频率域激电法
第四章频率域激发极化法
第四章 频率域激发极化法频率域激电法主要使用偶极装置。
我国常用的频率域视激电参数为视频散率 P s ；80 年 代初期，研制和引进了相位激电仪，开始在频率域激电法中研究新的参数——视相位φs ； 随后又研制和引进了频谱激电系统，使视复电阻率频谱r s (i w )成了新的研究对象。
下面分别 介绍这些参数的异常形态。
3.4.1 视频散率异常除在小比例尺普查找矿阶段使用单个或两个极距作偶极剖面观测外， 通常偶极—偶极装 置都采用多个极距的测量，即供电和测量偶极长度保持相同（AB =MN =a ），逐个改变偶极间 隔系数（一般 n=1，2，3，……，6）进行观测。
所以，偶极—偶极装置兼有剖面法和测深 法的双重性质，它的观测结果，除可绘制成剖面曲线外，更多地是表示为拟断面图。
图 3.4.1 给出了低阻水平、倾斜、垂直板状体和水平圆柱体上偶极装置的视频散率 P s 拟断面图。
模拟参数表明围岩是不极化的，而低阻极化体的频散率 P 2®100%。
从图 3.4.1 可看到，不同形状和产状的极化体上的 P s 拟断面图有很大差别：低阻水平板状极化体的 P s 拟断面图的高值等值线对称地位于极化体两侧下方，呈“八”字形分布。
当一个偶极（AB 或 MN ）位于远处，另一个偶极（MN 或 AB ）位于极化体正上方，对极化体水平极化（即沿延伸方向极化），可得到最大的激电异常。
低阻倾斜板状极化体的 P s拟断面图具有不对称形状， 主异常的倾斜方向与极化体的倾向相反，极化体位于主异常等值线簇的上端附近。
P s 异常极大点位于 极化体下盘。
这是因为该点图3.4.2 体极化球体上偶极装置的视相位φs 剖面曲线和拟断面图球体参数：r 0=5；h 0=6，ρ20=10Ω·m ，m 2=0.6，c 2=0.25，τ2=1s ；围岩参数：ρ10=10Ω·m ，m 1=0.04，c 1=0.25，τ1=0.1s ；偶极长度 a=2；频率 f =1Hz 。
频率域激电法应用
频率域激电法应用1.引言1.1 概述概述频率域激电法（Frequency Domain Electromagnetic Method）是一种非侵入性的地球物理勘探方法，通过测量地下电磁场的频率响应，来获取地下介质的相关信息。
频率域激电法广泛应用于矿产勘探、工程地质、环境地质等领域。
在频率域激电法中，通过将电磁驱动信号输入至地下，通过接收对应的电磁响应信号，可以获取地下介质的电磁特性参数。
这些电磁特性参数包括地下介质的电导率、磁导率等，并且这些参数与地下介质的物理性质密切相关。
与传统的直流激电法相比，频率域激电法具有诸多优势。
首先，频率域激电法能够提供更为丰富的地下信息，可以较为准确地刻画地下介质的电磁特性参数。
其次，频率域激电法具有较高的测量分辨率和深度探测能力，能够较为准确地确定地下界面和异常体的位置以及形态。
此外，频率域激电法还具有较好的时间效率和成本效益，适用于大范围的地质勘探工作。
因此，本文将主要探讨频率域激电法在地质勘探中的应用。
首先，将介绍频率域激电法的基本原理和测量方法，以及激电源和接收器的选择。
然后，将详细介绍频率域激电法在各个领域中的应用案例，包括矿产勘探、工程地质和环境地质等。
最后，将总结频率域激电法的优势，并展望其在未来的发展前景。
通过对频率域激电法的深入了解和应用，我们可以更好地了解地下介质的性质和结构，为矿产勘探、工程规划和环境评估等提供可靠的地质信息支持。
希望本文的讲解能够对读者对频率域激电法的理解和应用有所帮助，推动该方法在地球科学领域的进一步发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该对读者介绍文章的组织结构和各个章节的主题。
下面是对文章结构部分的一个例子：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行介绍和探讨频率域激电法的应用。
首先，在引言部分概述了整篇文章的内容和目的，接着在正文部分讲解了频率域激电法的基本原理以及它在地质勘探中的应用。
最后，在结论部分对频率域激电法的优势进行了总结，并展望了它在未来的发展方向。
双频激电法野外工作手册
第一章前言双频激电法是在何继善院士发明的双频激电仪的基础上发展起来的一种频率域激电法，该方法曾在有色、地质、石油、煤炭、冶金等系统得到广泛应用，在普查找矿工作中发挥了重要作用。
