電法課程設(shè)計

1、激發(fā)極化法電測深一、設(shè)計的目的1、掌握WDJD2多功能數(shù)字直流激電儀的基本操作及使用方法。2、熟悉激電剖面工作布置及測量方法。3、了解幾種地質(zhì)體上異常特性。4、學(xué)會對WDJD2多功能數(shù)字直流激電儀的穩(wěn)定性、一致性等檢 查。二、設(shè)計的原理在充電和放電過程中，由于電化學(xué)作用引起的這種隨時間緩慢變 化的附加電場現(xiàn)象，稱為激發(fā)極化效應(yīng)（IP效應(yīng)），激發(fā)極化法是以 不同巖礦石的激電效應(yīng)之差異為物質(zhì)基礎(chǔ) ，通過觀測和研究大地 激電效應(yīng)，以探查地下地質(zhì)情況的一種勘探方法。關(guān)于巖石激發(fā)極 化的成因,存在較多爭論，大多數(shù)人認(rèn)為，巖石的激發(fā)極化效應(yīng)與巖 石顆粒和周圍溶液界面上的雙電層有關(guān)。基于巖石顆粒-溶液界面

2、上雙電層的分散結(jié)構(gòu)和分散區(qū)內(nèi)存在可以沿界面移動的陽離子這 一特點(diǎn)，提出關(guān)于其產(chǎn)生機(jī)理的有代表性的兩種假說：一是雙電層 形變假說，即在外電流作用下，巖石顆粒表面雙電層分散區(qū)中的陽 離子發(fā)生移動，形成雙電層形變，當(dāng)外電流斷去后，堆積的離子放電， 以恢復(fù)到平衡狀態(tài)，從而觀測到激發(fā)極化電場。雙電層形變激發(fā)極 化形成的速度和放電的快慢，決定于離子沿顆粒表面移動的速度 和路徑長度，因而較大的巖石顆粒將有較大的時間常數(shù)（即充電或 放電快慢）。二是薄膜極化假說：簡單地說，就是電流流過寬窄不 同的空隙時，形成離子濃度變化，當(dāng)外電流斷掉以后，由于離子的擴(kuò) 散作用,離子濃度將逐漸消失，恢復(fù)到原來的狀態(tài)，與此同時形成

3、擴(kuò) 散電位，這便是離子導(dǎo)體上觀測到的激發(fā)極化。進(jìn)一步的研究表明， 礦物顆粒細(xì)?。ㄈ缬绅ね恋V物組成）的巖石，充、放電速度很快，而顆 粒較粗（如砂或砂礫組成）的巖石，充、放電速度則較慢。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備WDJD-2多功能數(shù)字直流激電儀一臺絕緣墊片不極化電極X2供電電極X6 （鐵電極）電池箱（90V） X2,地質(zhì)錘X 4羅盤X1測繩（100米）X1工具包（萬用表，膠布，螺絲刀，老虎鉗）手持GPS電線（含線架180 180 40 40） X4對講機(jī)X4備用電池（1號）X 8水壺X2砍刀X2 鹽X2四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）儀器性能檢查不極化電極不極化電極內(nèi)阻要求小于2KQ。每組不極化電極間的電位差要求小于2mV。

4、導(dǎo)線導(dǎo)線的規(guī)格和數(shù)量應(yīng)根據(jù)用途、電極距大小、供電電流強(qiáng)度和工 區(qū)自然條件選擇，一般選擇內(nèi)阻小、輕便、強(qiáng)度高的導(dǎo)線。要求導(dǎo)線 內(nèi)阻小于100/Km，耐壓高于發(fā)送機(jī)的工作電壓。導(dǎo)線的絕緣電阻應(yīng) 每公里大于2M0 /500V。對于長度為D（Km）的導(dǎo)線，其絕緣電阻 應(yīng)大于2/D（K0）。儀器一致性檢查在極化率變化較大的異常地段、測點(diǎn)數(shù)大于20、選擇AB、MN、 和1，使乙U1在100mV以上，各臺儀器在相同條件下往返觀測。取 均方誤差最小的一臺儀器為“標(biāo)準(zhǔn)”，分別計算各臺儀器與“標(biāo)準(zhǔn)” 儀器的均方相對誤差。計算均方相對誤差的公式為：M = 上 門LSi Ei I 門 Si J 式中：*為第i點(diǎn)被測儀

