利用稀释系数转换电阻率谱的条件限制

在W.H.Pelton等（1978年）发表的频谱激电法区分矿物和消除感应耦合的论文中,他们在北美26个矿区进行了大量的露头观测,发现充电率都很高的块状硫化矿和石墨,它们的时间常数有3—4个级次的差别。据此,提出了由稀释系数将视电阻率频谱转换为真谱,求得真时间常数,根据真时间常数之间的差别,对异常源矿物类型进行区分。 稀释系数B2的表达式为     

利用Cole-Cole模型组合得到SIP真参数的联合频谱最优化反演

利用Cole-Cole模型组合和稀释系数理论，可以描述测量得到的视复电阻率频谱与地下多个电性体SIP真参数之间的正演关系。本利用此正演关系进行反演试算，并比较了几种Cole-Cole模型反演方案的效果；提出固定极化目标体和围岩体的极化率同时反演其它各SIP真参数的反演方案。结果表明在固定极化率为真值时，利用此反演方案可以稳定、准确、快速地得出地下电性体SIP真参数。     

地电阻率多极距观测反演初步研究

地电阻率多极距观测的目的是借助对观测数据的反演获得地下介质中不同层位真电阻率的变化.本文以3层结构为例,对地电阻率多极距观测的一维反演的效果进行了初步地理论研究.首先研究了一维地电阻率结构下观测数据一维反演的模拟效果,得到了各层电阻率值,且与真电阻率值很接近,说明在地下电性结构为一维的情况下,电阻率多极距观测可以区分出不同地层的电阻率变化.其次,考虑到台址下电阻率结构的复杂性,研究了上两层界面存在起伏的情况下,多极距观测数据一维反演的效果,结果显示:当电阻率变化较小时,各层反演得到的电阻率的变化与真电阻率十分符合;当上两层介质的电阻率变化较大时,各层反演得到的电阻率出现畸变,与真实电阻率的变化情况存在一定差别,表明浅层电阻率变化达到一定程度后将会影响对深部电阻率变化情况的正确判断.一般情况下,观测的时间间隔越短,则连续两次观测时段内各层介质的电阻率变化越小,因此缩短多极距观测的时间间隔可能是避免出现上述畸变现象的有效观测手段.      

谱激电法中频率相关系数的应用

从电子导体激发极化（过电位）的电化学机理出发,导出了面极化系数的频谱表示式,得出面极化频率相关系数 c（s）=0.5-1;从理论上证明了利用Cole-Cole模型描述体极化激电频谱的合理性,说明体极化频率相关系数c≤c（s）.理论算例和实测结果表明,可以利用视频率相关系数在极化围岩背景上划分局部异常体,并按结构（矿物颗粒均匀程度和连通情况）区分引起激电异常的极化体.因此,在谱激电法中应重视这一参数的应用.     

谱激电法中频率相关系数的应用

从电子导体激发极化（过电位）的电化学机理出发,导出了面极化系数的频谱表示式,得出面极化频率相关系数 c^（s）=0.5-1;从理论上证明了利用Cole-Cole模型描述体极化激电频谱的合理性,说明体极化频率相关系数c≤c^（s）.理论算例和实测结果表明,可以利用视频率相关系数在极化围岩背景上划分局部异常体,并按结构（矿物颗粒均匀程度和连通情况）区分引起激电异常的极化体.因此,在谱激电法中应重视这一参数的应用.     

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.     

地震监测中的电阻率层析技术

将电阻率层析技术应用于地震监测,由视电阻率值重建出介质的真电阻率图像,取得了较好效果.在宝坻台和昌黎台设立的两个试验点上于1998年4月14日ML5.0和ML4.4唐山两次地震前的6天左右层析图像出现了明显的异常变化:宝坻台的电阻率图像一改通常的在平稳背景上叠加小量随机变化的特点,出现了一种有序性特征的新图样;昌黎台也出现了反差加大、高低阻区集中分布的有序性特征.上述异常图样均在震后消失.层析图像在震前出现的熵值降低可能是这次地震活动的前兆.地层导电结构和孔隙度的变化,是引起电阻率异常的直接原因.研究表明,常规的单一极距的视电阻率测量之所以对真电阻率的变化不敏感且丧失空间分辨能力,是由于该物理量同时具有积分值和位函数这两个固有特征所决定的.在地震监测中,改造现行观测系统,引入层析成像,是发展技术的方向.     

