影響巖石的頻率特性的因素

1、影響巖（礦）石的頻率特性的因素根據(jù)張蜜珍對(duì)我國(guó)25個(gè)地區(qū)】?jī)?cè)老快不同礦種的天然標(biāo)車測(cè)定結(jié)果和各種因素對(duì)礦石的頻率特性的影響研究，菇納如F：1礦石中導(dǎo)電礦物對(duì)期率特性的影響礦掃中導(dǎo)電礦物成分對(duì)激塩極化件質(zhì).特別是對(duì)時(shí)間常數(shù)有顯善的影響。時(shí)間常數(shù)反映了激發(fā)極化過程的張抱特件這種張弛特杵突岀農(nóng)現(xiàn)在相付上.在野外現(xiàn)場(chǎng)，甘體與圍巖扶同形成個(gè)系統(tǒng)，此時(shí)所測(cè)到的t值為視t值（t為描寫激發(fā)極化過程遲緩件的時(shí)間糟數(shù)九影響屜大的將是礦休的緊密程度和規(guī)橈對(duì)系統(tǒng)所做的負(fù)獻(xiàn)，礦物成分的影響反而顯得不縝晏了.值得注意，石墨的t值垠大相位負(fù)峰的極值鍛大，頻率最低。這一方面可以成為分辨石墨的持征，又往往掩盂或混淆了金風(fēng)礦石的

2、效應(yīng).2. 礦石中導(dǎo)電礦物的含址対頻率特性的彩響實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)于金屬礦石，除了礦物含雖不同外其它特征都相似，導(dǎo)電礦物含量低的星散寂染狀礦右的I值與含雖較高的致密塊狀礦右相比明顯偏小。當(dāng)導(dǎo)電礦物體積含雖大到一定程度，含量對(duì)頻率特性的影曲就不明顯了.所以含量的影響是有條件的、相對(duì)的。如果除了含雖不同，基他特征比如結(jié)構(gòu)構(gòu)造也不相同，就很難看出導(dǎo)電礦物含雖單獨(dú)的彩響。石隈這個(gè)電子導(dǎo)體與其他金屬導(dǎo)體不同，合碳很少（延10%）的與含碳甚応（約60%）的標(biāo)本其時(shí)間常數(shù)、充電率、相位極值和極值頻率相差無幾.含碳少的巖石（這在野外分常見）卻能產(chǎn)生很強(qiáng)烈的激電異常，使得地球物理工作者經(jīng)常遇到這種于擾。3. 巖（礦）

3、石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造對(duì)頻率特性的影響（1）導(dǎo)電礦物的顆粒大?。旱V物顆粒的大小不僅彫響時(shí)間常數(shù)I，對(duì)視幅頻率和相位的極值也有一定的影喇，從外業(yè)觀測(cè)到斜數(shù)據(jù)顯示，顆粒小的礦物充電率和相位極值反而大；天然礦石的礦物種類、含聯(lián)高低、顆粒大小、連通和緊密程度千差萬別，只有其它條件相同或者相近時(shí)，才能看出顆粒的影響.（2）導(dǎo)電礦物顆粒的連通性；導(dǎo)電礦物的連通與否對(duì)時(shí)間常數(shù)（冇戢著的影響，t值大的相位大的負(fù)蜂向低頻移動(dòng)，具有不同構(gòu)造礦石，甚至是同-塊礦石的不同方向上,時(shí)間常數(shù)I也會(huì)有明顯的差別。導(dǎo)電礦物連通與否對(duì)礦石的頻率特性有明顯的影響.任其它條件相似時(shí)連通好的t值大，相位極值出現(xiàn)在低頻，相反，I值的大小和相位負(fù)