随着双频激电法在我国地质矿产普查领域的普及，根据国家地质调查局的意见，为了实施规范化管理，进一步提高双频激电法的找矿效果，特编写本工作手册。
本手册的部分数据是依据2000年及2001年双频激电示范区的工作，以S-2型双频激电仪为例，结合我们以前在实际应用中所取得的成果得来的。
1.1 双频激电法的应用范围随着双频激电法在全国有色金属系统、冶金系统、地质系统、化工系统、基建工程兵部队和水电系统等地质队、物探队的推广使用，应用地区遍及全国各地，其中包括气候恶劣、气温变化很大的新疆、青海、甘肃，气候潮湿的福建、广东、广西，地形起伏剧烈的云贵高原，天气寒冷的东北三省及风沙严重的内蒙地区。
矿种涉及锡、铜、铅、锌、钨、锑、金、银、锰、铁等金属矿产和硫、磷、硼、煤等非金属矿产，并能解决工程、水文地质问题。
1.2 工作设计的编写工作设计是保证完成工作任务的作战方案和措施，没有设计和设计未经上级主管部门审查批准不得施工。
一般临时性零星突击工作、方法试验及矿点踏勘检查可不编写设计。
在接到任务后，应进行现场踏勘，收集工作区的各种有关资料，结合现场实际情况，组织编写工作设计。
新测区和新矿种的设计由于物探资料较少，依据不够充分，应酌情在方法试验的基础上进行编写。
矿区外围及面积较大的普查、详查工作应编写总体设计，根据总体设计逐年编写年度工作设计。
设计一经审批，不得更改。
在施工中发现设计有不符合实际的地方，应由施工单位提出修改意见，报上级有关部门审批，未经批准不得任意更改。
工作设计书应由物探技术人员本着文字简练、图件准确美观精神编写，主要内容参照国家地质调查局有关文件。
附件3。
1.3 工作报告的编写工作报告是总结物探工作的地质效果，进一步指导找矿的重要资料，必须认真严肃编写。
双频激电法前言
双频激电法何继善著中国教育出版社出版谨以此书献给中国工程院成立十周年和在崇山峻岭中艰苦跋涉为祖国寻找宝藏的地质、和地球物理工作者前言电法勘探是包括很多方法的一种地球物理勘探方法，其中，人工场源的电法勘探，究其本质可以归纳为电阻率法、电化学方法和探地雷达法三大类。
而在电阻率法和电化学方法中，按测量方式又可分为时间域方法和频率域两种。
，作为一种重要的电化学方法，是寻找金属矿最为有效的一种地球物理勘探方法。
与电阻率类方法相比，其优越性表现为：只有电子导体才能引起明显的激电异常，非极化岩石的不均匀性或地形不会引起假异常。
时间域激电法装备笨重，野外工作成本高，限制了它的大量应用，频率域的本质优点是轻便和抗干扰能力强。
然而，由于历史的原因，最早是以变频法开始进行频率域激电工作，它的精度低，速度慢，在一定程度上妨碍了频率域激电的推广应用。
研究激电效应随时间变化规律的称为时间域激电，研究激电效应随频率变化规律的称为频率域激电。
时间域激电法的充放电时间特性本身就说明激电现象必然存在频率依从关系，这也就是说就方法原理而言，频率域激电法与时间域激电法是等效的。
但在实际应用中，由于二者所用技术不同，又有诸多差异。
早在1934年，斯密施——罗斯（Smith-Rose）在用交流电测量岩石电性时，就已经发现岩石的等效电导率是一个复量。
然而，由于技术的原因，在1950年以前所有激电法都是采用时间域测量。
1958年苏联专家柯马罗夫（ВАКомаров）来华讲学，将时间域激电方法法带到了中国。
那是单向长脉冲（一般为2分钟）供电、供电时测总场电位差、断电后测二次电位差，因而是时间域激电法。
因为当时我国只有这样一种技术，人们笼统地称它为激电法，而没有在前面加形容词。
引入变频激电法后，为了区别，人们将变频激电法又称为交流激电法，而将前者称为直流激电法。
后来的“直流”激电用了双向短脉冲供电，明显是交流了，再叫直流激电显得很不合适。
因为它是研究二次电位的时间依从关系，将它规范为“时间域激电”是必要的。
频率域激电技术规程
频率域激电技术规程频率域激电技术规程是指在电力系统中，针对频率域激电技术的应用及管理制度的一系列规范性文件。
频率域激电技术是一种用于电力系统的在线监测和故障诊断技术，广泛应用于发电厂、变电站、输电线路以及配电系统中，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
本规程旨在规范频率域激电技术的应用准则、设备选型、安装调试、故障诊断及数据分析等方面，以确保该技术在电力系统中的有效运用。
一、频率域激电技术概述频率域激电技术是一种通过实时监测电力系统中的频率响应，识别故障特征，对系统进行故障诊断和评估的技术手段。
