25.激发极化法.ppt

4.1 激发极化法应用范围：寻找金属硫化物及某些金属氧化物，如黄铜矿、方铅矿、黄铁矿、赤铁矿、赤铜矿等。特点：可寻找致密块状的金属矿，也可寻找浸染状矿体。能区分电子导体与离子导体形成的矿与非矿异常。受地形影响较小。缺点：不能区分有意义的矿异常与无工业意义的黄铁矿化、石墨化引起的非矿异常。 定义：激发极化法是以岩（矿）石在人工电场的作用下而产生的激发极化效应为基础的一种物探方法 在电法勘探中，人们发现不仅在供电的同时可以观测到一个稳定的?v1 ,而且在断电后仍可观测到一个随时间而衰减的?v2， 这种在人工电场的作用下岩（矿）石产生二次电场的现象，称为岩（矿）石的激发极化效应。 根据矿石与岩石传导电流性质的不同，可将它们分成电子导体及离子导体。 对于多数金属硫化矿物、氧化矿物及石墨都属于电子导体，因为它们是靠本身具有的自由电子传导电流的。 而对于那些矿体周围的围岩则属于离子导体，它们是靠围岩裂隙中水溶液内的离子传导电流的。 一、直流激发极化法 （一）直流激发极化法的基本原理 1.电子导电矿物激发极化场产生的原因 对于电子导体的激发极化效应，主要是由于电极极化产生的。 在未通电时，含有金属导电矿物的岩石与围岩水溶液接触时，往往在矿物与溶液的接触面上形成均匀分布的偶电层。 当电子导电矿物位于人工电场中时，电场将使导体内部电荷重新分布，其自由电子将沿电场反方向移动，结果在电子导体表面附近形成了电性符号相反的偶电层电位跳跃。对于这一过程，我们称为电子导体的电极极化。 当断开供电线路后 一次电场马上消失，此时被极化了的电子导体将通过围岩中的水溶液及导体本身进行放电，直至恢复其原来偶电层的均匀分布为止，从而在地下岩石中产生电场，即二次电场。 如果此时将测量电极MN置于地面上，即可观测到一个随时间衰减的二次电位差。 对于浸染状矿体，虽然它与围岩电阻率差异很小，但对其中每个小颗粒在其表面均能形成明显的激发极化效应，这就构成了利用激发极化法寻找浸染状矿体的物理化学基础。 不含电子导电矿物的围岩均属离子导体。对离子导体产生激发极化效应的说法很多，大多数倾向于“薄膜”极化效应。在激发极化法中表现为背景场。 2.激发极化场的充、放电曲线 在供电开始的瞬间，观测?v1，随着供电时间的增加矿体会产生激发极化效应，矿体被极化，电位差为?v2， 当突然断开供电线路后?v1消失，此时在测量电极之间会观测到随时间而衰减的电位差?v2，它就是岩矿石在人工电场的作用下形成的极化场的电位差。 3.岩矿石的极化率在不同的岩矿石之间它们的极化效应是不同的，为了说明不同岩矿石间极化效应的强弱，以极化率（?）来表示。当地下存在两种以上极化率不同的岩矿石时，此时它的极化率应是地下各种岩矿石激发极化效应的综合反映，在这种条件下的极化率称为视极化率（ ?S ）  ?S= ×100% 岩（矿）石极化率的大小主要取决于矿石中电子导电性矿物的含量及其结构构造，以及岩石孔隙通道及其含水状况。下表为安徽铜陵地区测定的岩矿石极化率 有表可见，不含电子导电矿物的围岩比含有电子导电性矿物的矿石的极化率要低的多，激发极化法就是利用它们之间存在着明显的极化率差异进行找矿的，并且还可根据极化率的高低区分矿与非矿异常。 （二）各种电极装置?S曲线的基本特征 1.中间梯度装置?S曲线特征 埋深越浅极大值越大，极小值越明显、曲线梯度越大、异常范围越窄；图3.4—3 埋深越深极大值越小，极小值越不明显、曲线梯度越小、异常范围越宽； 矿体水平或直立时， ?S曲线对称、极大值对应矿体中心在地面上的投影。 矿体倾斜时， ?S 曲线不对称、沿矿体倾斜一侧较另一侧变化平缓。图3.4—4 穿过矿体的测线曲线异常幅值大，离开矿体端点的测线?S 迅速降低，据此我们可以判断矿体沿走向的长度 2.联合剖面装置?S曲线特征 对应矿体顶部出现?S 曲线反交点 矿体直立时?S 曲线对称，矿体倾斜时曲线不对称，在矿体倾斜一侧曲线的极大值大于另一侧曲线的极大值。因此可利用曲线极大值连线的反方向确定矿体的倾向。 也可利用矿体倾斜一侧的曲线面积大于另一侧的曲线面积判断矿体倾向。 3.激发极化测深?S曲线特征 对于板状体， ?S 曲线的转折点所对应的AB/2值与矿体顶部埋深相近，据此推断矿体的顶板埋深，?S 趋于饱和值时所对应的AB/2值近于（5—6）埋深。 （三）直流激发极化法的应用 1.在寻找铜矿床上的应用 图3.4—9，电阻率联合剖面曲线正交点与矿体顶端位置吻合。 自然电位的负值中心对应于浅部矿体顶端位置。 激发极化的中间梯度装置?S 曲线，在浅部矿带顶端出现了明显的极大值，极大值在15%以上。 在贫矿带上电阻率联合剖面曲线呈锯齿状。 自然电场曲线也不够明显。 但中