4、峰出現(xiàn)的頻率也能提供導(dǎo)電礦物連通程度的信民沿連通方向和垂直方向頻率特性不同，說明在頻率域也存在著各向異性，因此通過標(biāo)本研究巖礦石的頻率特性時(shí)，耍從不同的方向逬行測(cè)試，才能得到貞實(shí)、全面的資料；（3）致密程度或鑲嵌緊密程度；人工標(biāo)本和天然標(biāo)本的致密程度對(duì)頻率待性的影響差別較大，尤其是對(duì)時(shí)間常數(shù)t值的影響冃大；天然的礦石之間致粥稈度的葺異引起時(shí)間常數(shù)的變化也在好幾倍；事實(shí)上頻率特性由充電率m、時(shí)間常數(shù)t和頻率相關(guān)捋數(shù)c共同決定，原則上可以說m影響IP的強(qiáng)度，不滋響譜的形態(tài)，在其他情況不變的情況下，mtf（受到金屬礦物含屋、致密程度或浸染的影響。t值主要影響極值相位，在一定的條杵下，t受致密程度和礦

5、體規(guī)模埋深影響最大.C值決定頻譜待征的顯規(guī)度，在野外主要受礦體埋深的影響，同樣條件下，礦體越深，c值越小，而埋深越淺，礦體規(guī)模越大，c值也越大.2.4雙頻激電法基本原理雙頻激電法的孩心是把兩種頻率的方波電流疊加起來形成雙頻組合電流（簡(jiǎn)、低兩種頻率）同時(shí)供入并同時(shí)測(cè)耳該兩種頻率的電流經(jīng)人地傳導(dǎo)后的電位差冋。雙頻激電的原理如圖29所示。t=t=F=Innnnnon1IJUUUUUMSJ他uw圖2-9雙軟澈電原理示點(diǎn)圖Eig.2-97T>eSchematicDiagramofDual-frequencyInducedPolarizationMethodPrinciple雙頻激電法的觀測(cè)參數(shù)室外

6、施丄當(dāng)中通常采用兩個(gè)頻點(diǎn)對(duì)帕頻進(jìn)行觀測(cè)。1視幅頻率(2.7)Fs工也二也"00%其中Pa和P”是在不改變電極位置的惜況下分別用高頻電流和低頻電流供電的視電限率.袴視電阻率的表達(dá)為:AT(2.8)將（2.8）代入式（2.7）得:(2.9)式中fo和lG分別為低頻電流和高頻電流.A匕和A比分別為供低頻電流和高頻電流時(shí)測(cè)徇M(jìn)NZ間的電位差，如果保持可以簡(jiǎn)化為：(3.0)如果MN之間的距離很小.可以用電場(chǎng)強(qiáng)度E（即單位距離的電位降落V/MW來表示FS«這在激發(fā)極化的正演計(jì)燈時(shí)待別方便.吃空沁空X100%比/MN(3.1)實(shí)際工作中，般惜況下大多是FsWns（視激化率）.只要兩者在觀

7、測(cè)方法技術(shù)上都融正確的，那么得到的照和ns異常也是相似的作為地質(zhì)勘杳的-種手段，只要二若都能達(dá)到發(fā)現(xiàn)具有激發(fā)極化效應(yīng)的目標(biāo)體并評(píng)價(jià)它們的性質(zhì)的目的，它們?cè)跔?zhēng)實(shí)上就是等效的。2視電阻率Pq或Pm在頻率域激發(fā)極化法中視電阻率資料也需整理，通過觀測(cè)得到了低頻電位差A(yù)匕和高頻電位差A(yù)%，并保持了低頻電流和高頻電流的相鄂，很容易得到低頻視電陽率P血和高頻視電阻率Qw。雙頻激電法的觀測(cè)方法及特點(diǎn)雙頻激電的觀測(cè)方案頻率域激電法中觀測(cè)方案很多，常用到的有變頻方案、奇次諧波方案和偽隨機(jī)信號(hào)方案，雙頻激電法的觀測(cè)方案是一種簡(jiǎn)單的偽隨機(jī)信號(hào)方案任何勘探方法都必須同時(shí)考慮地質(zhì)效果和勘探成本。雙頻道激電法在兼顧這兩方面