通过对电力系统频率响应的分析，可以准确判断系统中可能存在的故障类型、位置和严重程度，为运维人员提供准确的故障信息，从而快速做出应对措施，确保电力系统的安全稳定运行。
二、频率域激电技术应用准则1. 针对不同类型的电力设备，确定频率域激电技术的监测频率和参数范围，并建立相应的技术数据库。
2. 制定频率域激电技术应用的标准流程和操作规范，包括设备监测、数据采集、故障诊断和分析等方面的详细操作要求。
3. 确定设备故障预警值和报警级别，建立故障预警及应急处理机制，确保故障发现后及时响应。
三、频率域激电技术设备选型1. 根据电力系统的实际情况和需求，选择合适的频率域激电技术监测设备，确保设备具备高精度、高灵敏度和高可靠性。
2. 参考相关技术标准和规范，对设备进行严格的技术评估和性能测试，确保满足电力系统监测和诊断的要求。
3. 为提高频率域激电技术设备的可靠性和可维护性，建立设备的定期检测和维护制度，确保设备长期稳定运行。
四、频率域激电技术安装调试1. 根据频率域激电技术设备的安装要求和技术规范，进行设备的合理布置和接线连接。
2. 对设备进行严格的校准和调试，确保监测数据的准确性和可靠性。
3. 执行设备安全用电规程，确保设备的安全运行并避免对电力系统的影响。
五、频率域激电技术故障诊断及数据分析1. 根据电力系统的实际运行情况，建立完善的频率域激电技术故障诊断与数据分析系统，实现数据的实时采集、存储和分析。
频率域激电法
频率域激电法的应用
金属矿床勘探
频率域激电法能够有效地探测和定位金属矿床，尤其是导电性较好 的铜、铁等金属矿物。
解决地质问题
频率域激电法可以用来解决各种地质问题，如断层、破碎带、岩溶 等地质构造的探测，以及土壤污染调查和地下水研究等。
频率域激电法
目 录
• 引言 • 频率域激电法的基本原理 • 频率域激电法的测量系统 • 频率域激电法的应用实例 • 频率域激电法的优缺点分析 • 频率域激电法的发展趋势与展望
01 引言
背景介绍
频率域激电法是一种地球物理勘探方法，主要用于寻找金属矿床和解决地质问题。
它利用人工或天然电磁场在地下导电介质中产生的电化学作用，通过测量电场和电 流的分布来推断地下地质结构。
频率域激电法能够提供高分辨率的地质信息，有助于识别和区分不同 的地质构造和矿体。
抗干扰能力强
由于采用电磁波作为探测信号，频率域激电法不易受到地形变化、地 表覆盖物等因素的干扰，能够更好地反映地下电性分布。
信息量大
频率域激电法可以获取丰富的地质信息，包括电阻率、极化率、相位 差等参数，有助于更全面地了解地下地质情况。
操作简便
频率域激电法设备轻便，便于携带和移动，同时操作简便，降低了对 操作人员的技术要求。
缺点分析
成本较高
频率域激电法需要使用专业的仪器和设备，相对于其他物 探方法，其成本较高。
解释难度较大
频率域激电法的解释需要综合考虑多个参数和地质因素， 对于一些复杂的地质构造和异常体，其解释难度较大。
对环境要求高
工程地质勘查
在工程地质勘查中，频率域激电法可用于评估岩土体的工程性质，如 岩土体的稳定性、含水性等，为工程设计和施工提供依据。
第二章 频谱激电(复电阻率)法
ρ (iω ) = ρ 0{1 − m[1 −
1 1 + (iωτ )c
2.2.3 进行野外观测数据的处理和绘制相应的图件
数据处理： ： （1）数据转录：将野外观测数据录入计算机中，并按一定的格式分别写成数据 文件（C 文件——标定数据文件和 E 文件——实测数据文件）；进而将不同增益 挡的几个 C 文件组合在一起，形成 M 文件——标定文件。
98
（2）底数校正：用标定数据（M 文件）对实测数据（E 文件）进行仪器和观测 装置底数校正，校正后的结果记入 L 文件中。 （3）去藕校正：用两个 Cole-Cole 模型或改进的 Cole-Brown 模型拟和野外实测 数据，确定代表激电效应的视频谱参数： ：零频视电阻率ρs0，激电视充电率 ms， 即激电视极化率ηs，视时间常数τs 和视频率相关系数 cs；进而由经“去藕”分离 出的电磁效应， 获得两个新的电磁效应参数： 剩余电磁效应 （REM） 参数ϕm / ϕm0 和电磁视电阻率ρω。 图件绘制： ： （1）绘制频谱曲线图 （2）绘制小频谱图（按顺序将各测线、各测点和各电极距系数的小频谱曲 线绘出和排列在一起） （3）绘制拟断面图（通常，每条测线都绘制出上述六个参数的（共六幅） 拟断面图）
