Development of the induced polarization theory with application to exploration of strategic raw materials

激发极化理论的发展及其在战略原材料勘探中的应用

基本信息

项目摘要

Within last two decades, Spectral Induced Polarization (SIP) method attracts researchers because it allows to remotely investigate interface properties of geo-materials. As a result, SIP is increasingly used in hydrogeology, contaminant hydrology, geotechnics and mineral exploration. However, to date many points in the physical and chemical theory of Induced Polarization (IP) phenomena are contradictory and understudied. First, the role of different mechanisms (interfacial mechanisms, diffusion of p- and n-charge carriers, electromagnetic induction, and Maxwell-Wagner effect) in polarization of metallic particles (MP) is unclear. Second, each mechanistic model of rock polarization describes only one mechanism (the Stern layer of the Electrical Double Layer polarization, the membrane polarization, or the Maxwell-Wagner polarization). No model includes all of the mechanisms. The objectives of the project are to fill the above-mentioned gaps. We expect: - to develop an unified model of IP of metallic particles;- to improve the mechanistic models of rock polarization.In order to validate these models, we will carry out an extensive series of laboratory experiments with natural samples of magmatic and hydrothermally altered rocks typical of some economically important ore deposits. However, natural samples (being highly heterogeneous) are always poorly sorted in terms of mineral composition and pore structure. Therefore, we will use well-controlled synthetic samples to clarify some aspect of the new models. As a result, we will compile a new extensive database of SIP data available for the scientific community for reuse.Moreover, to test the models we will reproduce numerically the phenomena responsible for IP based on solution of the Nernst-Plank - Poisson-Boltzmann differential equations with the COMSOL Multiphysics package. In addition, we address two methodological aspects of SIP data processing. First, it can be assumed that not all polarization responses indicate a Debye character. However, experimental data are frequently fitted with a Debye Decomposition (DD) procedure. We propose to extend the DD approach for non-Debye relaxation case. Then, field surveys are typically performed with the Time Domain (TD) technique, whereas petrophysical researches are carried out with the Frequency Domain (FD) technique. So, TD and FD data must be compared. However, for real lab, and, especially, field data the TD – FD transformation is not straightforward. For this reason, we plan to improve the TD - FD transformation technique. Finally, the theoretical and methodological results will be applied to ore exploration. We propose to develop a prototype of TD IP logging instrument, to test it within ore deposits, and to assess the information output of IP logging. If this task is successful, we believe to obtain a promising technology for ore exploration, which will be demanded by commercial and state enterprises.
在过去的二十年里,光谱诱导偏振(SIP)方法吸引了研究人员,因为它可以远程研究地质材料的界面特性。因此,SIP 越来越多地应用于水文地质学、污染物水文学、岩土工程和矿产勘探。然而,迄今为止,诱导极化(IP)现象的物理和化学理论中的许多观点都是相互矛盾的并且尚未得到充分研究。首先,不同机制(界面机制、p 和 n 电荷载流子的扩散、电磁感应和麦克斯韦-瓦格纳效应)在金属颗粒 (MP) 极化中的作用尚不清楚。其次,岩石极化的每种机制模型仅描述一种机制(双电层极化的斯特恩层、膜极化或麦克斯韦-瓦格纳极化)。没有模型包含所有机制。该项目的目标是填补上述空白。我们期望: - 开发金属颗粒IP的统一模型; - 改进岩石极化的机制模型。为了验证这些模型,我们将利用一些具有重要经济意义的矿床的典型岩浆和热液蚀变岩石的天然样品进行一系列广泛的实验室实验。然而,天然样品(高度异质)在矿物成分和孔隙结构方面总是分类不佳。因此,我们将使用控制良好的合成样本来阐明新模型的某些方面。因此,我们将编译一个新的广泛的 SIP 数据数据库,供科学界重复使用。此外,为了测试模型,我们将基于 Nernst-Plank - Poisson-Boltzmann 微分方程与 COMSOL Multiphysics 软件包的求解,以数值方式再现导致 IP 的现象。此外,我们还讨论了 SIP 数据处理的两个方法方面的问题。首先,可以假设并非所有偏振响应都表明德拜特征。然而,实验数据经常采用德拜分解 (DD) 程序进行拟合。我们建议将 DD 方法扩展到非德拜松弛情况。然后,现场勘测通常使用时域(TD)技术进行,而岩石物理研究则使用频域(FD)技术进行。因此,必须对TD和FD数据进行比较。然而,对于真实的实验室,尤其是现场数据,TD – FD 转换并不简单。为此,我们计划改进TD-FD变换技术。最后,理论和方法结果将应用于矿石勘探。我们建议开发 TD IP 测井仪器原型,在矿床中对其进行测试,并评估 IP 测井的信息输出。如果这项任务成功,我们相信将获得一项有前途的矿石勘探技术,这将是商业和国有企业所需要的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Andreas Weller其他文献

