相位激电物探模型文章

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1、相位激发极化法偶极装置模型实验测试研究刘瑞德陆桂福(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000)摘要:相位激发极化法是测量相位参数，即测量电场信号与发送信号之间的相位滞后,其物理意义相当于时间域方法中的极化率，从不同角度反映了岩（矿）石的电化学特性。实验表明该方法在实验室测量有很好的勘测效果，为野外勘测工作推广提供了依据。关键词:相位激发极化法相位移偶极装置模型测试1.相位激发极化法简介相位激发极化法是测量相位移的一种方法，观测的相位是测量电极的电位差滞后于供电电流的相位角。理论上在非极化均匀大地条件下，相位移为零，在

2、给定的频率下，岩体极化效应越大，相位移越大，岩体极化效应越小，则相位移越小。因此相位移的物理意义在于它是极化效应的“纯异常”随着仪器灵敏度和精度的提高，相位测量技术逐渐成为一种实用方法，该方法可以用单频测量，直接测量电位幅值和相位。由于相位测量观测的是一次场，所以测量信号比较大。与其它方法相比，在相同的供电条件下，用频率域相位测量可以得到更好的测量结果。相位激发极化法在金属矿产勘探方面具有广泛的应用前景，目前国外物探以轴向偶极装置较为普遍。我们先后在新疆和内蒙等地完成轴向偶极装置相位激发极化法勘查工作，并取得了很好的勘查效果。本文的研究内

3、容是地质大调查项目“幅相仪研制及应用研究”的部分成果，通过此项研究必将推动我国相位激电勘查方法的发展。2.实验条件：2.1水槽：模型实验水槽由乙烯塑料板制造，水槽长1.8m，宽1.2m，高1.2m，水深1.1m。2.2模型及模型参数：石墨球体，球体直径6.0cm；石墨圆柱体：柱体直径6.0cm，长16.0cm；石墨板状体，板长30.0cm，宽12.0cm，厚3.0cm。2.3实验技术条件：模型实验测量布线方式为轴向偶极装置，AB=MN=a=4cm，偶极系数n=1～6。测量点距2.0cm，点号间距2.0cm。测量电极为饱和硫酸铜胶体，供电电

4、极为铜棒。2.4仪器设备：实验仪器为GDP－32,发射机为专用模型测试发射机LDT－10。仪器性能指标为时钟稳定度＜5×10-10/24h，输入阻抗10MΩ/DC，动态范围190dB，最小检测信号电压0.03μv,相位±0.1mard（毫弧度），发射机和接收机采用线同步。2.5技术说明：通过不同频率试验对比，选择模型实验频率为f=0.125Hz。测量相位数据为负值，为成图方便，所有相位数据改变符号。对不同偶极测量结果做了零值调整，使基准值趋近于零。3.模型实验测量结果实验选择三组模型，从测试曲线中选取四组结果如下：图1为石墨球体不同埋深相

5、位测量结果，由图1-a、图1-b可见，相位异常在浅部为单峰，向深渐变为双峰，两异常对称较好，异常宽度基本相同，幅值随球体埋深呈近四倍的速度减少，相位断面图为对称的‘八’字型，异常中心相对球体中心在地表的投影为左右对称。图1－a图1－b图1石墨球体。（球体直径6.0cma球体顶面埋深3.0cm，b球体顶面埋深6.0cm）图2为石墨圆柱体不同埋深相位测量结果，由图2-a、图2-b可见，相位异常在浅部为单峰，曲线变化较陡，向深渐变为双峰，两异常对称较好，异常宽度基本相同，幅值随圆柱体埋深呈二倍的速度减少，相位断面图为对称的‘八’字型，异常中心相

6、对柱体中心在地表的投影为左右对称。图3为石墨板状体不同埋深相位测量结果，图3-a相位异常在浅部为单峰，向深渐变为双峰；图3-b相位异常始终为单峰。两图异常对称较好，异常宽度基本相同，幅值随板状体埋深呈近四倍的速度减少，异常中心相对板体中心在地表的投影为左右对称。图4为不同产状石墨板状体相位测量结果，图4-a、图4-b两相位异常曲线明显不对称，相位异常在浅部为单峰，深渐变为双峰，两图异常形态和幅值基本相同。峰值连线的方向和板状体倾向一至，板状体倾角越大则异常连线的倾斜角度越小，倾角小的板状体异常宽度较大。板状体相位异常断面图为不对称的‘八’

7、字型，在板状体倾向的一侧相位曲线较稀疏，板状体中心位置不在异常中心。以上是几种模型测试结果，可以看出，相位幅值和模型体大小、形状及埋深关系密切，同一模型，模型埋藏越深相位值越小，相位值减小幅度是模型埋藏深度增加的数倍。同一埋深，模型的体积越大相位值越大。以轴对称放置的模型，相位异常曲线对称性好，异常中心位于模型的正上方。倾向放置的模型，相位异常不对称，且异常中心不在模型的正上方。图2－a图2－b图2石墨圆柱体（圆柱体直径6.0cm，长16.0cma柱体顶面埋深3.0cm，b柱体顶面埋深6.0cm）图3－a(板体顶面埋深4.0cm)图3－b

8、(板体顶面埋深10.0cm)图3水平石墨板状体（板体长30.0cm，宽12.0cm，厚3.0cm）图4－a图4－b图4倾斜石墨板状体（板体长30.0cm，宽12.0cm，厚3.0cm）(a板体