激电(IP)数据反演
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发布时间：2022-04-26 09:00
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时间：2022-06-26 06:55
8.3.1 激电（IP）数据反演
IP反演方法与电阻率反演方法相同，可采用最小二乘反演方法。收集到了两套IP探测的数据例子，包括常规视电阻率探测值和视IP数据，数据点数是常规电阻率探测的两倍。反演这样一套联合的数据，一种可能的办法是将该数据作为完全独立的两套数据来处理。先对电阻率数据进行反演，然后再对IP数据进行反演，在这种情况下，电阻率模型最后迭代反演得到的电阻率数据用于IP数据反演，数据通常有最低的RMS错误，如果电阻率模型是一个能较好地代表地下电阻率的结构，这可能是最有效的方法。但是，即使是在反演计算生成的数据中，尤其是迭代次数超过5次使用的反演电阻率数据时，因为反演的基础数据点数有限，数据含有噪声，该模型会发生畸变。人们往往偏爱使用较小的阻尼因子来进行多次迭代，目的是尽量减少RMS误差，如果一个有畸变的电阻率模型用于IP数据反演，那么，这些畸变将影响到用于所有IP迭代反演的IP模型。一般有两种方法反演IP数据:第一种方法是电阻率和IP数据同时进行反演，进行电阻率数据反演之后，迭代反演IP数据；第二种方法是反演IP数据是在完成电阻率反演之后才进行，在这种情况下，只有最后电阻迭代得到的电阻率模型被保存。
IP值通常也可以由相位角给定，这种情况下，单位常以弧度来表示（mrad），目前的许多IP测量仪器可以测量不同频率的相位角。因此，反演技术在测量每一个频率的相位角上被重复使用，这也为频率随地下IP相位角改变情况下的复杂电阻率值研究提供了一个良好的思路。
IP数据有时也被定义为金属因子值（MF），MF值可由时间域或频率域的测量结果算出。时间域的金属因子值可由下式计算:
高密度电法勘探方法与技术
此时，金属的极化率M以毫秒的形式表示（Mitherly et al.，1990）。在频率域中的计算公式为
高密度电法勘探方法与技术
8.3.2 应用实例
（1）2-D勘探实例
该例子是对Magusi River矿体进行探测的结果（Edwards，1977），包含了电阻率和极化率，采用的偶极距（ “a” 因子）为30.5 m（100英尺）、61.0 m（200英尺）和94.1 m（300英尺），对于每一个偶极长度，偶极分离因子“n” 值1～4，IP测量值为金属因子，由于覆盖次数有限，产生的电阻率和IP拟剖面的数据点分布非常复杂（图8.7a，8.7c）。从反演结果来看（图8.7b，8.7d），矿体位于测线中间部分，表现为小于10Ω·m的低阻和超过350的高金属因子值区域，即低电阻率和高IP值异常。在该套数据反演技术中，为了突出矿体和围岩的边界，采用了平稳反演方法反演。
图8.7 Magusi矿床勘探
（2）3-D勘探实例
这是一个有趣的3-D电阻率和IP探测例子。科珀希尔（Copper，Hill）在澳大利亚的新南威尔士州，是一座古老的铜矿山，较早的调查是在1966年的地质填图，岩石切片取样，IP勘探和布设了7口钻孔（White et al.，2001），发现了铜和钯金轻微矿化斑岩受结构裂缝控制，并出现在石英脉中，但是，由于地质构造非常复杂（图8.8），在相距不到200 m的钻孔中，矿石等级差异较大。
为了对矿床更准确填图，采用单极-偶极（pole-dipole）装置进行了3-D电阻率和IP勘探，该勘探采用一系列长为1.6 km的测线覆盖了一个较大的区域（1.6 km×1.1 km），相邻电极间的极距为25 m，图8.9为发射与接收线的布设情况，采用的电流高达7A，整个勘探用时10天，采集数据超过7000个数据点。
图8.8 Copper Hill地区地质图
图8.9 Copper Hill地区3-D勘探电极布设情况
通过反演，获得了一个3-D IP区域模型，如图8.10所示，3-D IP模型显示的矿化带更加清晰。图8.10中的3-D IP模型显示了两个雁列南北趋势和两个近似东西走向的趋势，形成一个环形高极化区，西部区域较浅区域的钻孔结果与IP模型吻合较好。CHRC58钻孔的217 m处金含量为1.7 k/t和铜含量为0.72％，与IP大于35 mV/W的区域相吻合，从钻孔化验的低含量结果与西部区域高极化率下边界相对应；高极化率值的东部地区没有露头，接下来的工作就是通过钻孔进一步验证。
图8.10 Copper Hill勘探数据反演获得的3-D IP模型
注意，反演时总是试图把同一地质体视极化率的观测值与计算值之间的差值降低到最小，百分频率效应和相位角的IP直接比值等效于极化率值，虽然金属因子值也包含电阻率值，为极化率值提供最小均方根误差的模型有时并不为金属因子值提供一个最小均方根误差，但是，反演模型中的有效值通常是很小的。
