電法-激電法

1、礦產(chǎn)綜合勘查技術(shù) 激電法激發(fā)極化法，簡稱激電法，是以地下巖、礦石在人工電場作用下發(fā)生的物理和電化學(xué)效應(yīng)（激發(fā)極化效應(yīng)）差異為基礎(chǔ)的一種電法勘探方法。（1）直流電直流（時(shí)間域）激發(fā)極化法（2）低頻交流電交流（頻率域）激發(fā)極化法激發(fā)極化法是金屬礦床預(yù)測及找礦勘探中的最常用的地球物理方法，激發(fā)極化法利用巖石和礦石的激發(fā)極化特性來探測隱伏金屬礦床。在尋找硫化物金屬礦床特別是在尋找硫化物金屬礦床特別是浸染狀硫化物金屬礦床工作中，激發(fā)極化浸染狀硫化物金屬礦床工作中，激發(fā)極化法是最有效的物探方法，在實(shí)踐中已經(jīng)取法是最有效的物探方法，在實(shí)踐中已經(jīng)取得了顯著的地質(zhì)效果得了顯著的地質(zhì)效果。1 1 基本原理基本原理

2、2 2 應(yīng)用條件應(yīng)用條件3 3 適用范圍適用范圍4 4 具體操作具體操作5 5 應(yīng)用案例應(yīng)用案例1 1 基本原理基本原理（1）激發(fā)極化效應(yīng)的成因激發(fā)極化效應(yīng)的成因致密塊狀的電子導(dǎo)體面極化浸染狀的電子導(dǎo)體體極化（雖然礦體和圍巖電阻率差異可能小，但浸染狀礦體仍可以產(chǎn)生明顯的激發(fā)極化效應(yīng)）離子導(dǎo)體 “薄膜極化”假說向地下供入穩(wěn)定電流時(shí)，可觀測到電位差隨著時(shí)間變化，在一段時(shí)間(一般約幾分鐘)后趨于某一穩(wěn)定的飽和值；斷開供電電流后，電位差在最初一瞬間很快下降后，便隨時(shí)間增加緩慢下降，在一段時(shí)間后(約幾分鐘)衰減為零。在充電和放電過程中，這種隨時(shí)間緩慢變化的附加電場現(xiàn)象是由于電化學(xué)作用引起的，稱為激發(fā)極化

3、效應(yīng)(簡稱激電效應(yīng))。（2)2)直流激電法時(shí)間域激電法直流激電法時(shí)間域激電法%100)()(),(2TVtVtT在直流激發(fā)極化法中，用極化率極化率來表示巖、礦石的激發(fā)極化特性，即一次場二次場（3)3)交流激電法頻率域激電法交流激電法頻率域激電法用頻散率頻散率P P來表示，即%100221fffVVVP（4)4)視極化率視極化率s s和視頻散率和視頻散率P Ps s%100-%1002212fffssVVVPVV在電場有效作用范圍內(nèi)各種巖、礦石極化率或頻散率在電場有效作用范圍內(nèi)各種巖、礦石極化率或頻散率的綜合影響值的綜合影響值視極化率或視頻散率。視極化率或視頻散率。巖、礦石充、放電速度與其結(jié)構(gòu)和

4、物質(zhì)成分有關(guān)。一般來講，體極化的浸染狀巖、礦石比面極化的致密狀巖、礦石充、放電速度快。而體極化的巖、礦石中所含電子導(dǎo)電礦物減少時(shí)，其充、放電速度越快。電子導(dǎo)電礦物的含量越高，極化率越大；導(dǎo)電礦物的顆粒越小，極化率越大；致密程度越高，極化率越大；沿導(dǎo)電礦物延伸方向，或片理、層理，細(xì)脈方向的極化率大于垂直方向的極化率。此外，還與巖礦石的濕度，黏土礦物的含量、孔隙水礦化等因素有關(guān)。濕度，黏土礦物的含量、孔隙水礦化等因素有關(guān)。由于不同的巖石礦石的衰減速度不同，因此在斷電后同一時(shí)間測出的二次場電位差也不相同。一些金屬礦物二次場衰減慢，非金屬礦物二次場的衰減快。利用這一特性，即可以區(qū)分不同的巖石礦石。（5