8、有明顯的優(yōu)越性，它可以用較低成木獲得較多的地質(zhì)信息。根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況和勘探任務(wù)，可以采用下列一種或幾種觀測(cè)系統(tǒng)，2-10雙頻激電法觀測(cè)方案示意圖【刃2-10雙頻激電法觀測(cè)方案示意圖【刃示1雙頻道幅頻測(cè)帛以測(cè)量高、低頻振幅為壘礎(chǔ)，如圖210所示，同時(shí)測(cè)雖高、低頻率電位差的幅值匕和并計(jì)算視幅頻率FsFs牟ZxlOO%（3.2）"g這種觀測(cè)系統(tǒng)輕便.觀測(cè)速度快、信噪比島.蒂度高.可以作為普查的基本方法。2雙頻道振幅一相位測(cè)斌柱測(cè)雖雙頻振幅的同時(shí)測(cè)量雙頻相位，雙頻振幅可計(jì)算出視福頻率，它可以用來發(fā)現(xiàn)異當(dāng)。而且根抵雙頻相位的相對(duì)大小，可以近似地預(yù)測(cè)地下極化體吋間常數(shù)（的范R-3戲頻道頻譜測(cè)雖

9、為詳細(xì)研究界常了解地下極化體的細(xì)節(jié)，除了雙頻道相位測(cè)就（在普査階段即可獲甜一定的詳査倍息）外，還可利用多參數(shù)、雙頻道頻譜測(cè)星。F1型多參數(shù)、雙頻道數(shù)字壩譜激電儀便是一種輕便、快速的詳杳型頻域激電儀，它采用多組雙頻道測(cè)曲，組合成須譜資料。測(cè)昱中除提供上述激電參數(shù)外，還可獲得自然電位資料。F-1型頻譜激電儀可以向地下供8對(duì)頻率（見表2-1）,組成從0.2532HZ的頻譜測(cè)雖。測(cè)最中可選取擇9分頻或13分頻。F1型激電儀既訶用于詳査斤常階段（頻譜測(cè)誡，多采用9分頻），也可用于普查階段以發(fā)現(xiàn)澈電異常(選擇一對(duì)頻率作剖血測(cè)曲多采用4/lHz和4Hz的頻率組。這姥由于這對(duì)頻率吒可保證-淀的異常幅度，憊應(yīng)廉

10、合效應(yīng)的干擾也相對(duì)較小)。表21矢譜勒電測(cè)童可保選用高低姨組就掘表lable.2-1IlieDataTableofOptionalHighandLowFrequencyGroupinSpectrumElectricalSurvey頻組.,-9分頻齊.13分頻人頻組9分頻人】3分頻九0132/932/133252/92/132216/916/131661/91/13138/98/13870.5/90.5/130.544/94/13480.25/90.25/130.25二.雙頻激電法的恃點(diǎn)由于頻來域和時(shí)間域激電的等效性，他們?cè)诜从车叵聵O化體的能力上E相出的，但由于兩者的觀測(cè)方式不同，在實(shí)際應(yīng)用中各

11、有所長(zhǎng).傅如在電阻率低、干擾弱的平原地區(qū)，時(shí)間域激電較為有利。而在接地條件差、干擾因素多和地形條件差的山區(qū)，頻率域激電則可發(fā)揮它輕便快速、靈活、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。雙頻激電法的核心是同時(shí)供雙頻電流并同時(shí)觀測(cè)雙頻的電位差，這是區(qū)別于其它變頻方案和奇次諧波方案的獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)；1雙頻觀測(cè)方案中高、低頻差的選擇可以按實(shí)際需強(qiáng)人為選擇；為頻與低頻振幅很接近，這對(duì)在減小供電功率的條件下，準(zhǔn)確的測(cè)定視幅頻率或相對(duì)相位差很有利。2. 發(fā)送電流的變化對(duì)雙頻觀測(cè)結(jié)果的影響可以忽略：雙頻激電中的供電電流是高、低兩種頻率的組合電流，不論是電源電壓的下降還是接地狀阻的増大，對(duì)這兩種頻率電流的影響程度是相冋的，通過式(3.