Professor Dr. Andreas Weller的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Andreas Weller', 18)}}的其他基金

Influence of boundaries on electrical and mechanical properties of rocks
边界对岩石电学和力学性质的影响
  • 批准号:
    242374803
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Erhöhung des Auflösungsvermögens und Beschleunigung tomografischer Rekonstruktionsverfahren in der Geoelektrik
提高地电断层扫描重建方法的分辨率和加速
  • 批准号:
    5437628
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Petrophysical investigation of Bahariya Formation as an example of a strongly anisotropic formation
以强各向异性地层为例的巴哈里亚地层的岩石物理研究
  • 批准号:
    5400551
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Petrophysical investigation of Bahariya Formation as an example of a strongly anisotropic formation
以强各向异性地层为例的巴哈里亚地层的岩石物理研究
  • 批准号:
    5400549
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Petrophysical investigation for the application of electrical spectroscopy in archaeometry
电谱学在考古学中应用的岩石物理研究
  • 批准号:
    5262114
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

基于MFSD2A调控血迷路屏障跨细胞囊泡转运机制的噪声性听力损失防治研究
  • 批准号:
    82371144
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
cGAS-STING激活IFN1反应介导噪声性耳蜗损伤机制研究
  • 批准号:
    82371152
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于NLRP3/IL-1β信号探讨α7nAChR介导巨噬细胞—心肌细胞互作在Aβ诱导房颤心房重构中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82300356
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
脂肪酸合成通过GDF15/IRS2介导胰岛素抵抗促进血管内皮细胞活化导致脓毒症肺损伤的机制研究
  • 批准号:
    82372203
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NRF2/MFN2/ERS信号异常促进ADSCs衰老和肥大型肥胖皮下脂肪组织胰岛素抵抗的机制研究
  • 批准号:
    32000511
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
细胞衰老抑制直接重编程及心肌再生修复的分子机理研究
  • 批准号:
    92068107
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    79.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
m6A识别蛋白YTHDFs在体细胞重编程中的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    32000501
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
转录因子SALL4通过影响pre-mRNA可变剪接调控非Yamanaka因子体细胞重编程的机制研究
  • 批准号:
    32000502
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CD10蛋白N-糖基化修饰介导PI3Kα活化诱导细胞衰老的分子机制研究
  • 批准号:
    32000508
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
转录因子剂量效应调控体细胞重编程的表观遗传机制研究
  • 批准号:
    31970681
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Achieving large polarization change induced by magnetic field in molecular crystals
在分子晶体中实现磁场引起的大极化变化
  • 批准号:
    24K17698
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Role of macrophages and miRNA in regulating lung macrophage polarization and lung pathogenesis during respiratory virus-induced acute lung injury in normal and diabetic Syrian hamsters.
正常和糖尿病叙利亚仓鼠呼吸道病毒引起的急性肺损伤期间巨噬细胞和 miRNA 在调节肺巨噬细胞极化和肺部发病机制中的作用。
  • 批准号:
    10701207
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Collaborative Research: Controlling Nanoscale Self-Assembly via Binding-Induced Polarization
合作研究:通过结合诱导极化控制纳米级自组装
  • 批准号:
    2203675
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Magnetic Field-Induced Polarization Change in Molecular Crystals
磁场引起的分子晶体极化变化
  • 批准号:
    22K14694
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Lysyl oxidases are novel regulators of definitive hematopoiesis
赖氨酰氧化酶是最终造血的新型调节剂
  • 批准号:
    10640821
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Lysyl oxidases are novel regulators of definitive hematopoiesis
赖氨酰氧化酶是最终造血的新型调节剂
  • 批准号:
    10386197
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Collaborative Research: Controlling Nanoscale Self-Assembly via Binding-Induced Polarization
合作研究:通过结合诱导极化控制纳米级自组装
  • 批准号:
    2203905
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Concentration Polarization Induced Electrokinetic Flows around dielectric Surfaces
合作研究:聚光极化引起介电表面周围的动电流
  • 批准号:
    2127852
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Non-destructive inspection of large structures based on laser-induced plasma shock wave excitation technique and polarization interferometer
基于激光诱导等离子体冲击波激发技术和偏振干涉仪的大型结构无损检测
  • 批准号:
    21H01279
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Para-hydrogen induced polarization of 13C labeled TCA cycle metabolite precursors
13C 标记的 TCA 循环代谢物前体的仲氢诱导极化
  • 批准号:
    10434648
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了