本文選題：IP模型 + 天然巖(礦)石�。� 參考：《中國地質大學(北京)》2017年博士論文

【摘要】：前人通過實驗室和野外測量提出了 12種模型用于描述天然巖(礦)石的激發(fā)極化效應(IP效應),這些模型在礦產資源勘查、地質構造調查等方面獲得了廣泛的應用。本文基于大量的數(shù)值模擬計算和對比分析、進行天然巖(礦)石的相位譜試驗和反演擬合試驗對有代表性的七種模型描述IP的性能進行系統(tǒng)研究。目的是確定表征不同類型天然巖(礦)石IP效應的最有效模型。首先利用Delphi7編寫程序用于計算七種模型的振幅、相位、實部、虛部相位譜,系統(tǒng)研究了七種模型的所有激電參數(shù)對相位譜的影響規(guī)律及頻譜表征范圍。然后利用SolartronSI-1260頻譜儀對來自16個地區(qū)不同礦種的50余塊天然巖(礦)石樣本進行10-3～105Hz范圍的掃頻測量,獲得了各樣本的相位譜并總結分析了相位譜的特征規(guī)律。為了研究七個模型的性能,通過Matlab平臺編寫了基于最小二乘和差分進化算法的反演程序,對呈現(xiàn)單峰和雙峰頻譜特征的樣本試驗數(shù)據(jù)分別進行反演擬合試驗。分析考察各模型的擬合相位譜與樣本實測相位譜的吻合程度,擬合精度用百分均方根誤差評價。七個模型的擬合精度可直觀對比并由此確定各種天然巖(礦)石對應的最有效模型。研究結果表明:Dias和Multi- Cole-Cole模型最適宜表征呈單峰和雙峰特征的金屬礦物的相位譜;利用這兩種模型系統(tǒng)地對多種礦物的雙峰相位譜數(shù)據(jù)直接反演擬合獲得高精度擬合曲線尚屬首次。Warburg,Cole-Cole和Generalized Cole-Cole模型適宜表征呈單峰特征的金屬礦物的相位譜。Madden and Cantwell模型適宜表征含銀閃鋅-方鉛礦和含金黃鐵礦的頻譜,但對其他礦物的表征能力較低。Debye模型對所有礦物的擬合精度較低。綜上所述,7種模型表征相位曲線的峰值、峰位和峰寬的能力不同,實際野外工作中,在某些條件下如選用不合適的IP模型進行正反演分析將會導致很大的誤差。因此,針對不同的礦物類型選擇合適的模型尤其重要。該結論能夠為頻率域激電法應用于礦產勘查選擇合適的模型提供理論依據(jù)。本文還新提出了一種新的激電參數(shù)-峰值相位差φp,結合相對視頻散率PPs構成一組有效參數(shù)表征礦體的激電異常,為實際應用提供了一種新思路。
[Abstract]:Through laboratory and field measurements, 12 models have been proposed to describe the induced polarization effect of natural rock (ore) and IP effect. These models have been widely used in mineral resources exploration, geological structure survey and so on.In this paper, based on a large number of numerical simulation and comparative analysis, phase spectrum test and inversion fitting test of natural rock (ore) stone are carried out to systematically study the performance of seven representative models to describe IP.The aim is to determine the most effective model to characterize the IP effect of different types of natural rocks (ores).Firstly, the Delphi7 program is used to calculate the amplitude, phase, real part and imaginary part phase spectrum of seven models. The influence of all the IP parameters of the seven models on the phase spectrum and the spectrum representation range are systematically studied.Then more than 50 samples of natural rock (ore) from 16 regions were measured by SolartronSI-1260 spectrometer in 10-3~105Hz range. The phase spectrum of each sample was obtained and the characteristic law of phase spectrum was summarized and analyzed.In order to study the performance of the seven models, an inversion program based on least squares and differential evolution algorithm was compiled on the Matlab platform.The fitting phase spectrum of each model is consistent with the measured phase spectrum of the sample, and the fitting accuracy is evaluated with the percentage root mean square error (RMS) error.The fitting accuracy of the seven models can be compared intuitively and the most effective models corresponding to various natural rocks (minerals) can be determined.The results show that the phase spectra of metallic minerals with single and double peaks are best characterized by the 1: Dias and Multi- Cole-Cole models.It is the first time that the two models are used to directly inverse fitting the bimodal phase spectrum data of many minerals to obtain the high-precision fitting curves. Warburg Cole-Cole and Generalized Cole-Cole models are suitable for characterizing the phase spectrum of metallic minerals with single peak. Madden and Cantwell model.The spectrum of zinc-galena and gold-bearing pyrite is suitable for characterizing the frequency spectrum of silver containing zinc-galena and gold-bearing pyrite.In summary, the seven models can represent the peak value, peak position and peak width of the phase curve. In practical field work, if we choose the inappropriate IP model for forward and inverse analysis under some conditions, it will lead to great error.Therefore, it is particularly important to select suitable models for different mineral types.This conclusion can provide theoretical basis for the application of frequency domain IP method in mineral exploration and selection of suitable models.
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P631

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