岩(矿)石复电阻率测试与复阻抗模型研究

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室内岩(矿)石复电阻率参数实验是复电阻率法勘探的重要基础性研究,在精确获取岩(矿)石复电阻率参数的方法技术基础上,建立理想的复电阻率模型,分析引起岩(矿)石复电阻率差异的内在原因,对合理解释复电阻率法野外资料起着重要的作用。岩(矿)石复电阻率测试数据的质量是后期分析工作的基础,本文归纳和总结了岩(矿)石复电阻率测试中的关键技术,在此基础上从实验材料、测试关键环节进行了实验分析,整理了一套比较完整的岩(矿)石复电阻率测试方法。针对Cole‐Cole模型在实测数据中拟合效果不佳、可能出现多个拟合结果的现象,对比分析了几种常用模型的拟合效果,发现Dias模型型与实测数据的拟合效果最佳。然而Dias模型参数定义与Cole‐Cole模型等常用模型参数定义不一样,不便于与常用模型对比分析岩(矿)石复电阻率特征。利用部分分式分解法,把Dias模型转化成一个Warburg模型和Debye模的叠加模型,称其为改进的Dias模型,从改进的Dias模型的频谱参数特征和反演拟合结果可看出,改进的Dias模型二级参数定义明确、拟合结果唯一、拟合效果理想、且参数可分频段表示岩(矿)石的复电阻率特征。利用开发的复电阻率测量系统测量南岭贵东岩体岩芯标本在0.05Hz~1kHz频率范围内的复电阻率变化特征,对其中16块岩芯标本进行了岩矿鉴定分析,利用改进的Dias模型对南岭贵东岩体岩(矿)石标本的复电阻率实测数据进行反演拟合;并进行野外岩性描述和正交镜或单偏光镜下岩矿鉴定,统计分析岩(矿)石的矿物含量、成分和结构构造与改进的Dias模型二级参数的关系及意义。通过研究表明:低频段Warburg模型的参数响应一般比表示高频段的Debye模型参数响应更大,零频电阻率与极化率可大致区分不同岩性,时间常数可辅助分析其岩(矿)石内在因素所体现的差异,且时间常数可以区分出不同的岩(矿)结构。通过本论文研究证明改进的Dias模型相比Cole‐Cole模型能够较好区分贵东岩体岩(矿)石的频谱激电特征,为野外复电阻率法的开展提供了基础性资料。同时开展基于改进的Dias模型的频谱参数提取及反演具有重要意义,也是今后发展的方向之一。
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