钢制的钎状电极，测量电极用不极化电极，性能稳定，内阻应小于2kΩ。
4.4对仪器设备使用的要求—摘其要点如次。
4.4.1仪器设备的管理必须专人化，建立使用档案，做好维护保养工作。
严格出入库检查、验收制度，保证仪器设备的完好率和正常设备投入生产。
4.4.2接收机的操作人员必须了解仪器的工作原理并掌握仪器的使用方法。
在进行标本、露头物性测定和小极距测深时，总场电位不得超过仪器的最大测程。
4.4.3发送机工作前先低压“预热”，工作正常后再转换到高压挡工作。
4.4.4发电机电源必须配接可调平衡的负载，严禁空载和超载和使用不正规的负载，以免损坏发电机。
4.4.5金属电极应经常保持表面清洁无锈，不极化电极不曝晒，不雨淋并保持清洁，注意补充饱和硫酸铜溶液。
5.野外工作技术要求
5.1出队前应组织施工人员学习设计书的有关部分，了解总体任务，明确各自职责和本职工作技术要求。
到工区后，实地了解工区情况，合理安排野外工作并对仪器装备进行系统的检查、调试和标定。
每天出工前，作业组长要交代当天的任务安排及注意事项。
5.2工作中操作人员要对发电机、发送机、接收机采取必要的防潮、防雨、防晒措施。
观测前要检查仪器是否正常，不极化电极差和内阻是否合乎要求，线路连接是否有错，导线是否漏电；发电机试车、观察空载和负载时运行情况，试供电调节平衡负载。
5.3供电导线敷设从发送机引出后应分别固定，不允许栓在发送机上。
线架未放完的导线应撒开放在地上。
导线经过公路、铁路、河流时，要采取措施防止其受损并便于车、人、畜通行。
5.4供电电极一般为并联组成，布成垂直于测线方向的一排或数排。
无穷远极通常打成圆圈状。
单电极间的距离不小于电极入土深度的二倍。
为减小供电迴路电阻，可适当增加电极根数，加大入土深度，适当浇水或适当移动点位（但要告诉测站操作员，以便在计算k值时考虑）。
5.5测量电极的接地电阻应小于15kΩ。
极坑内清除杂草、砾石。
电极应避开流水、污水、废石堆、沙滩；引出裸线不得与线架、杂草接触。
严禁在接收机附近用对讲机讲话。
当地表干燥时，应提前少量浇水；无法埋设电极如需移动电极时，需将MN两个电极同时移动，并在记录本上注明。
5.6对二次场差△V2的要求，一般要大于0.3mv，△V2可由η和△V换算求得。
存在明显干扰的地区△V2是干扰信号幅度的3倍。
供电电流IAB应≥
；供电电流、总场电位差、二次场电位差取小数点后两位即可。
5.7观测出现干扰的数据，视极化率突变数据要重复观测，舍去最大最小数据，取算术平均值为最终观测结果。
5.8野外观测结果当天应及时回放，除存入光盘外，格式化保存。
5.9漏电检查在工作中经常注意，导电的漏电检查应满足4.3.1的要求。
发现漏电时要立即排除。
5.10技术保安，经常进行安全生产教育，使用仪器注意操作规程；高电压工作时，供电人员要有绝缘防护用品。
供电、断电时都要通知接收机人员及跑极人员。
供电点要有专人看守，不得随意触摸电极。
6.观测结果的整理及图示
6.1观测结果的整理
6.1.1原始观测的日检查验收，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。
6.1.2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。
6.1.3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。
6.1.4上交的原始资料，应统一整饰、装订和编目。
6.2图件的编绘
6.2.1正式图件编绘前，数据需经质量验收后进行。
上图的数据、曲线均100%复算，整套图件包括基础图件和解释推断成果图件两类。
6.2.2提交的图件包括交通位置图、实际材料图、工区地质构造图、地层柱状图；说明工作成果的图件（剖面图、剖面平面图、等值线平（断）面图、综合平面图、推断成果图、电性测定成果图—含剖面、平面、柱状等，电测深曲线图（册）、试验工作成果图）；说明工作质量的图件等。
6.2.3几种主要图件的要求
6.2.3.1实际材料图：
测区位置及范围、测网及线点号、工作比例尺（或图件比例尺）；剖面位置、编号、装置代号及极距；测深点位置及编号和电极移动方向；特殊点（供电点、充电点、无穷远极、控制点）位置；质检点（线）的位置，物性标本采集点及编号、固定标志的埋设位置。
6.2.3.2综合剖面图：
参数比例尺可用算术和对数比例尺两种，视异常幅度而定。
图件要反映地形、地质剖面及探矿工程；激电各工作装置，不同极距的成果（剖面或断面）极距、供电点位置；各种物化探成果；解释推断成果及提出查证工程的位置。
6.2.3.3剖面平面图：
比例尺应与工作比例尺一致，若需放大、缩小的倍数不超过工作比例尺一倍，为避免异常曲线在剖面上过多穿插，不够清晰，参数比例尺视情况采用两种比例尺。
在背景高的地区，允许纵坐标起始值不为零。
上述两种情况要在图框技术说明中交待。
6.2.3.4等值线平面图：
起始等值线根据异常下限确定，一般为等差间距，也可分段等差，过稀地段可绘辅助等值线反映异常形态，但醒目程度次于一般等值线。
等值线勾绘不能全靠计算机成图，要由解释者根据解释结果进行修改。
当某些部位测网达不到比例尺要求时，等值线图可用虚线表示。
