方法变种的选择
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发布时间：2023-03-31 17:48
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时间：2023-11-13 06:40
激电法既可在时间域中进行观测，也可在频率域进行观测。直流激电法工作中的一个困难是，不易保证在供电和断电后的观测过程中测量电极间的极差和自然电位差的稳定性。为了提高待测信号(激电二次电位差)与这种不稳定所形成的干扰信号间之信噪比，常需要增大供电电流(使达到几至几十安培)，这将使激电法的野外装备变得很笨重。
交流激电法的测量仪器中可设计选频性能很好的电路，因而对极差变化和地中其他不稳定电场的干扰有较强的压制能力。故在相同条件下，交流激电法可采用较小的供电电流，从而减轻激电法的装备。但开展交流激电法也存在仪器性能和电磁耦合干扰等方面的困扰。
在直流激电法中，按供电时间制式的不同分为两类：
一类是长脉冲制式，供单向脉冲电流，持续时间为几十秒到几分钟，断电后测量二次电位差ΔU2(t)，按式(3.1.7)计算视极化率ηs。
另一类是双向短脉冲制式，它以一定的占空比(一般是1：1，以供电周期8 s为例：正向供电2 s，停电2s，反向供电2s，停电2s，标准供电制式的供电周期一般为4s、8s、16s、32s四种)断续地向地下供入正、反方向的电流脉冲，正、负脉冲断开后，分别测量两个视极化率
和
或充电率
和
，以两者之和或平均值作为观测结果。
目前的商用直流激电法仪器一般在供电期间测量一次场，在断电后一定延时(可调)后测量若干个视极化率或视充电率数据(图3.4.1)。理论上可以利用激电场的时间特性的差异来区分异常性质，实际工作中基本上还是利用激电场的强弱特性划分异常。一般取第一个或第二个(与延时有关)作为观测结果，因为在放电过程中测量电极的极差是变化的，并且越往后二次场越弱。在同一测区，不同仪器或不同参数测量结果不能混合使用。
图3.4.1 测量二次场衰减曲线的积分示意图
两种制式都要在断电后延迟一定时间进行观测，称为延迟时间(简称延时)，它是有效压制时间域激发极化法电磁耦合干扰的一个有效手段。延时一般都选为100～200 ms。由于供电回路在断电的瞬间会在测量回路中产生感应电动势，该感应电动势叠加在二次电位差ΔU2上，形成极强的干扰。感应电动势的衰减速度比激电场的衰减速度快得多，一般在数十毫秒左右。为避开电磁感应信号的干扰，同时不使待测的激电二次场衰减到太小，一般延迟大约100～200 ms左右，再观测ΔU2。为便于对比，一个测区的延迟时间必须统一。
在其他条件相同时，长脉冲制式的二次场观测值较大，并有利于突出充、放电速度较慢的电子导体(特别是电子导电矿物颗粒连通较好的矿体)的激电异常。但长脉冲耗电较多(使用干电池)，生产效率较低。而且由于充、放电持续时间较长，极差变化对观测精度的影响较大，故通常只在测量标本和详细研究异常时间特性时采用这种制式。而双向短脉冲制式，由于生产效率和观测精度较高，经常使用。
从20世纪70年代开始至今，我国实际应用的交流激电法多为测量视频散率Ps的“变频法”。从增大Ps的观测值这一点看，“变频法”使用的两个频率fD和fG似乎相差越大越好。但若fD选得太低，则受大地电流的干扰较大，并由于周期(T=1/fD)长会降低野外观测的效率；另一方面，若fG选得太高，则受电磁耦合干扰较重。故变频法的实际工作频段，通常在0.1～10Hz之间，高、低频的间隔一般选为十倍左右。
变频法在两个频率上作观测使其野外工作不便，生产效率也较低。为克服此缺点，20世纪80年代初我国又研制和引进了以观测地面交变总场电位差相对于交变供电电流之相位移(视相位φs)为主要参数的相位激电仪，开展了相位激电法。这一方法可以只在一个频率上作观测，这相对于变频法是一个进步。变频法和相位法的接收机可采用选频性能很好的电子线路，观测给定频率的信号，因而抗干扰能力较强，这也就降低了对供电电流强度的要求(通常可比常规时间域激电法减小10倍)。频率域激电法的一个比较突出的问题是电磁耦合干扰，为校正这种干扰就要求增加观测的频率，这又将降低生产效率。
为解决激电法存在的两大问题(评价激电异常和消除电磁耦合干扰)，近年来发展了在相当宽的频段范围内(n×10-2～n×102Hz)，观测视复电阻率频谱ρs(iω)的频谱激电法(或复电阻率法)。这种方法通过对实测复频谱的反演，可以识别和划分出激电和电磁耦合效应，并根据反演获得的激电谱参数(ρs0、ms、cs、
s)，可以按结构区分引起激电异常的极化体和发现深部隐伏矿。由于进行谱参数反演时有多解性，故应通过试验工作小心地总结该地质环境下的有关规律，以减少或消除多解性。频谱激电法的仪器、装备、观测技术、数据处理和推断解释理论都比较复杂。此外，它必须在若干频率上(至少4 个频率)逐个频率进行观测，因而生产效率很低。所以，这种方法宜用作异常检查、评价和在有希望的地段发现深部矿，而不适用于普查找矿。
时间域谱激电法是既保持频谱激电法能获得丰富信息的优点，又能提高生产效率的一种新方法。这种方法观测直流脉冲激发下总场电位的充电过程ΔU(T)(次要的)和断电后二次电位差的放电过程ΔU2(t)(主要的)。根据时间特性和频率特性的等效性可知，时间域谱激电法能获得频谱激电法同样的信息，而前者原则上讲只要作一次测量便可获得所需的时间谱数据。由于微电子技术的发展，当代时间域激电测量系统已能通过自动跟踪和补偿极化电位差、信号增强技术和数字滤波等来有效地压制干扰，克服早期时间域测量的缺点，使时间域谱激电测量成为可能。不过，目前时间域谱激电法还有一些理论和技术问题有待研究和完善，可能还要经过几年才能成熟。
以上介绍说明，激电法有多个方法变种，它们各有自己的特点。在设计激电法工作时，应根据地质任务、工区的地电和地形条件和仪器、设备情况，合理选用适当的方法变种。
