激电中梯曲线特性

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1、激电中梯极化率曲线特性求异常体深度如图1所示，模型固定不动，首先将模型放置于供电电极AB的中点，模型中心在水面投影为0，即A1O=OB1。测量电极沿A1点开始向B1点方向进行观测，观测的区间为AB整个内域，观测数据为视极化率Fs，点距为2cm。数据采集完成后，将供电电极AB向B极方向移动一段距离，重新放置AB极，如图中所示A2B2。直到测得的异常已经几乎无法分辨为止。图1中间梯度装置物理模拟示意图（以球体模型为例）试验中，中梯装置参数为供电电极距AB=100cm；测量电极距MN=3cm。各模型参数如下：(1)低阻高极化球体：直径R=11.5cm；球心埋深H=10c

2、m(2)高阻无极化球体：R=11.5cm(3)低阻高极化铜薄板：28.2cm*17.3cm*0.3cm(4)高阻薄塑料板：18.3cm*25.5em*l.2cm其中，球体的埋深H是指球心埋深；板状体的埋深H是指板顶埋深。试验得到的主测线上供电电极AB不同位置是的视极化率曲线如图2所示。图2中极化球体、薄铜板四种不同放置方式的Fs曲线具有基本相同的曲线特征。以图2(a)中供电电极AB相对极化球体不同位置时中梯装置Fs曲线为例来说明：图2中间梯度装置AB不同位置视极化率曲线1、当球体位于AB中心时，FS曲线两边对称。随着供电电极AB的移动，电极A慢慢靠近球体，FS曲线

3、的强度开始减弱，曲线变缓，且曲线两侧不再对称，远离电极一侧曲线开始变得平缓，但异常峰值明显，如图2(a)中的曲线1、2、3。当供电电极A跨过球心投影位置后，极化球体位于AB外域时，FS曲线的强度加速减弱且变得更加平缓，尤其是在电极A完全跨过球体模型后，FS曲线发生很大变化，曲线更加平缓，强度也很弱且异常峰值变得不再明显，尤其是边缘直立的板状体，其异常幅值会突然变小。这是由于当球体位于AB中点时，在水中传播的交变电流近似为水平，这时模型的激发极化最大，如图3随着A极的靠近，交变电流不再为水平状态，而是与水平面存在一定的夹角，此时模型极化不再是沿模型的直径方向，如图4

4、，当供电电极A跨过模型边缘，模型全部位于AB外域时，因人工供入地下的电流大部分分布于AB内域，模型受到的激发电流很小，其激发极化视极化现象一也变得不明显。图3时间域激发极化法观测装置示意图图4中间梯度装置模型相对AB不同位置极化示意图2、当球体位于AB中心时，FS曲线的极大值与球体中心投影相对应，且曲线两边对称。随着供电电极AB的移动，FS曲线的极大值相对球心投影位置X=0向远离供电电极A的方向偏移。这是因为模型位于AB中点时，模型极化为水平极化，模型中心点正上方的极化电流最强。当模型不在AB中心时，人工电流不是水平方向，因此，模型的极化方向也不再是水平的，而是存

5、在一定的倾角a，测量电极测得的最大电位差不是位于球心的正上方，而是存在一定的偏移距。当供电电极A跨过球体后，即模型位于AB外域时，FS曲线的极大值的偏移距离急剧变大，供电电极A远离极化球体，球体极化同样不是水平状态，而是变得非常复杂。3、参照图2中薄铜板四种放置方式可知，当板状体水平放置时，中梯装置下激发极化效应最强，垂直测线直立时最小，这是因为水平放置时，板状体受到的激发电流最强且激发极化面积大。当电极A位于模型中心及边缘时，模型部分或全部位于外域，这时视极化率峰值和偏移模型中心点距离与模型的放置方式具有一定关系。当电极A位于模型正上方时，各模型的偏移距相差不大

6、；而当电极A位于模型边缘时，平行测线直立的水平放置的铜板的偏移最大，垂直测线直立板最小。4、当模型位于AB内域时，其埋深H可用以下方法计算。同样以球体模型为例(H=10cm)：(1)利用曲线过背景线的两点间距离来求球心埋深H。与H有如下关系：从图2(a)中得到=14cm、=15cm；根据公式计算得到H1=9.901cm、H2=10.608cm。(2)利用半极值点间的弦长q来求球心埋深H。q与H有如下关系:图2(a)中得到：q1=7.3cm、q2=7.2cm、q3=8.7cm；计算得到埋深：H=9.49cm、9.36cm、11.31cm。(3)用过拐点的弦切距m与H

7、关系如下：H=2m。从上可知，计算得到的结果与实际球体模型球心埋深基本吻合，但当模型不在AB中心时，随着电极A向模型靠近，计算得到的埋深H变大，误差也变大。因此在实际生产中应注意此问题。此外常规计算埋深的方法还有利用曲线过拐点的弦切距m来求球心埋深H的方法，但该方法只能在模型位于AB中点附近时可以近似计算埋深，当其不在AB中点时，视极化率曲线不再是以峰值点对称，计算得到的结果偏差很大，对实际生产会产生误导。当电极A继续靠近模型时，用上述方法近似计算的埋深偏差已经非常大，失去了指导意义。在地质部物探研究所1982年编写的《激发极化曲线册》中，介绍了利用内、外域两条曲

8、线通过几何