分层均匀结构地电阻率影响系数一个重要特性普适性的证明

1问题的提出在地电阻率观测中,为分析观测到视电阻率的变化和地下不同区域介质真电阻率变化之间的关系,钱家栋等(1985)提出了影响系数理论。多数情况下,地电阻率观测区可近似为分层均匀的电性结构(图1),对于n层结构,设第i层电阻率为ρ,厚度为h(i=1,2.,…,n),其中底层厚度h_n→∞。     

微量元素在尖晶石相和石榴石相橄榄岩中的分布

根据我国东部两个尖晶石相和石榴石相橄榄岩全岩及主要造岩矿物的微量元素组成,探讨了微量元素在不同深度上地慢的分布特征．得到的数据支持大部分强不相容元素（Ｒｂ,Ｂａ,Ｔｈ,Ｕ,Ｓｒ,Ｎｂ,Ｔａ）主要存在于粒间组分和流体包裹体中的观点;流体包裹体对橄榄石和斜方辉石的ＬＩＬＥ组成影响很大,以致不能用固相矿物之间的分配系数来推导ＬＩＬＥ的矿物／熔体分配系数．尖晶石相和石榴石相橄榄岩中的（Ｏｐｘ／Ｃｐｘ）_ＨＲＥＥ有很大的差别,暗示Ｐ－Ｔ条件对平衡分配系数的控制．     

地电阻率交流观测中信号检测方法研究

目前我国地电阻率观测台站受地铁、 轻轨等干扰的情况越来越多, 严重影响地电阻率观测数据质量. 地电阻率交流观测方法被认为是一种可以解决此类干扰问题的有效方法. 本文首先介绍该观测方法的理论基础; 然后采用数值模拟方法对实际观测过程进行模拟, 给出在不同参数条件下, 分别采用数字滤波器法、 频谱分析法和相关检测法进行信号检测所得到的相对误差和相对均方差结果; 最后, 通过对3种信号检测方法进行比较和分析, 给出频谱分析法在地电阻率交流观测中可以作为最佳信号检测方法的建议, 为地电阻率交流观测系统的研制提供理论参考.      

从瞬变电磁响应中提取IP信息的研究(英文)

在对浙江省某铜矿进行瞬变电磁勘查时,由于感应激发极化效应的影响,造成瞬变电磁晚期测道的数据发生倒转。采用常规的瞬变电磁数据处理方法难以处理,造成晚期测道数据不可用,影响TEM的探测深度及精度。针对这个情况,采用Cole.Cole模型分析了均匀半空问模型中直流电阻率、充电率、时间常数以及频率相关系数对磁性源瞬变电磁响应的影响规律。利用奇异值分解法(The Singular Value Decomposition,简称SVD)对实测TEM数据进行分析及反演,并且从瞬变电磁响应数据中分离出勘探区瞬变电磁测量数据Cole—Cole模型的各参数,将分离出来的参数用于探测结果的辅助解释。经过分析得出充电率和频率相关系数对瞬变电磁响应的影响较大,而直流电阻率和时间常数对其影响较小的结论。通过常规方法和奇异值分解法对实测数据分别进行处理,发现后者视电阻率断面图的异常更加突出,从而较准确的圈定了铜矿体地范围,此结论得到_『钻孔的验证,与实际地质情况吻合较好。     

激发极化法探测油气田——效果及异常模式探讨

本文是在20多个油气藏上作激发极化法找油气的试验结果。在华北的第三系油田,四川的中生界油气田,新疆的中生、古生界大逆掩断层带油田,以及华东的第三系油田上试验,普遍得到好的效果。各地区的充电率、电阻率及金属因数等参数的反应特点有差异,异常明显程度受盖层影响很大。该方法可以探测到埋深不小于3000m的油气藏,并在许多油气藏发现了具有共同特征的典型异常模式:它在浅部中心部位表现为高阻,高极化;两侧为低阻,低极化;深部表现为低阻,高极化;深浅两带之间为过渡带,异常无固定的特征。此模式可用以分辨油气藏异常,选择合适工作极距,以及研究引起异常的机制等。     

Geological and geophysical data integration for delimitation of mineralized areas in a supergene manganese deposits

Geophysical methods are widely used in mineral exploration. This paper discusses the results of geological and geophysical studies in supergene manganese deposits of southern Brazil. Mineralized zones as described in geological surveys were characterized as of low resistivity (20Ω.m) and high chargeability (30ms), pattern found also in oxides and sulfite mineral deposits. Pseudo-3D modeling of geophysical data allowed mapping at several depths. A relationship between high chargeability and low resistivity may define a pattern for high grade gonditic manganese ore. Large areas of high chargeability and high resistivity may result in accumulation of manganese and iron hydroxides, due to weathering of the gonditic ore, dissolution, percolation and precipitation.     

