第三章激发极化法.ppt

相应的边值问题可为 利用: 得到: 边界条件 体极化 面积极化 总场 一次场 场的类型 归纳出一次场和总场的边界条件 从而，体极化总场定解问题与一次场（无极化效应）的定解问题形式相同，仅是将一次场的电位表达式中将ρi替换成 ，即可为相应的体极化总场 —— 等效电阻率法。 体极化球体电流场的计算 设：围岩：电阻率为ρ1， η1=0 ； 　　球体：半径为r0，电阻率为ρ２，极化率为 η２; 均匀外场：E0=ρ1j0；球坐标原点取在球心。 利用等效电阻率法求解极化场的总电场 (a)在均匀水平外电流场中一次场电位（无极化） （b）在均匀水平外电流场中总场电位（有极化） （c ）在均匀水平外电流场中极化二次场电位 由 利用 又有 其中 分析： 激电二次场在球体外的分布等效位于球心的电流偶极电场，其强度决定于PV。 ① PV与j0成正比； ② PV与r30成正比； ③ PV与η2成正比； ④ PV与μ2的关系： μ2→0，和μ2→ ∞时， PV→0； PV→ Pmax 即：等效电阻率的饱和效应 体极化电场的模拟方法 等效电阻率法不仅可用于体极化场的解析计算，还可以用于体极化场的数值模拟和物理模拟。 数值模拟方法 利用等效电阻率法，首先将地下极化体的真电阻率ρj替换成给定频率ω下按柯尔-柯尔模型计算的复电阻率 利用电阻率法中无激电效应的所谓一次场电位数值模拟方法，模拟计算体极化时频率域的总场电位值，进而计算视复电阻率ρs(iω)，从而实现复电阻率法或频谱激电法的正演计算。 （b）物理模拟方法 仍利用等效电阻率原理，通过导电纸或电阻网络方式，实现体极化场的物理模拟． ① 按地下地质体的真电阻率（ρi）构筑物理模型，测量出一次场电位； 利用 极限等效电阻率构筑同样形体几何大小的“等效”模型，测量出“等效”激电总场电位； （C）体极化场模拟准则 与电阻率法相同：尺寸成线性比例，电参数相同。 §3-2 激发极化法的仪器设备与工作方法 一、仪器设备 激发极化法的主要电性参数为：ηs和Ps，因此，时间域激发极化仪，要求仪器既要测△U（T）值，又要测断电t后的△U2（T，t）值。并且T，t可调，特别是t可读取一个系列或连续△U2（T）值。 频率域激发极化仪供电与接收可同步工作两个以上频率，能自稳电流，分别观测△U（fD）和△U（fG）值． 时间域激发极化仪工作原理 二、工作方法 与电阻率法相同，不同点是属于比值参数 测量，不受地形影响；电阻率法中的各种装置类型也适用。 §3-3 激发极化法常用装置的激电异常 激发极化法常用装置类型与电阻率法相同，时间域激发极化法主要用于有：中梯，联剖，四极测深和偶极法；频率域激发极化法主要有偶极法。 一、中间梯度装置的激电异常 1.球形极化体 在围岩不极化的的条件下，体极化球体的中梯激电异常实际上是以上讨论的均匀场条件下的激电异常。时间域内，可利用均匀场总场减去一次场，求得二次场后，代入ηs公式，有 式中 式中其他符号与以前所述相同。 激电异常特征： （1）主剖面激电异常特征 ①异常幅度正比于 轴对称分布正异常为主，两侧对称分布负极小值异常； ②球体中心埋深与异常关系 ③饱和效应 即：良导体与高阻体ηs异常小，而中等相对阻值则对应ηsmax值。 （2）平面激电异常特征 沿外电场方向为长轴走向的椭圆形等值线分布，中间为对称分布的正异常，两侧对称分布的负异常。 椭球体极化体 它代表了具有一定走向和延伸的极化体，按其走向与AB、MN的布向可分为：纵向中梯和横向中梯两种，前者AB和MN方向与其走向垂直，后者为布极方向与其走向平行。 （1）直立椭球体ηs异常 设：μ21。 ①纵向中梯ηs异常 （a）在椭球体投影范围内为正异常为主呈轴线对称分布，两侧对称分布负异常极小值，； （b）离开椭球体投影范围，异常幅度明显变小，可依据平剖图该特征估计极化体的走向长度。 ② 横向 剖面异常 呈轴对称正异常分布； (b) 当测线离开椭球体投影范围，异常 变为轴对称的负异常，其幅度随远离极化体而减小，由此特征可确定极化体的走向长度。 ③ μ21条件下，由于良导体走向方向对电流吸引作用强，极化作用强，则横向比纵向异常幅度大； μ21条件下，由于高阻体走向方向对电流排斥作用弱，流入体内电流少，极化强度弱，则情况相反。 （2）倾斜椭球体 （a）不同相对电阻率μ2，纵向中梯ηs异常反映出不同成 度的非对称， μ2值越小，其不对称