5、器觀測數(shù)據(jù)；門；,為第i點(diǎn)“標(biāo)準(zhǔn)”儀器觀測數(shù)據(jù)； n為參加統(tǒng)計計算的測點(diǎn)數(shù)。當(dāng)某臺儀器計算的均方相對誤差大于設(shè)計總精度的2/3時，應(yīng)對 該儀器進(jìn)行調(diào)試，使其達(dá)到要求或不在本測區(qū)使用。裝置類型選擇激電測深采用不等比對稱四極裝置。儀器參數(shù)的選擇充、放電時間和供電周期的選擇該系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的供電制式為雙向短脈沖制式，占空比1:1。延時的選擇為減小電磁耦合效應(yīng)對激電法的干擾，應(yīng)盡量選擇較長的延時， 一般選為幾百毫秒，當(dāng)延時大于500ms時，電磁耦合效應(yīng)對直流激 電法的影響可忽略不計。同時，延時太大會降低觀測精度。一般選擇 200-400ms。采樣寬度為提高觀測精度，采樣寬度應(yīng)適當(dāng)大些，疊加次數(shù)增加疊加次數(shù)

6、，可提高觀測精度和抗干擾能力，同時疊加次數(shù)多，生 產(chǎn)效率低，所以，選擇時應(yīng)考慮以上因數(shù)。極距的選擇電極排列方向的選擇電極排列方向應(yīng)視任務(wù)而定，當(dāng)要研究極化體的產(chǎn)狀時，電極排 列方向應(yīng)垂直于極化體的走向布極；當(dāng)要確定極化體的走向長度時， 應(yīng)順極化體走向布極；當(dāng)極化體上方地形起伏較大時，電極排列方向 應(yīng)盡可能與地形等高線一致；當(dāng)研究極化體的方向性時，可做十字測 深。極距的選擇在模數(shù)為6.25cm的對數(shù)紙上，取0.8-1.2cm長且使其均勻分布， 相應(yīng)的段長作為供電極距。不等比裝置的測量極距MN與供電極距 AB的比，一般保持在1/3-1/30的范圍；等比裝置的測量極距MN與 供電極距AB的比，一般保

7、持在1/3-1/100激電測深極距表U K為提高信噪比，要求有足夠大的供電電流，即I，奇。當(dāng)工作 地區(qū)的干擾比較小時，AU2值要求不小于0.5 mV;當(dāng)工作地區(qū)有明顯 干擾時，AU 2值應(yīng)為干擾信號幅值的三倍。對于中梯裝置供電電極兀（48）20.000125兀（A82AB中點(diǎn)的測點(diǎn)而言，K R 4MN , I，一門SPSMN o（6）測量要求及電參數(shù)記錄日期 工區(qū) 裝置 儀器號 天氣布極方向 AB MN 供電時間延時 備注點(diǎn)八、號r章SpVpIpMMMMr測M12340量備NK(mv )(mv )(mA )(%(%(%(%KQ時注Q)m間QBKRa345678901234567操作員 記錄員檢

8、查員(7)質(zhì)量檢查系統(tǒng)質(zhì)量檢查應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況安排在整個野外工作過程中。在時 間和地段上都要有一定的代表性。應(yīng)由與原始觀測不同的操作者在不 同的日期進(jìn)行。對解釋推斷、檢查驗(yàn)證有意義的地段，必須進(jìn)行質(zhì)量 檢查。系統(tǒng)檢查的工作量應(yīng)占總工作量的3%-5%。當(dāng)不能對質(zhì)量做 出肯定的評價時，應(yīng)增加檢查工作量，但增至總工作量的20%時，而 質(zhì)量仍不符合要求時，則相應(yīng)范圍內(nèi)的原始觀測資料應(yīng)作廢品處理。 對面積性工作，如各區(qū)段的觀測條件差異較大時，應(yīng)分區(qū)評價。對測深點(diǎn)的檢查應(yīng)對原始觀測的所有極距都做檢查測量。系統(tǒng)檢查按下式計算觀測誤差。視極化率的均方相對誤差計算公式為：M =：1Y 2n 門 I i=1Si 7

