导电纸模拟对解决直流电法正演问题的试验效果

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．03．114导电纸模拟对解决直流电法正演问题的试验效果孙煜哲(广东省核工业地质局二九一大队，广东佛山528133)摘要：用于直流电法的正演方法主要有计算法、薄水层法及电阻网络机正演法等，而这些正演方法一般比较复杂或者设备笨重，且正演速度较慢。本次试验采用导电纸配合直流电法中的某些方法进行正演模拟，并在某矿区进行试验，来验证找矿的成果。在找矿方法日新月异的今天，通过对老方法的研究与试验，希望对找矿工作起到一定的启示。关键词：电法；导电纸；找矿中

2、图分类号：P319．3+2文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)03—0238一031应用导电纸的物理前提导电纸是纸浆里加入一些导电物质，如导电炭黑或乙炔炭黑等，也可以加入少量导电性能良好的金属粉末或金属化纤维，或者在纸表面喷涂金属、金属氧化物等，本次试验使用的是加有炭黑的导电纸。由于导电纸是两向伸展，介质是均匀且连续的，因此当在导电纸上布有各种不同场源时，必定满足二维拉普拉斯方程：雾+雾-o(1)缸‘∥如果在纸上布有电性界面或良导体后，当供电时其电位方程满足方程(1)，存在边界条件：界面上电

3、位与电流密度的法线分量均保持其连续性，在界面存在的情况下，同时将各界面的边界条件代人到所得解中，去掉其中的常数，使一般解变成特殊解，这种计算工作是很繁重的，多数情况下是无解的。而导电纸则可以方便的给出各种复杂边界条件下的特殊解。由此可见导电纸是一种通过物理模拟来解释二维拉普拉斯方程的一种工具。ui=u。+1(2)上×磐：上×兰(3)一×一=——×一【j)pldrhp2魄0246810cm圈1导电纸上点电源充电电场梯度曲线作者简介：孙煜哲(1984一)，男，吉林人，助理工程师，从事物探找矿工作。图1就是在导电纸

4、剖面上测得的点电源充电场梯度詈曲线，它与二度线型充电场(罢=导×7孝7，pi为介质电阻率)的理论梯度曲线完全吻合，其量值相对误差小于l％。这说明了导电纸应用于二度问题的正演是完全可行的。2正演的基本方法技术Z1仪器设备进行导电纸正演时，需要的仪器设备有：电子自动补偿仪、导电纸、线电极、水银、大头针、供电面板、橡皮泥、导线若干等。对有关设备的特点有以下两点说明：线电极：线电极⋯用铁夹子排列而成，在另一面用铜片将夹子连起来，以达到各夹子相通的目的。另外跑极用的电极是用大头针按跑极的装置和点数全部钉在导电纸地形剖面

5、上，大头针可在地形剖面线向内1．5—2衄加钉，以防止导电纸边缘裂开。供电面板：为使在全部工作过程中供电电流保持同一数值，提高正演速度，同时不至于由供电电源过大而使仪器超格不读数。故需特制一个供电面板，其线路如图2所示，这样外线路有变化时，可不使电流变化。+。堋‘拦誉兰《一o。“一之州。蚓匝二卫圈2供电面板线路图2．2地电断面的模拟技术2．2．1良导体的模拟当研究的对象为金属矿体时，如果矿体的电阻率比围岩小几十或者几百倍时，一般来说，其场的分布与矿体的电阻率为零时，场的分布差别很小，因此良导体的模拟就是指p=0

6、的模拟。我们使用水银作为导体，在导电纸上用铅笔画上需要模拟的良导体形状，然后用橡皮泥在边界上围起来，中间灌上水银即模拟完毕。这种方法效果很好，而且不会改变导电纸的形状与结构。图3是用上述方法模拟的水平圆柱体所观测的充电法电位与梯度曲线，曲线的光滑性表明了导电纸是足够均匀的。丝茎蓬三叁鱼壑呈丝丝墨盔鬓垫丝丝垒篓玉um鲁40040200200O一20—40．，，‘7．、、、‘，，．<：：，7一、“．、～粤．’，一。＼一一一3。、、1。．，，，，77。，，一，l归图3水平圆柱体充电法电位与梯度曲线2．五2任意地电断

7、面的模拟野外的实际地质剖面是由各种岩性不同岩层所组成，加上浮土、构造等因素，形成了剖面电性的复杂性。在模拟以前必须对模拟地区的岩石电性做系统的测定，求出他们电性变化的相对值，作为模拟的依据B。3o。不同电性层的模拟，我们采用了导电纸迭层的办法，其边界用大头针按一定的间距1—0．5cm钉上。迭加的层数不同，其表现的电阻值也不同。图4是按上述方法所做的试验曲线，基层导电纸的电阻率为612·m左右，迭加一层电阻率为1．512·m的导电纸，其最终电阻率为1．2Q·In，试验曲线上所表现的量值与其吻合。‘12．m,-4

8、j，＼．∥＼}、’--一-一一一pP．．一、、＼j厂＼／厂pA、’。一一’一、、＼：／蚓图4不同电性层电阻率曲线2．2．3不良导体的模拟有些地质体的电阻率比围岩的高出几十～几百倍，甚至几千倍，对这种地质体的电阻率可看做p一∞，因此在导电纸上可用挖空洞的办法来模拟它们。3在某矿区的试验结果某矿区是含铜硫化矿床，其电阻率较低，导电性良好。成矿受构造控制，形成充填型黄铁矿。矿体的形状一般为透镜状、厚板状，