Metoda wzbudzonej polaryzacji

Metoda wzbudzonej
polaryzacji
Metoda polaryzacji wzbudzonej (Induced Polarization
Method, IP) jest jedną z metod geoelektrycznych,
stosowanych w geofizyce poszukiwawczej. Badania
metodą IP bywają często wykonywane razem z metodą
elektrooporową (DC Resistivity), z uwagi na fakt, że do
obu metod można wykorzystać tę samą aparaturę.
Metoda wzbudzonej
polaryzacji
Zjawisko obecności pól elektromagnetycznych
pod wpływem wyłączenia impulsu (pola
zewnętrznego) to zjawisko polaryzacji
wzbudzonej (IP).
Metoda wzbudzonej
polaryzacji
Bezpośrednia przyczyna to zjawiska
elektrochemiczne zachodzące w
ośrodku dwufazowym, które powodują
powstanie pól EM. Pod wpływem pola
zewnętrznego zjawiska elektrochemiczne aktywizują się. Pod
wpływem wyłączenia impulsu następuje
powrót do stanu równowagi.
Zjawisko, które badamy
Zjawisko, które badamy
Badamy proces spadku napięcia na
elektrodach pomiarowych, po
wyłączeniu zasilania elektrod
prądowych
Przyczyny występowania
efektu wzbudzonej polaryzacji
Makroskopowe
Mikroskopowe
Elektrodowa
Membranowa
Przyczyna makroskopowa
W momencie wyłączenia prądu układu, dzięki polaryzacji na
granicy: ciało rudne – otoczenie, to ciało rudne zachowuje się jak
kondensator, który utrzymuje przepływ prądu przez pewien czas.
IP jest to jedna z podstawowych metod dla rud!
Przyczyny mikroskopowe (1):
Polaryzacja elektrodowa
Na granicy ciało stałe (ziarno rudy) –
roztwór (wody porowej) wytworzony
jest prąd, który przechodzi przez barierę
Powstaje kontaktowa różnica
potencjałów.
Przyczyny mikroskopowe (2):
Polaryzacja membranowa
Powstaje gdy kanały międzyporowe
zwężają się do grubości kilkakrotnie
większej od średnicy jonów
Następuje zablokowanie swobodnego
przepływu ładunków
Kumulacja ładunków o różnym znaku
po obu stronach „gardzieli”
Przyczyny mikroskopowe (2):
Polaryzacja membranowa
Zachodzi w przypadku, gdy w kanałach
międzyporowych zalegają cząsteczki
min. ilastych
Gdy prąd zaczyna płynąć, min. ilaste
selektywnie przepuszczają ładunki
dodatnie, a zatrzymują ujemne
Powstaje nadmiar ład. ujemnego i tym
samym różnica potencjałów
Pojęcie polaryzowalności m
Polaryzowalność (chargeability) to własność fizyczna opisująca
zdolność materiałów do utrzymania naładowania ośrodka.
Pojęcie polaryzowalności
pozornej i oporności pozornej
Wartości polaryzowalności dla
wybranych typów skał i wody
ms
woda
0
żwiry
3-9
skały wulkaniczne 8-20
gnejsy
6-30
łupki
5-20
piaskowce
3-20
gliny
3-10
kwarcyt
5-12
Wartości polaryzowalności dla
wybranych minerałów
piryt
chalkocyt
grafit
chalkopiryt
bornit
galena
magnetyt
malachit
hematyt
ms
13.4
13.2
11.2
9.4
6.3
3.7
2.2
0.2
0
Przykład zastosowania pod
kątem wykrywania rud
Przykład zastosowania pod kątem kartowania
struktur związanych ze złożami węglowodorów