5、)5)影響視極化率影響視極化率s s和視頻散率和視頻散率P Ps s的因素的因素常見巖石的極化率一般為1 12 2左右，個(gè)別可達(dá)4 45 5；多金屬硫化礦物因含有電子導(dǎo)體極化率一般比較高，可達(dá)10105050，但金屬氧化礦的極化率一般比較低；含炭巖層和石墨的極化率一般比較高，也可達(dá)10105050。（6)6)幾種規(guī)則形體的激電異常幾種規(guī)則形體的激電異常裝置類型裝置類型與電阻率法相同與電阻率法相同。直流激電法常用聯(lián)合剖面、中間梯度和電測深裝置；直流激電法常用聯(lián)合剖面、中間梯度和電測深裝置；交流激電法常用中間梯度和偶極裝置。交流激電法常用中間梯度和偶極裝置。 中間梯度裝置的激電異常1）球狀極化體的

6、激電異常良導(dǎo)高極化球體上的E2x，s，Ps曲線圖下部實(shí)線為一次場電流線，虛線為二次場電流線ssE2xxx2xx2JJEEss曲線和E2x曲線形態(tài)相似；特征點(diǎn)位置也基本相同。在球體上方，由于由于二次場與一次場方向相同二次場與一次場方向相同。故s為正值；球心正上方二次場最強(qiáng)，故s出現(xiàn)最大值；在球體兩側(cè)，二次二次場與一次場方向相反場與一次場方向相反，故s為負(fù)值；當(dāng)測點(diǎn)離球體很遠(yuǎn)時(shí)，二次場趨于零，故s也趨于零。 A 高級化良導(dǎo)球體B 高極化高阻球體a 視極化率曲線與視電阻率曲線形態(tài)相似b 流經(jīng)高阻體的電流密度較小，極化作用也較弱實(shí)際工作中，可利用主剖面的s曲線按下式估算球體中心深度：h0=1.3qh0

7、=2m式中q為曲線半極值點(diǎn)間距離，m為過拐點(diǎn)切線的弦切距2）脈狀極化體的激電異常直立橢球體主剖面上的視極化率異常A高極化良導(dǎo)脈體當(dāng)其走向與激發(fā)場方向一致時(shí)（b），極化體對其附近與其平行的極化電流有強(qiáng)烈的吸引作用，使電流更多的從極化體內(nèi)部通過，從而使激發(fā)極化效應(yīng)增強(qiáng)。此外，極化體強(qiáng)烈吸引其附件電流的結(jié)果，將使極化體上方地面附近的一次場電流密度大為減小，從而使這里的總場也相應(yīng)減弱。垂直吸引不那么強(qiáng)與激化場一致與激化場垂直與良導(dǎo)體相反。當(dāng)極化體垂直激發(fā)場，雖然對激發(fā)電流有排斥作用，但仍有一定數(shù)量的電流通過，使極化體產(chǎn)生激電效應(yīng)。但二者平行時(shí)，絕大多數(shù)電流繞過高阻極化體，極化較弱。主橫剖面極化率比主縱

8、剖面更大些。B 高極化高阻脈體當(dāng)脈狀體走向與均勻場垂直時(shí)，利用主橫剖面上的s曲線按下式估算球體中心深度：h0=0.5qh0=0.6m式中q為曲線半極值點(diǎn)間距離，m為過拐點(diǎn)切線的弦切距傾斜脈狀體主剖面上的視極化率異常高極化良導(dǎo) 于礦體傾向一側(cè)變化較緩，另一側(cè)較陡并出現(xiàn)極小值。極大值向傾斜方向位移高極化高阻 于礦體傾向一側(cè)變化較陡，并出現(xiàn)極小值。另一側(cè)較緩，極大值位移不明顯1:電阻率傾向判斷2:視極化率高低判斷3:視極化率判斷傾向4:視極化率極小、大值位置極限狀況考慮問題低阻-二次場電流線順礦體高阻-垂礦體下降緩慢下降緩慢高極化良導(dǎo)實(shí)質(zhì)：當(dāng)均勻場中存在與電場方向斜交時(shí)A 高極化良導(dǎo)流過礦體的電流盡

9、量沿著長軸方向的趨勢，長短軸比越大越明顯B 高極化高阻流過礦體的電流盡量沿著短軸方向的趨勢，長短軸比越大越明顯因此：在對資料解譯時(shí)，必須考慮因此：在對資料解譯時(shí)，必須考慮礦體和圍巖的電阻率比值礦體和圍巖的電阻率比值脈狀極化體激電異常的平面分布特征垂直斜交礦體中點(diǎn)礦體端點(diǎn)相當(dāng)左傾脈利用視極化率平剖圖判斷礦體走向時(shí)，需引起注意礦體端點(diǎn)相當(dāng)右傾脈影響 聯(lián)合剖面裝置的激電異常1）球形極化體圖曲線與高阻球體上的s聯(lián)合剖面曲線形狀相似：球心上方對應(yīng)著s值較高的反交點(diǎn)，交點(diǎn)兩側(cè)As和Bs曲線呈鏡象對稱。且這些特征與球體電阻率大小無關(guān).異常強(qiáng)度也變化AO與球心深度相當(dāng)供電極距大于球心深度2-3倍次極大值A(chǔ)0供