§2.1
频谱激电法的基本原理
频谱激电法 SIP（复电阻率法 CR）是用常规电阻率法的电极装置，在超低 频段上（f = 10-2 - n 102 Hz )，观测视复电阻率频谱：
∆U ρ s (iω ) = K % I
第三章 双频道激电的观测方法及其特点
时接收双频信号，自动计算并显示视幅频率和高频或低频电位差以及其它参数。普查时 采用的基本频率对为 0.3HZ 和 3.9Hz，必要时也可采用其它频率对。本方案的关键是同 时供双频电流并同时观测双频信号。
图 3.3 双道道观测方案示意图
S1 和 S2 型双频道数字激电仪是采用双频道观测方案的频率域激电仪。该仪器由我 国三明无线电二厂生产，已在全国二十九个省、市的多个地区推广应用，取得了良好的 地质效果和社会、经济效益。如图 3.3 所示，双频发送机向地下供以一定的双频电流， 双频接收机同时测量双频信号。 双频接收机主要包括以下部分： ⑴共同通道将高频和低频电位差同时放大； ⑵分选 通道将放大后的信号分选出高频电位差和低频电位差；⑶计算、显示部分。根据需要， 可以计算和显示出下列所有参数或其中部分参数。 高频振幅 AG 高频相位 G 高频实分量 RG 高频虚分量 IG 视幅频率 FS 低频振幅 AD 低频相位 D 低频实分量 RD 低频虚分量 ID 高、低频相对相位差
任何勘探方法都必须同时考虑地质效果和勘探成本。 双频激电法在兼顾这两方面有 明显的优越性，它可以用较低的成本获取较多的地质信息。根据实际的地质情况和勘探 任务，可以采用下列一种或几种观测系统： （一） 双频道幅频测量：以测量高、低频振幅为基础，如图 (3.4a) 所示，同时
测量高、低频率电位差的幅值 VG 和 VD，并计算视幅频率 FS
FS V D VG 100 % VD
(3.1.5)
这种观测系统轻便、观测速度快、信噪比高，精度高，可以作为普查的基本方法。
图 3.4 双频道振幅测量(a)和双频道相位测量(b)示意图
64
（二）
双频道振幅——相位测量：除了同时测量双频振幅之外，还同时测量双
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
任伟龙 地空学院地球物理系 Email:rwlong001@
2013-7-12
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• • • • • • •
激电的发展状况 频率域激电法的基本概念 柯尔-柯尔模型的频率域表达式及各分量表达 式 柯尔-柯尔模型的时间域表达式 小结 今后计划安排 参考文献
2 我国激电的发展
• 我国50~60年代基本上使用的是时间域（即 “直流”）激电法，其观测仪器较易制造，而 且由于通常是观测供电脉冲断开几百毫秒之后 的二次场，受电磁耦合的干扰较小，故工作 方法和解释理论都比较简单。但这种方法的装 备十分笨重，生产效率低、成本高。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 所以，尽管浸染状矿体与围岩的电阻率差异很 小，仍然可以产生明显的激发极化效应，这就 是激发极化法能够成功地寻找浸染状矿体的基 本原因。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 应该指出，面极化和体极化的差别只具有相对 意义。 • 严格说来，所有激发极化都是面极化的，因为 从微观来看，体极化中每一个极化单元的激发 极化也都是发生在颗粒与其周围溶液的 界面上。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
· 参数τ R R R 乃是从整个等效网络看，与电抗 i c 并联的电 阻——Ra和Rb 的表达式(3.8)中方括号内的部分 Rc
1 c 1 k i [ ix ] k
(3.1)
后者可表示为一个纯电阻R和电抗的并联。故体极 化可用图3-1(b)所示等效网络电路来表示。下面来 推导其阻抗的表达式
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
根据阻抗并、串联的关系，等效网络电路3-1(b)的 交流阻抗