12、0)計(jì)；?所得Fs對(duì)電流變化的影響不大。3. 雙頻激電的抗干擾能力強(qiáng)；由于雙頻激電同時(shí)向地下供雙頻信號(hào)，并在儀器中采用了同步檢波、相干、積累算技術(shù)，利用選頻接收，逍頻帶較窄，干擾受到很大限制，這琵頻率域儀器所共有的。但雙頻激電同時(shí)接收高低頻電位差，又取英差值，各種偶然干擾受到很大的限制；雙頻接收機(jī)采用同步椅波和積分采樣，同步檢波甚至同頻率的干擾也有很強(qiáng)的壓制能力：而枳分采樣對(duì)對(duì)稱性下擾壓制機(jī)強(qiáng)，成為雙頻接收機(jī)設(shè)計(jì)的亮點(diǎn).4. 雙頻激電的發(fā)射和接收裝宜輕便：同時(shí)雙頻激電采用了砌稱度線性平均值同步檢波的方式，并采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，省去了歸一化過程：半均值同步檢波技術(shù)可以使儀器在個(gè)低頻周期內(nèi)得到穩(wěn)

13、定的讀數(shù)，大大加快了觀測(cè)速度.5. 雙頻儀穩(wěn)定性好，觀測(cè)耕度高；由于奇低頻信號(hào)的放大全部由冋一通道完成，同時(shí)觀測(cè)烏低頻小號(hào)并収其簽值，因此濕度和溫度的變化對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響小，儀器性能易穩(wěn)定.儀器的穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、讀取速度快保證了所測(cè)數(shù)據(jù)的粘度。雙頻激電法野外施工注意爭(zhēng)項(xiàng)在雙頻激電外業(yè)數(shù)據(jù)的采集過程中，為了保證觀測(cè)精度，必須保證一定的高、低頻電位差，施工中要注意以下幾點(diǎn)：1. 向兩電極AB供電時(shí)要保證一定的電流強(qiáng)度，電流太小，MN之間測(cè)得的高低頻電位差匕嶺小，即采集到的的信號(hào)校弱，這種佶息中有用信息和于擾佶息強(qiáng)弱差不多故難以區(qū)分，為提高信噪比，保證MNZ何一定的電位差，必須加大供電電流。

14、2. 由于雙頻儀不需歸一化，出工之前要進(jìn)行發(fā)送機(jī)與接收機(jī)之間的儀器外驗(yàn)，供電電浙一般不超過30V,發(fā)送機(jī)輸出電流調(diào)節(jié)到100mA,俗接收機(jī)校成=A陀，即差值為0,因此校驗(yàn)結(jié)果Fs-般為0%。在野外施工中，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量后，需進(jìn)行儀器的自校，使儀器自身Fs值校準(zhǔn)到開工之前外校后的狀態(tài)3. 儀器在出廠之前都經(jīng)過溫度的校iE,工作溫度范朋內(nèi)Fs變化一般小于士0.5%,儀器經(jīng)-段時(shí)間使用后，外界溫度的變化仝導(dǎo)致儀器超過這樣的范圍，即觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)了溫度系數(shù)。施工過程中，當(dāng)早晚溫差較大時(shí)要經(jīng)常進(jìn)行儀器的溫度補(bǔ)償操作；特別是檢查Fs零點(diǎn)（或動(dòng)態(tài)零點(diǎn)），炳項(xiàng)校對(duì)之間可作線性改正。4. 施工當(dāng)中要注意保持供電線和測(cè)雖線絕緣，尤其址在人為干擾區(qū)、潮濕區(qū)，防止人為對(duì)導(dǎo)線的破損，在開工、收工前或測(cè)呈過程中隔段時(shí)間都耍進(jìn)行供電線和測(cè)ft線的漏電檢査，防止漏電對(duì)測(cè)雖結(jié)果造成彩響。5. 因銅電極移動(dòng)頻繁經(jīng)常會(huì)發(fā)生引線折斷現(xiàn)象，MN線應(yīng)保持接觸艮好.導(dǎo)線錯(cuò)斷