原理<sup>［1～4］<⼀sup>

频谱激电法是用常规电阻率法的电极装置，在超低频段（f=10^-2～n×10² Hz）上，观测视电阻率。在存在激电（IP）效应和电磁（EM）效应的情况下，观测到的电位差ΔU相对于供电电流I有相位移，并且随频率f而变。所以，测出的视电阻率是频率的复变函数，称着视复电阻率，记为：

电法勘探成果文集

式中：角频率ω=2πf；i为虚数单位；K是电极装置系数；电位差和供电电流符号上方的“～”表示是频率域中的量；A_S 和φ_S 分别为视复电阻率的振幅和相位，它们也是频率的函数。因为是观测不同频率的视复电阻率（频谱），主要目标是研究激电效应，故称该法为频谱激电法（英文缩写SIP），也称为复电阻率法（英文缩写CR）。

图1 古近-新近系陆相油气藏地质-电性异常模式图

野外实测的视复电阻率频谱形态，通常同时受激电（IP）和电磁（EM）两种效应的影响。可以用两个或者更多个“柯尔-柯尔（Cole-Cole）模型”来描述：

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式中：ρ_S0是频率为零时（包含IP效应）的视电阻率；m₁、τ₁和c₁分别为IP效应的充电率，时间常数和频率相关系数；m₂、τ₂和c₂分别为EM效应的充电率，时间常数和频率相关系数。

理论和实测数据表明，上述频谱参数的数值有以下变化规律：

1）c₁=0.1～0.6，c₂=0.9～1.0；τ₁>>τ₂。据此，可区分和分离IP和EM。

2）若τ₁>100 s，极化体为高含量石墨或石墨化岩石。若τ₁>10 s，极化体为脉状或网脉状高含量硫化物或石墨化岩石。若τ₁>1 s，极化体为密集浸染状金属矿化或石墨化地质体。若τ₁>0.1 s，极化体为稀疏浸染状金属矿化或石墨化地质体。若τ₁1>0.4时，极化体内极化颗粒较均匀。当c₁

基于上述理论和实测数据获得的规律，SIP法在野外实测到视复电阻率频谱后，按式（2）对实测视复电阻率频谱进行反演，可分别划分出激电和电磁两种效应（这一过程也称为“去藕”），并获得激电视谱参数。电阻率ρ_S和零频视电阻率ρ_S0；激电视充电率m_S，即激电视极化率η_S；视时间常数τ_S；视频率相关系数c_S。其中，前两种参数［ρ_S（ρ_S0），m_S（η_S）］与常规电阻率法和激电法的参数一致；而后两种参数（τ_S，c_S）可为识别异常提供补充信息。特别是视时间常数τ_S随极化体埋深增大的衰减较小，有利于探测深部极化体，还可起到真时间常数τ的作用，用以按结构区分极化体。视频率相关系数c_S非常接近极化体的真频率相关系数c，因而也可直接用来按结构区分极化体。

研究经“去藕”分离出的电磁效应，还可获得两个新的电磁效应参数：剩余电磁效应（REM）参数及电磁视电阻率。它们比常规电阻率法的视电阻率ρ_S ，能更灵敏地反应地下导电性异常。

SIP通常采用多极距的偶极-偶极排列，以偶极距为点距，沿测线作剖面观测。野外生产是用加拿大PHOENIX公司的V5、V6、IPT-6和T200等多道多功能人工源电法仪器系统完成的。观测结果用上述6个参数的拟断面图表示，反映地电构造沿剖面和随深度的变化。SIP法在空间域和频率域的高密度测量，使之具有较常规方法丰富得多的信息量，因而能更好地解决地质勘查问题。不过，目前SIP法的野外工作效率较低，生产成本较高，所以只用于地质勘查的详查阶段。