6.2.3.5电测深曲线图：
极距用模数为6.25cm的对数坐标，ρs对数坐标，ηs用算术坐标成图。
图上注明点线号、工作日期、曲线首尾注明参数值。
若对曲线进行定量计算，应将视电阻率曲线的类型、理论量板号、特征号、层参数、视极化率曲线的特征点、辅助线、使用的系数、公式注在图上，推断的地质成果也绘在图上。
激电测深拟断面图应以地形剖面为垂向坐标的起始点。
6.2.3.6综合平面图：
激电成果、其它物化探方法、地质工作成果绘在一起。
要突出重点，次要内容要简化，相互矛盾的内容要保留，以便深入工作和研究。
6.2.3.7推断成果图，以平面图为主，应在综合研究、反复解释推断的基础上编制，研究程度较低时，可只做推断剖面图。
7.成果报告的编写提纲（以章节安排并以激电中梯报告为例）
7.1第一章序言（简述项目来源，简述工作过程：
设计、组队、开工、收工日期、野外工作日、室内工作结束日期）
7.1.1第一节目的任务及完成情况
7.1.1.1一、工作目的：
一）、二）、三）……
7.1.1.2二、工作任务（工作方法、装置形式、工作比例尺、测区面积、测线数、测线总长、物理点数）
7.1.1.3三、要求：
对方法提出的具体要求
7.1.1.4四、任务完成情况（以表格形式说明队伍组织结构、投入的主要仪器设备、完成的实物工作量和简述工作取得的主要地质成果和经验。
）
7.1.2第二节自然经济地理概况
7.1.2.1工区的地理坐标及所属行政区划
7.1.2.2通往工区的及工区内的交通状况
7.1.2.3地形地貌、绝对及相对高程；水系、植被、农田、沼泽、城镇；气候特征，包括旱季、雨季、雨雪、气温、冻土期、冰积层……；经济状况（农业、工业、民族等）
7.2第二章地质、地球物理特征
7.2.1第一节以往地质、物化探工作程度（简单介绍、突出成果及对这些工作的评价）
7.2.2第二节地质特征（包括地层、构造、岩浆岩、矿产）
7.2.2.1一、区域地质特征
7.2.2.2二、矿区地质特征（详细描述其中与工作任务有关的内容）
7.2.3第三节地球物理特征
7.2.3.1一、岩（矿）石物性参数特征（物性参数列表表示，并归纳其特征，结合工区地质特点，分析各地层、岩体、构造和矿体的物性结果，评价方法的有效性及建立物探异常解释推断的概念。
）
7.2.3.2二、地球物理场的特征（从区域电、磁、重异常和本区岩矿物性特征结合地质背景分析本区地球物理场的分布特征，总体趋势及有找矿意义异常的结构）
7.3第三章工作方法技术及质量评价
7.3.1第一节野外工作方法技术及质量评价
7.3.1.1一、测地工作
a一）方法技术
a11.GPS基准站的建立：
简述基准站的三维坐标从那里引入及观测过程。
a22.控制点的敷设：
是根据测网的控制测线需要而敷设。
简述建立过程。
a33.基线和测线的敷设：
用什么仪器、什么方法起始于控制点。
b二）质量评述
b11.简述保证质量的措施
b22.说明质量检查工作情况（检查方法、检查量、检查情况、精度等）
7.3.1.2二、激电中梯方法试验
a一）方法技术：
采用同极距（AB、MN）不同延时（50、100、150、200ms），不同采样宽度（20、40、80ms），不同周期（8、16、32、s）工作制式组合观测。
说明最大供电电压、最大供电电流、一次场情况、测量参数、计算参数。
b二）分析观测结果、决定面积性工作的工作制式
7.3.1.3三、激电中梯工作
a一）方法技术
a1阐述激电中梯的观测方式、供电、测量极距、观测参数（视极化率ηs、一次场Vp、供电电流I、电压V）、计算参数（ρ、视激电率Gs、视金属因子MF等）
a2阐述保证观测质量的技术措施：
如何改善供电和接收条件；漏电检查；避开干扰和电磁偶合；如何保证异常的可靠性；为保证数据的有效性，如何保证有足够的一次场；正确的使用仪器设备，使其性能、指标合乎设计要求等等。
b二）质量评述
阐述质量检查方法、检查工作量、计算均方相对误差并与设计均方相对误差比较评价（包括完整性、可靠性、精确性）。
7.3.2室内工作方法技术及质量评价
7.3.2.1室内工作做到按日对野外观测的各种资料数据进行整理、计算，按阶段进行检查验收，及时编绘草图，待资料正式验收后按图件的编绘方法编制各种成果图件。
7.3.2.2阐述资料整理全过程所采取的措施以保证室内资料的质量并做出评价。
7.4解释推断
解释推断的正确与否，在业务上决定于解释者的经验和能力。
它要求解释者有扎实的物探基础理论，熟练的技术技能和一定的地质基础；要了解工区的地质情况、成矿背景、矿床类型、矿石矿物组合、围岩蚀变等，头脑中要有矿床模型。
这样，才能做好物探异常地质解释。
7.4.1第一节异常的分类及依据
7.4.1.1激电中梯异常下限的确定
一般而言，视极化率异常是相对于视极化率背景而言的，背景值可以根据穿过工区各种岩层的长剖面上激电中梯排列的ηs测量结果和全区各种岩矿石极化率参数测定结果来确定，异常下限为大于背景值变化范围，并考虑观测误差（三倍均方误差）来确定。
7.4.1.2异常分类
异常可根据异常特征（形态—带状、面状、群状、零星；大小—规模、强弱；规则与否；分布趋势等
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