Năm 1920 khi thực hiện thăm dò điện trở Schlumberger đã phát hiện ra hiện tượng sau khi cắt dòng phát thì trên điện cực thu còn tồn tại điện thế dư, nó suy giảm dần, và gọi là phân cực cảm ứng. Hiệu ứng này rất nhỏ trong phần lớn các loại đất đá, tuy nhiên nó đặc biệt lớn ở nơi có thân quặng sulfide hay graphite. Sau đó nó được ứng dụng cho tìm kiếm quặng này.[2]

Nguồn gốc hiện tượng

Từ 1959 đến 1980, các nghiên cứu ứng dụng phương pháp phát triển. Các thảo luận đã đưa ra nhiều ý kiến khác nhau về nguyên nhân của hiện tượng, song vẫn chưa thỏa đáng, mà mới nhất trí được hai quan niệm quan trọng:

• Phân cực điện cực (Electrode Polarization), tức là sự thay đổi về cơ chế dẫn điện giữa các khối trong đất đá (dẫn điện ion - điện tử, giống như cắm thanh kim loại vào đất ẩm), thường xảy ra ở thân quặng như pyrite, pyrrhotit, chalcopyrit, graphit, galena, bornit, magnetit, pyrolusit,... Hiệu ứng càng lớn nếu hạt quặng càng mịn và phân bố đều trong khối đá.
• Phân cực điện giải (Electrolytic Polarization) hay thấm lọc màng (Membrane Polarization), do sự khác nhau về độ linh động của các ion trong các hợp phần của đất đá. Khi có dòng điện hay nước chảy thì các ion di chuyển khác nhau dẫn đến sự tích điện. Nó thường liên quan đến khoáng vật sét, và trong tìm kiếm nước ngầm thì là dấu hiệu không chứa nước.

Dòng điện kích thích làm phân bố lại các ion, và là quá trình nạp điện. Khi dòng điện này cắt, giảm hay đổi hướng thì điện tích được xả ra. Đo đạc thực địa khó mà phân tách được các hiện tượng nói trên. Điểm quan trọng nằm ở chỗ, một số nhà địa vật lý đưa ra khái niệm về độ dẫn phức và điện trở phức (Complex Conductivity / Resistivity), tính đến sự có mặt của độ nạp trong phần ảo của độ dẫn, và nó thuận lợi cho việc xây dựng thuật giải ngược ra ảnh 2D hay 3D của điện trở phức từ các quan sát đa cực.[3][4]

Lược đồ xung đo đạc

Dạng đo đầu tiên của PCKT là đo trong miền thời gian. Nội dung của nó là phát dòng ITx với độ dài TOn vào cực phát. Trên đôi cực thu tiếp nhận được tín hiệu URx, thực hiện đo hiệu điện thế điện trở suất V0. Sau khi cắt dòng phát, thì đo đường suy giảm V(t) tại các trễ (Delay) t1, t2,... tN.

Độ dài TOn chọn theo độ sâu khảo sát cần có. Cường độ dòng ITx thì chọn sao cho trên vùng chờ đợi có dị thường phân cực thì các V(t) đầu phải cỡ vài mV. Điều này dẫn đến dòng phát khi đo PCKT lớn hơn dòng khi đo điện trở suất cỡ vài chục đến trăm lần.

Ngày nay xung phát có dạng đảo chiều tuần hoàn với chu kỳ bằng 4 lần TOn, nhằm loại trừ các nhiễu và tăng độ chính xác.

Khi đo trong miền tần số thì phát dòng I dạng sin, đo giá trị và độ lệch pha của hiệu điện thế U trên đôi cực thu.