激发极化法测量中的视参数
在实际野外工作中,当用某种测量装置进行激电测量时,如果地下有不同激电特性的岩、矿石存在,不论其为面极化体,还是体极化体,我们测量得到的结果都是装置附近大地中各岩、矿石的总的激电响应。
5.4.3.1 视极化率
在时间域激电法测量时,测到的是视极化率ηS
环境地球物理学概论
5.4.3.2 视频散率、视激电相位和视复电阻率
在频率域激电法测量时,测到的是视频散率(视频率效应)PS
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视激电相位φS
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视复电阻率ρS
环境地球物理学概论
式中K是装置系数。
此外,根据岩石物理的研究结果,实测电阻率虚部对岩层内固相和液相界面的变化反应敏感。因此,在某些条件下,这一参数可以用来指示污染的存在。
上述这些视参数都是装置附近地下各种极化体激电响应的综合反映。当地下只有一种极化介质时,这些视参数都分别为该介质的相应的真参数值。
5.4.3.3 综合反映岩、矿石激电响应和导电响应的视参数
除上述常用的视参数外,有时也采用一些综合反映岩、矿石激电响应和导电响应的视参数。例如,在频率域测量时常用的视金属因素JS(fD,fG),它是视频散率和视电阻率的比值
环境地球物理学概论
这种视参数的异常能够突出反映低阻极化体的存在,在某种程度上(当其他因素相同时),还可以反映金属含量的大小。
在国外,利用谱激电法解决环境污染问题时,将电阻率和相位响应结合为—个“浓度指标”,选择这种多少有些随意性的参量来解决有害废物污染问题。这里所说的“污染指标”按下列表达式计算
环境地球物理学概论
近年来,国外一些学者试图用谱激发极化法来研究与环境有关的问题。例如,德国地球物理与气象研究所的研究人员利用谱激发极化法来确定地层的孔隙度和渗透系数。就地下水污染的危害而言,其污染范围和程度在很大程度上取决于岩层的透水性,因为透水性控制着地下水的流动。
为了寻找确定岩石渗透系数的快速而有效的方法,研究人员从谱激发极化测量的机理出发,探讨实测结果与岩层透水性之间的内在关系。通过岩石物理研究,推导出了岩层的电性与渗透性之间的相互关系,并且给出了由谱激发极化测量来确定渗透系数的算法。用钻孔谱激电测量对该算法进行了检验,并且还与实验室分析结果进行了对比。这一算法同样适用于地表复电阻率测深,只是精度稍差一些。这样一来,利用谱激电法(从钻孔的高分辨率测量到地表的大比例尺测深)能够快速和有效地确定出岩层的渗透系数。
我国陕西、山西省有关物探科技人员,在应用激发极化法寻找地下水资源工作中,提出并成功地利用衰减时S和视含水因素MS参数查明地下水资源的分布。
若将刚断电时二次场的最大值记为100%,则称曲线衰减到某一百分数(衰减度)时所需的时间为衰减时S(单位为秒)。实际工作中通常利用二次场衰减到50%的S值,称为半衰时。
图5.4.3 含水因素MS示意图
利用激电测深探查地下水时,在每一测深点上,相应于每一个供电极距都有一个 S 值与之对应,可以绘出 S 值随极距变化的关系曲线(图5.4.3)。S曲线与横坐标轴所包围的面积称为视含水因素MS ,其单位为s·m。
试验表明,S或MS的增高,都反映了地下水的相对富集。