10、電極距相當(dāng)大（5h0)1:注意極化方向2:注意極化強(qiáng)度2）脈狀極化體的激電異常直立銅板上的激電聯(lián)合剖面曲線它和球體上方聯(lián)合剖面激電曲線特征相似，在脈的頂部上方出現(xiàn)反交點(diǎn)，交點(diǎn)兩側(cè)PAs和PBs曲線呈鏡像對稱異常隨供電極距的變化規(guī)律與極化球體的類似高極化高阻脈也類似，只是強(qiáng)度不一樣直立板狀體上的極化異常傾斜板狀體上的極化異常傾斜脈狀極化體上的激電聯(lián)合剖面曲線（a-良導(dǎo)脈體，b-高阻脈體）方法一方法一方法二方法二傾向一側(cè)面積大傾向一側(cè)面積大優(yōu)選優(yōu)選反交點(diǎn)向傾向位移極限狀況考慮問題低阻-二次場電流線順礦體高阻-垂礦體高極化良導(dǎo)體高極化高阻體（7)7)激電測深激電測深單對數(shù)坐標(biāo)2 應(yīng)用條件合適的地質(zhì)條

11、件：1) 地質(zhì)條件比較簡單、勘查對象與圍巖和其他地質(zhì)體之間具有較明顯的極化效應(yīng)差異的地區(qū)2) 地質(zhì)條件比較復(fù)雜，但用綜合物化探方法、地質(zhì)方法能夠大致區(qū)分異常的性質(zhì)或能減少異常多解性的地區(qū)不適宜的地理景觀條件：1) 地形切割劇烈、河網(wǎng)發(fā)育的地區(qū)2) 覆蓋層厚度大、電阻率又低（形成低電阻屏蔽干擾），無法保證觀測可靠信號的地區(qū)3）無法避免或無法消除工業(yè)游散電流干擾的地區(qū)3 適用范圍激發(fā)極化法目前主要用于勘查各種金屬硫化礦床、某些氧化物礦床、地下水，檢查其他物化探異常，有時(shí)還用于探測石油天然氣。某些有色金屬、貴金屬、稀有元素常與黃鐵礦化或其他礦化共存，因而可借以圈定有用礦產(chǎn)的礦化帶。優(yōu)點(diǎn)1) 不僅可以

12、發(fā)現(xiàn)致密狀金屬礦體，還可以發(fā)現(xiàn)和研究其它電法難以發(fā)現(xiàn)的浸染型礦體。當(dāng)?shù)V體的頂部或周圍有礦化（或其他導(dǎo)電礦物礦化）的浸染暈存在時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)規(guī)模較小或埋藏較深的礦體，2) 觀測結(jié)果受地形和其他因素（浮土加厚、找金屬礦時(shí)含水?dāng)嗔褞У拇嬖诘龋┑挠绊戄^?。ó?dāng)?shù)匦纹鸱鼤r(shí)，僅使異常形態(tài)和規(guī)模發(fā)生變化，但異常不會(huì)消失）；缺點(diǎn)：常見的黃鐵礦化、石墨化、磁鐵礦化或其他分散的金屬礦化，同樣可產(chǎn)生激電異常4 具體操作（1）裝置形式(不僅僅是中梯法!)中間梯度裝置常用于普查A AB距應(yīng)通過測深試驗(yàn)選擇。如果電源功率允許，且AB距增大時(shí)異常并不明顯減小，在觀測儀器檢測能力允許的條件下，AB距可盡量的大一些。MN距應(yīng)適合關(guān)