• 为了克服这些缺点，我国从70年代初期开始引进 频率域（即“交流”）激电法最初采用的是以观 测交变电流场幅值为基础的交频激电法。这种方 法至少要在两个频率上作观测，野外工作不便， 观测效率也很低。于是，接着又研制了以观测地 中交流电场（电位差）相对于交变供电电流之相 位移为主要参数的相位激电仪，开展相位激电法。 后一方法可以只在一个频率上作观测，这相对于 变频法是一个进步。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 直到1932年和1934年，美国人韦德和马勒才进行 了实验，他们隐约觉得有可能提出一种基于电化 学效应的勘探方法。另外在美国，波塔彭科-彼得 森公司1940年提出一种基于含油和不含油地层的 选择性极化效应的油矿勘探方法，但是这些实验 都没有取得令人满意的效果。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
柯尔-柯尔模型的频率域表 达式及各分量表达式
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
1 体极化的等效电路
（a）
（b）
图3-1 矿化岩石极化单元(a)及其等效电路(b) 1-脉石矿物；2-裂隙水通道；3-电子导电矿物颗粒
Ra Rb R x Ra Rb R
1 c
(3.8)
由(3.7)式经过相当推演后，可将等效网络阻抗写成
1 Z i Z 0 1 m 1 c 1 i
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
我们考察矿化岩石（体极化体）内一个小单元[图 3-1(a)]其中脉石矿物（1）实际上为绝缘体；离子 导电（裂隙水）通道（2）概括为两条：a——未被 电子导电矿物粒（3）堵塞的通道和b——被电子导 电矿物粒堵塞的通道。a通道只有纯电阻Ra；而b通 道除离子导体和电子导体内部的纯电阻Rb之外，还 串联有电子导电颗粒表面极化的等效阻抗ZIP。根 据式子
R a Rb R Z0 R a Rb R
在频率ω →∞时 ，ZIP→0，
(3.4)
Ra Rb Z Ra Rb
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
(3.5)
由此可计算极限极化率m
Ra R Z 0 Z m Z 0 ( Ra Rb )(Rb R)
Z i 1 1 1 Ra Rb Z IP Ra Rb Z IP Ra Rb Z IP
(3.2)
当前
Z IP
1 1 c ix R
1 ix R
c
R
(3.3)
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
在频率ω =0时，ZIP=R，
• 三十年代末期，苏联在油田测井中引入了IP法， 用以确定地层的渗透率。1941年达赫诺夫提出了 用这种方法勘探硫化矿的可能性。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
•
四十年代末期，差不多在施伦姆贝格发现激发 极化之后三十年，经过认真的，系统的研究， 最后才使得IP法同时在美国和苏联的勘探工作 中得到了利用。1946年纽蒙特勘探公司与新泽 西州的布坦射频实验室协作，着手研究IP现象。 1947到1952年期间他们完成了很多野外实验工 作。在1948到1954年期间，赛格尔导出了各种 形状体（其中包括层状体、接触带和岩脉）时 间域的IP响应公式。从1949年起维特对IP法进 行了许多研究，包括电容耦合和电磁耦合效应， IP响应随粒度，形状和取向的变化，以及由时 间域响应曲线向频率域响应曲线的转变。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
2
面极化和体极化
• 在激电法的理论和实践中，为使问题简化，将岩、 矿石的激发极化分为理想的两类。 • 第一类 是“面极化”，其特点是激发极化均发 生在极化体与围岩溶液的界面上，如致密的金属 矿或石墨矿属于此类
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 然而，实践中应用激电法又都是宏观地研究矿 体、矿带或地层等大极化体的激电效应。 • 故在此讨论体极化体的激发极化特性。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