9、式中：*為第i點(diǎn)原始觀測數(shù)據(jù)；門Si為第i點(diǎn)檢查觀測數(shù)據(jù)；Si為門si頊：的平均值；n為參加統(tǒng)計計算的測點(diǎn)數(shù)。在低極化率（W3%）的背景地段，可改用均方誤差來評價。計算 公式為： 上 Y （q _ * e = V 2nSi Sib =i=1當(dāng)均方相對誤差小于4% （均方誤差0.12）時，觀測精度為A級；當(dāng)均方相對誤差小于7%大于4% （均方誤差0.12-0.21）時，觀測精 度為B級。視電阻率的均方相對誤差計算公式為：m=!：EZZKf15= p Si I式中：pSi為第i點(diǎn)原始觀測數(shù)據(jù)；pSi為第，點(diǎn)檢查觀測數(shù)據(jù)；p Si為pSi與pSi的平均值；n為參加統(tǒng)計計算的測點(diǎn)數(shù)。規(guī)定有位均方相對誤

10、差小于7% （無位均方相對誤差小于4%）時，觀測精度為A級；有位均方相對誤差大于7%而小于12% （無位均方相對誤差大于4%而小于7%）時，觀測精度為B級。門 _Si _SSi各受檢點(diǎn)的加門 _SiSi-值（或 2 值）及P Si _P ；2 PSi值的分布應(yīng)滿足如下要求：超過設(shè)計均方相對誤差（或均方誤差）的測點(diǎn)數(shù)應(yīng)不大于受檢 點(diǎn)總數(shù)的三分之一；超過二倍設(shè)計均方相對誤差（或均方誤差）的測點(diǎn)數(shù)應(yīng)不大于 受檢點(diǎn)總數(shù)的百分之五；超過三倍設(shè)計均方相對誤差（或均方誤差）的測點(diǎn)數(shù)應(yīng)不大于 受檢點(diǎn)總數(shù)的百分之一；規(guī)定有位均方相對誤差小于7% （無位均方相對誤差小于4%）時，觀測精度為A級；有位均方相對誤差大

11、于7%而小于12% （無位均方 相對誤差大于4%而小于7%）時，觀測精度為B級（8）資料整理及圖件繪制依據(jù)規(guī)范要求，對實(shí)測資料作預(yù)處理：去掉質(zhì)量不符合要求的數(shù) 據(jù)；對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯；計算K值和視電阻率。圖件是表達(dá)工作成果的主要手段之一，必須正確、全面地反映成 果。正式圖件的編繪必須在觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)量驗(yàn)收的基礎(chǔ)上進(jìn)行。上 圖的數(shù)據(jù)及曲線要百分之百的復(fù)核。主要圖件有：實(shí)際材料圖其比例尺與工作比例尺相同，圖件內(nèi)容應(yīng)包括：測區(qū)位置及范圍、 測網(wǎng)及編號、工作比例尺；剖面位置、編號、裝置代號及極距；測深點(diǎn)位置及編號和電極移動方向；一些特殊點(diǎn)的位置；質(zhì)量檢查點(diǎn)的位置；物性采集點(diǎn)的位置及編號；各種固定標(biāo)志的埋設(shè)位置。電測深曲線圖視電阻率和視極化率測深曲線繪在同一坐標(biāo)系下，兩種曲線以不 同的線條加以區(qū)別。其極距采用模數(shù)為6.25cm的對數(shù)坐標(biāo)，視電阻 率采用對數(shù)坐標(biāo)，視極化率采用算數(shù)坐標(biāo)。當(dāng)進(jìn)行剖面性測深工作之后，應(yīng)繪制測深曲線類型圖。電測深擬斷面圖斷成果圖推