13、系式：MN（1/50-1/30)AB。用橫向中間梯度裝置確定礦體走向長度時(shí)，允許采用比縱向中間梯度裝置有較大的MN極距；B 觀測范圍限于裝置的中部。這個(gè)范圍不應(yīng)大于AB距的三分之二；C 當(dāng)測線長度大于三分之二AB距，需移動(dòng)AB極完成整條測線的觀測時(shí)，在相鄰觀測段間應(yīng)有2-3個(gè)重復(fù)觀測點(diǎn)，D 一線供電多線觀測時(shí)，旁剖面與主剖面間的最大距離，應(yīng)不超過AB距的五分之一。聯(lián)合剖面多用于詳查和勘探階段。比較適用于研究相對圍巖為低電阻率、陡產(chǎn)狀的地質(zhì)體。A AO3H（H擬探測地質(zhì)體頂部埋深）；B 電阻率聯(lián)剖表明，對良導(dǎo)電的陡立薄礦脈，最佳電極距AO=1/2(L+D)(L礦脈走向長度；D-礦脈延深長度)。C

14、 MN=(1/5-1/3)AO；D “無窮遠(yuǎn)”極，應(yīng)垂直測線方向布設(shè)，它與最近測線的距離應(yīng)大于或等于AO 的5 倍。當(dāng)斜交測線方向布設(shè)無窮遠(yuǎn)極時(shí)，它與最近測線的距離應(yīng)超過)10倍AO。（2）時(shí)間制式時(shí)間域激發(fā)極化法供電方式有單向長脈寬和雙向短脈寬兩種。在普查和大部分詳查區(qū)應(yīng)采用雙向短脈寬供電方式。研究異?；蚪鉀Q某些特定的問題時(shí)，也可采用長脈寬供電方式。一般供電時(shí)間5秒，周期20秒，斷電延時(shí)200 ms （具體情況具體設(shè)置）（3）工作精度無位差（無點(diǎn)位誤差），是U、I 的觀測誤差和其他誤差的疊加有位差（有點(diǎn)位誤差）是裝置誤差和無位誤差的疊加（4）測地精度（5）測線布置及測網(wǎng)精度A 測線應(yīng)盡量垂直

15、于極化體的走向、地質(zhì)構(gòu)造方向或垂直于其他物化探異常的長軸方向。極化體走向有變化時(shí)，測線應(yīng)垂直于其平均走向。極化體走向變化較大時(shí)，應(yīng)分別布置垂直于走向的測線，進(jìn)行面積性的工作。B 測線應(yīng)盡可能的與已有勘探線或地質(zhì)剖面重合。通過對比，可提高異常解釋水平和成果的有效性。樣品測定數(shù)量應(yīng)視需要而定，應(yīng)系統(tǒng)測定的巖（礦）石，每一類應(yīng)不少于30塊（6）電性參數(shù)（6）數(shù)據(jù)記錄及野外草圖中等硬度的鉛筆觀測結(jié)果應(yīng)在野外繪制草圖，并應(yīng)注明剖面號和測深點(diǎn)號、電極排列方向、各組MN值、觀測日期、操作者和記錄者的姓名 （7）野外觀測質(zhì)量檢查應(yīng)占總工作量的3-5 % 。當(dāng)不能對質(zhì)量作出肯定的評價(jià)時(shí)，應(yīng)增加檢查工作量，但增至

16、總工作量的20 %，而質(zhì)量仍不符合要求時(shí)，則相范圍內(nèi)的原始觀測資料應(yīng)作廢品處理（8）提交圖件實(shí)際材料圖；視激化率等值線平面圖；視激化率、視電阻率綜合剖面圖。5 5 應(yīng)用案例應(yīng)用案例案例1圖(a)中分布有有ss的四個(gè)高阻異的四個(gè)高阻異常常，規(guī)模不等，但走向大多呈EW，只是2號s異常因沿山脊分布，其走向從EW轉(zhuǎn)向NE。顯然，板巖地層中出現(xiàn)這種明顯的高阻異常，表明s高阻異常所在部位存在高阻的石英脈。除了1、3號s異常呈條帶狀分布外，2、4號s異常分布范圍較寬,且2號s異常的中心為低阻、兩側(cè)呈條帶狀的高阻，說明1、3號s異常反映的是單一石英脈，而2、4號s異常則反映出異常分布范圍內(nèi)有多條石英脈或較寬的

