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《低频偶极偶极装置在金属矿勘查中的效果分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、郭雪峰1,罗维斌2(1.甘肃有色地质勘查局天水总队,甘肃天水741020;2.中南大学信息物理工程学院,湖南长沙410083)摘要:分析了频率域激发极化法偶极-偶极装置在金属矿勘查中的技术优势。双频道激电法轻便,抗干扰能力强的特点与多极距偶极-偶极装置水平和纵向分辨力高的技术特点相结合,可提高复杂地形条件下金属矿勘查效果。正演计算了双频激电仪四个频组不同收发距对高极化薄层的分辨能力,总结了双频激电偶极装置野外工作的技术要点。运用二维视电阻率/视幅频率反演软件可提高勘查资料的解释水平。应用实例表明,频率域偶极
2、-偶极方法地质勘查效果明显。关键词:双频道激电法;偶极-偶极装置;金属矿勘查;二维反演中图分类号:P631.3文献标识码:B文章编号:1004—5716(2008)06—0111—05供电电流I和装置系数K,计算出视电阻率ρs值。仪器可直接测量和计算出Fs和ρs值。理论研究表明,当双频电流中的高频电流IG的频率与低频电流ID的频率的频比S=13,并且IG与ID基波相位关系固定时,IG与ID两者的幅值比为IG/ID=12/13,两者幅度基本相同。这就说明,双频道激电法中,高频电位差ΔUG和低频电位差ΔUD是在
3、同等精度下测量的,且不需稳流。因此,双频道激电法具有:观测速度快、测量精度高、受电流变化影响小、抗干扰能力强、装备轻便等优点,是金属矿普查找矿中一种十分有效的方法。2电极偶极排列装置技术特点频率域激电通过测量两个以上频率的一次电位获得视频散率。因而感应耦合成为主要干扰,它可能会淹没微弱的激电信息,要采取措施进行压制。电极偶极-偶极排列感应耦合干扰小,成为常用电极装置。将供电电流偶极子和接收偶极子同线布置,两个电偶极子长度(a)相同,间隔距离是电偶极子长度的整数n倍(n=1,2,⋯,8),n称为隔离系数。保持
4、电极排列长度不变,沿剖面同时移动,可探测地电特性沿剖面的变化。改变电极排列长度(a或n),可了解不同深度的地电物性。偶极-偶极装置在不同位置激发极化体,因而可获得较强的异常幅值。频率域激发极化法中,偶极装置因使用短导线供电和测量,装置轻便,受电磁感应耦合干扰最小,偶极装置的感应耦合频散率或极化率为正值,其大小取决于综合参数P:电阻率法和激发极化法测量是金属矿勘查的有效方法[1-2]。金属硫化物的存在常会引起很强的激发极化效应。通过视电阻率和视极化率(或幅频率)异常可以有效推断经济矿体的赋存部位。激电异常因受
5、地形奇变小而有较好的找矿效果。测量可在时间域测量断电后的放电曲线,也可在频率域测量供电后的充电曲线,频率域激电从变频法发展到多频激电,测量精度有了很大提高。双频激电由于其测量精度高,抗干扰能力强,装备轻便,已在全国普及应用。频率域激电法偶极-偶极装置排列由于受电磁耦合干扰最小,对地层水平方向的变化分辨力高,而倍受青睐。特别是在复杂地形条件下,双频激电法偶极-偶极装置,采用多极距测量[3-4],结合电阻率/极化率二维反演解释软件[5],有时会取得较好的地质勘查效果。本文通过一维正演计算,发现双频激电多频组、多
6、极距测量,对低阻高极化体或高阻高极化体均有较高的分辨能力。1双频道激电法[1-6]双频道激电法是一种频率域激发极化法(何继善,等),其方法实质是用合成的特殊的双频波形电流作为激励场源,这两种电流的频率是相干的,频比为13。双频激电仪设有4个双频频率组(分别为8Hz及8/13Hz,4Hz及4/13Hz,2Hz及2/13Hz,1Hz及1/13Hz),通常选用高频频率为4Hz,低频频率为4/13Hz的频率组。接收机同时选频接收经过大地传导后的两种频率电流的响应即高频电位差(ΔUG)和低频电位差(ΔUD),计算并显
7、示视幅频率Fs:(ΔUD-ΔUG)(1)Fs=×100%ΔUGp=a2fμ/ρ式中:a———偶极距,m;(2)并可根据高频电位差ΔUG(或低频电位差ΔUD)、τ———时间常数;c———与频率有关的系数。地质模型如表1所示。f———频率,Hz;μ———大地磁导率(以自由空间的磁导率μ0=4π×10-7H/m为单位);ρ———大地的电阻率,Ω·m。从式中可知,偶极子长度越大,频率越高,大地电阻率越低,感应耦合越强。3低频偶极偶极装置正演算例对于双频激电探测深度的讨论,本文采用文献[7]介绍的基于MATLAB的1
8、维正演程序[5]计算了双频激电仪4个频组一维层状高阻高极化和低阻高极化薄层地质模型的视幅频率及随收发距的变化率。表1一维地质模型及参数表层电阻率层厚充电率时间常数系数c模型(Ω·m)(m)mτ112312312310020001001002000100100210020030无限深20030无限深15010无限深00000.2000.5000000.3000.01000000.8000.902电阻率模型采用Col
