李金铭 激发极化法培训教材

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1、激发极化法第一节激发极化法基本原理1一、岩、矿石的激发极化性1二、几种常用装置在不同地电条件下的激电异常6第二节激发极化法野外工作方法技术20一、直流激电法与交流激电法的选择20二、直流激电法充、放电时间和交流激电法工作频率的选定21三、装置类型的选择和电极距的确定23四、对供电电流强度的要求31五、电极的接地电阻33六、岩、矿石极化率或频散率的测定方法34七、野外工作程序与观测技术要求36八、对仪器性能的基本要求38九、对观测质量的要求40十、电磁耦合效应及避免方法42第三节激电资料的整理与处理45一、激电资

2、料的整理45二、激电资料的处理48第四节激电异常的解释方法55一、激电异常的定性解释（评价）方法55二、激电异常的定量（半定量）解释方法58第五节激发极化法应用实例66一、激电异常评价实例66二、取得良好效果的找矿实例68三、应引以为戒的找矿实例72参考书7778激发极化法激发极化法（简称激电法或IP法），按照供电电流性质的不同，又有直流（时间域）激电法和交流（频率域）激电法之分。近半个世纪以来的实践证明，激电法是勘查各类金属矿产的重要方法，特别是勘查电阻率与围岩相差不大的浸染状（斑岩型）金属矿床，与电阻率法和

3、电磁法相比更具优势。另外，激电法在山区工作时，纯地形起伏不产生假异常，也是其特点之一。并且还可充分利用它的时间特性或频率特性进行异常区分和勘查地下水。为了提高一线专业技术人员的野外工作方法技术和资料处理解释水平，充分发挥激电法在危机矿山接替资源找矿中的作用。本章将从激电法的基本原理出发，主要针对当前激电法在实际工作中存在的一些值得注意的问题进行讨论。第一节激发极化法基本原理一、岩、矿石的激发极化性在激电法的理论和实践中，为使问题简化，常将岩石、矿石的激发极化分为“面极化”和“体极化”两大类。考虑实际岩、矿石多为

4、体极化，故以下主要讨论体极化特性。（一）直流电场作用下岩、矿石的激发极化性1．时间特性图1.1.1（a）是测量体极化标本的装置。图1.1.1（b）是用这种装置对一块黄铁矿化岩石标本测得的电位差随时间的变化曲线。电位差随时间的变化，是由于激发极化产生的电位差（简称二次电位差）在供电后从零开始逐渐变大（充电过程）及断电后二次电位差逐渐衰减到零（放电过程）的结果。在无激电效应时，电流流过标本由于欧姆电压降形成的电位差，称为一次电位差，它在稳定电流条件下，不随时间而变。在标本被激发极化后，供电时间为T时观测到的电位差实

5、为和之和，称为总场电位差（1.1.1）由于刚供电时二次电位差为零，即，故由（1.1.1）式有（1.1.2）因而（1.1.3）图1.1.1(b)中的虚线b，便是按（1.1.3）式换算出的充电曲线。78图1.1.1测量体极化标本激电性质的装置（a）和一块黄铁矿化岩石标本的测量结果（b）a—实测充电曲线；b—换算的充电曲线；c—实测放电曲线2．极化率参数对星散浸染状矿石或矿化、石墨化岩石标本的实验观测结果表明，在相当大范围内改变供电电流（测量电极处电流密度高达）时，在观测误差范围内（＜10%）与成正比，且与供电方向无

6、关。因此，在地面电法通常采用的电流密度范围内，体极化效应实际上是线性的。为此引入一个称为极化率的参数，来表征体极化介质的激电性质，值的计算公式为（1.2.4）式中是供电时间为和断电后时刻测得的二次电位差。极化率是用百分数表示的无量纲参数。由于和均与供电电流成正比（线性关系），故极化率是与电流无关的常数。但极化率与供电时间和测量延迟时间有关，因此，当提到极化率时，必须指出其对应的供电和测量时间和。为简单起见，如不特加说明，一般便将极化率定义为长时间供电和无延时的极限极化率。考虑到刚断电一瞬间的二次电位差等于断电前

7、一瞬间的二次电位差，即（1.1.5）故有（1.1.6）78二次场也可用一段时间内积分的平均值来表示欧美国家习惯用充电率（m）来表征体极化岩、矿石的激电性质。其表达式为（毫秒）（1.1.7）对于长时间充电情况，即，则有（1.1.8）此外，还可定义所谓“初始极化率”为（1.1.9）当延时0时（1.1.10）对于长时间充电情况则有（1.1.11）对比（1.1.6）和（1.1.10）式，可得两种极化率之间的关系式或(1.1.12)3．无矿化岩石的激发极化特性不含电子导体的无矿化岩石（统称岩石）的激发极化性质，在很多方面

8、与浸染状矿化岩石相似也属于体极化，所不同的是：（1）岩石的极化率通常很低，一般不起过2%，个别达到4～5%。（2）岩石的充电和放电速度较矿化岩石更快。其中，矿物颗粒细小（如由粘土矿物组成）的岩石，充、放电速度尤其快；而颗粒较粗（如砂或砂砾组成）的岩石，充、放电速度则较慢。岩石激电效应上述时间特性，对评价激电异常和利用激电法找水均有实际意义。78大量实测资料表明，地下体极化岩、矿石的极化