17、硅化破碎帶存在。北測區(qū)s (a)，F(xiàn)s(b)等值線平面圖判斷傾向?中梯法案例2A 判斷礦體電阻率和極化率性質(zhì)?B 判斷礦體傾向?C 優(yōu)先設(shè)計(jì)那個(gè)鉆孔?中梯法案例3天堂號鉛鋅礦體，地表見一連串老硐。礦體呈近連續(xù)透鏡狀，規(guī)模不一，深部有一個(gè)平硐（PD1）控制。礦體分布于斷層破碎帶上盤，其產(chǎn)狀為80 /NW70。該礦體金屬礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦，少量黃鐵礦。金屬礦物多呈細(xì)脈浸染狀，少量團(tuán)塊狀或星點(diǎn)狀。細(xì)脈浸染狀分布較均勻，而團(tuán)塊狀則分布不均。、號錳礦體，地表由一系列老采硐組成，礦體較為連續(xù)，規(guī)模較大。礦體呈不規(guī)則扁豆?fàn)睢⑺泼}狀。主要礦物有硬錳礦、軟錳礦、赤鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦。垂直分帶，一般在95

18、0米以上均為錳礦體，無鉛鋅礦化，在850米左右則開始見有鉛鋅礦化，而在700米以下則多為鉛鋅礦化，錳礦化較弱。從礦石類型判斷視電阻率和極化率可能情況?PbZnCu、AgW、MoSn、Bi發(fā)現(xiàn)了以Pb為主，伴有Zn、Cu、W、Sn、Bi、Mo的綜合異常 另一個(gè)濃度內(nèi)帶似柳葉形，呈北東轉(zhuǎn)南北向展布，最大值1418106，其南段與區(qū)內(nèi)硅化破碎帶走向吻合，北段呈南北走向，推測存在未知的南北向次一級斷裂構(gòu)造，控制了異常的走向 對東北角異常有何看法?圍巖巖性犁山組上段（J1l2）粉砂巖具有高阻低極化特征。而錳礦石、鉛鋅礦石具有低阻高極化特征 剖面線與地質(zhì)剖面線一致，即取垂直于控制、號礦體，線距200m，點(diǎn)

19、距10m。 測量控制點(diǎn)及測地工作質(zhì)量檢查 工作參數(shù)選擇 AB600m，MN40m，供電時(shí)間選擇5秒，供電周期20秒，延時(shí)200毫秒 物探工作前地質(zhì)條件較清楚的249/0點(diǎn)做激電測深 在物探工作前地質(zhì)條件較清楚的249/0點(diǎn)做激電測深 MN/2=1mMN/2=5mMN/2=20m激電測深采用全極距測量，供電極距AB/2=5、7.5、10、15、22、33、50、75、100、150、220，330，500 m，測量電極距MN/2=1、5、20m。供電時(shí)間采用5秒和3秒。測深結(jié)果見圖2。由圖2可見，AB/2在50m深度段時(shí)，視極化率出現(xiàn)極大值為8.9 %，而AB/2在其他深度段，視極化率（a）一般

20、為56%；供電時(shí)間5秒與供電時(shí)間3秒相比視電阻率（a）曲線形態(tài)一致，a值相差較小。而視極化率（a）曲線形態(tài)一致，但供電時(shí)間5秒的a值襯度較高。因此供電極距AB選擇600m，測量極距MN選擇40m，供電時(shí)間選擇5秒，供電周期20秒，延時(shí)200毫秒。 儲(chǔ)量方法技術(shù) 激電法使用DZD6A多功能直流電法(激電)儀，直讀視極化率（a）和視電阻率（a），同時(shí)記錄測量時(shí)的供電電流值（I）和一次場電位差（V1）。中梯剖面每個(gè)排列觀測段在2/3AB內(nèi)，更換排列時(shí)，接頭點(diǎn)不少于2個(gè)點(diǎn)。激電測深更換MN/2時(shí)，均有2個(gè)接頭點(diǎn) 每日開工、收工均進(jìn)行儀器性能檢查和線路絕緣檢查觀測點(diǎn)一般采取一次讀數(shù)，對畸變點(diǎn)、異常點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀質(zhì)量評價(jià) 室內(nèi)工作 PbZn視極化率、視電阻率判斷傾向？a背景值為4%6%，以a =7%等值線為界看出什么門道?結(jié)合土壤測量PbZnCu、AgW、MoSn、Bi以DHJZ3激電異常激電異常 為例DHJZ3異常位于工作區(qū)中西部，在DHJZ2異常南側(cè)，呈長條狀沿近東西向展布,西側(cè)未封閉，控制長800m，寬50150m不等。由附圖5可見， 0線從異常中部穿過。由0線綜合剖面圖（附圖4）可見，異常段出現(xiàn)在250264點(diǎn)間，寬140m，物化探異常特征如下：激電中梯a8%左右，a極大值8.5%，a1500m，呈高阻中等極化特征。中部（AB/2=33