激发极化法探测油气田——效果及异常模式探讨

本文是在20多个油气藏上作激发极化法找油气的试验结果。在华北的第三系油田,四川的中生界油气田,新疆的中生、古生界大逆掩断层带油田,以及华东的第三系油田上试验,普遍得到好的效果。各地区的充电率、电阻率及金属因数等参数的反应特点有差异,异常明显程度受盖层影响很大。该方法可以探测到埋深不小于3000m的油气藏,并在许多油气藏发现了具有共同特征的典型异常模式:它在浅部中心部位表现为高阻,高极化;两侧为低阻,低极化;深部表现为低阻,高极化;深浅两带之间为过渡带,异常无固定的特征。此模式可用以分辨油气藏异常,选择合适工作极距,以及研究引起异常的机制等。     

Some studies on induced polarization

Summary Laboratory induced polarization (IP) or overvoltage measurements over a spherical body at different depths is discussed. Some nomograms are also designed to calculate rapidly induced polarization parameters such as frequency effect, polarization factor and chargeability in the field or laboratory.     

Inversion of 2D spectral induced polarization imaging data

Laboratory measurements of various materials suggest that more information can be obtained by measuring the in‐phase and out‐of‐phase potentials at a number of frequencies. One common model used to describe the variation of the electrical properties with frequency is the Cole‐Cole model. Apart from the DC resistivity (ρ) and chargeability (m) parameters used in conventional induced‐polarization (IP) surveys, the Cole‐Cole model has two additional parameters, i.e. the time (τ) and relaxation (c) constants. Much research has been conducted on the use of the additional Cole‐Cole parameters to distinguish between different IP sources. Here, we propose a modified inversion method to recover the Cole‐Cole parameters from a 2D spectral IP (SIP) survey. In this method, an approximate inversion method is initially used to construct a non‐homogeneous starting model for the resistivity and chargeability values. The 2D model consists of a number of rectangular cells with constant resistivity (ρ), chargeability (m), time (τ) and relaxation (c) constant values in each cell. A regularized least‐squares optimization method is then used to recover the time and relaxation constant parameters as well as to refine the chargeability values in the 2D model. We present results from tests carried out with the proposed method for a synthetic data set as well as from a laboratory tank experiment.     

RELATIONS OF IP DECAY-CURVE STATISTICS AND GEOLOGY*

Six thousand three hundred IP measurements made in central and southern Germany have been statistically evaluated. Shapes of IP decay curves obtained in the course of routine prospecting for sulfides were characterized in the following way: three chargeabilities were recorded during the 2 s current-off time. By dividing the last by the first chargeability an “IP decay coefficient’ was calculated and statistically evaluated by means of histograms. When the histograms were compared with the statistics of apparent resistivity and chargeability, no relationship could be detected. Therefore, the histograms of M3/M1 values represent a characteristic property of distinct areas with certain geological features, mineral assemblage and tectonics. Weathering does not alter this geophysical “fingerprint”, which depends solely on geology.     

AN INTERPRETATION THEORY FOR INDUCED POLARIZATION VERTICAL SOUNDINGS (TIME-DOMAIN)*

In this paper it is shown how one may obtain a generalized Ohm's law which relates the induced polarization electric field to the steady-state current density through the introduction of a fictitious resistivity defined as the product of the chargeability and the resistivity of a given medium. The potential generated by the induced polarization is calculated at any point in a layered earth by the same procedure as used for calculating the potential due to a point source of direct current. On the basis of the definition of the apparent chargeability m_a, the expressions of m_a for different stratigraphie situations are obtained, provided the IP measurements are carried out on surface with an appropriate AMNB array. These expressions may be used to plot master curves for IP vertical soundings. Finally some field experiments over sedimentary formations and the quantitative interpretation procedure are reported.     

时间域航空电磁激发极化参数三维反演研究

时间域航空电磁中心回线(或重叠回线)装置晚期道数据受激电效应影响常出现符号反转现象.这类数据与多个激电参数相关,并且各参数之间灵敏度差异较大,导致反演存在严重的非唯一性.本文提出一种基于Pearson相关性约束和深度学习算法相结合的时间域航空电磁激发极化参数反演策略.该反演策略首先基于深度学习预测时间域航空电磁激电参数,进而给时间常数和频率相关系数一个较小的约束范围后再反演电阻率和极化率,由此大大减少反演的多解性.针对电阻率和极化率的反演,我们采用统计学中Pearson相关系数构建两种物性参数的相关性约束,进一步减少反演多解性.为验证反演策略的有效性,我们对双棱柱模型和拱形模型分别进行反演试算.理论测试结果表明,基于Pearson相关性约束的电阻率和极化率的反演结果比传统的高斯-牛顿反演结果更接近真实模型,而基于深度学习预测时间常数和频率相关系数后的电阻率和极化率反演结果与给定真实时间常数和频率相关系数后的反演结果效果相当.最后,我们对来自澳大利亚的带激电效应的航空电磁实测数据在考虑和不考虑激电效应条件下进行反演,结果表明考虑激电效应的反演无论数据拟合还是地电断面的连续性均得到明显改善.