3离子导体的激发极化成因 • 一般造岩矿物为固体电解质，属离子导体。 • 野外和室内观测资料表明，不含电子导体的一 般岩石，也能产生明显的激电效应。 关于离子导体的激发极化机理，所提出的假说 和争论均较电子导体的多，但大多认为岩石的 激电效应与岩石颗粒和周围溶液界面上的双电 层结构有关 (见图2.4,a)。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
图2.1 一块黄铁矿化岩石标本的充电和放电过程 （实测曲线）封蜡法测定。标本横面积s=72厘米2；标 本厚度d=6厘米2；供电电流I=10毫安
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
图2.2 黄铁矿标本的激电频率特性曲线 黄铁矿标本：颗粒大小0.84~2mm；0.01N的NaCl溶液5%
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
激电的发展状况
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
1 国外激电的发展
• 法国科学家C.施伦姆贝格对发展电阻率法和 自然电位法作了许多工作，IP现象的发现也 应归功于他。他把这种现象命名为 “Polarisation Provoquée”(激发极化)， 简称PP。1920年在金属硫化物矿床上首次进 行了时间域测量。奇怪的是施伦姆贝格关于 激发极化的一些著作竟无人过问达15年之久， 而且也没有人想在实践中加以应用。必须承 认，它本人也并不打算利用自己的发现。在 当时的技术条件下，要精确地检测出微弱的 IP信号确实困难。加之施伦姆贝格又发现没 有矿体存在时也有或强或弱的IP现象出现。
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
•
• 主要假说都是基于岩石颗粒—溶液界面上双电层 分散结构和分散区内存在可以沿界面移动的阳离 子这一特点提出来的。 • 其有代表性的假说是双电层形变说。 • 现简述如下： • 双电层结构 • 由于阳离子交换特性，在岩石颗粒与周围溶液的 分界面上会形成这样一种双电层；
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
图2.3
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
岩石颗粒-溶液界面上双电层的结构
图2.4 岩石颗粒表面双层变形引起的激电效应
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 在外电流作用下，岩石颗粒表面双电层分散区之 阳离子发生位移，形成双电层形变(图2.4，b)； • 当外电流断开后，堆积的离子放电，恢复平衡状 态(图2.4，c)，从而可以观测到激发极化电场。 • 双电层形变形成激发极化的速度和放电的快慢， 决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径的长短， 因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数(即充电 和放电时间长)，这是用激电法寻找地下含水层的 物性基础
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 1950年以前，所有的IP测量都是在时间域进行的。 1950年根据实验室的测量结果，科列特和赛格尔 提出了用不同频率的交流测量方式。维特大大地 扩展了这种方法的可能性，并在当年进行了成功 的实验
CHINAห้องสมุดไป่ตู้
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
CHINA
UNIVERSITY OF GEOSCIENCES
• 靠岩石颗粒一边为固定在岩石颗粒表面的负电荷， 而在溶液一边为正离子。后者由于静电力和离子 热运动的影响分成两部分：靠近界面的部分，正 离子被固相表面的异性电荷紧紧吸引，不能自由 活动，这是所谓“紧密层”；稍微远离界面处， 正离子受固相表面异性电荷的吸引力较弱，可以 在一定的范围内平行于岩石颗粒表面运动，这是 所谓“分散层”(见图2.3)。“紧密层”的厚度 与离子直径的数量级相同，约为10-8米；从“分 散层”到正常溶液是逐渐过渡的，“分散层”厚 度大体可达10-7~10-6米。