大功率激發(fā)極化法在河北省小張?zhí)訙系貐^(qū)找礦中的應(yīng)用

時(shí)志興 黎勇 石鵬 楊鎖 高明山

天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)， 天津 寶坻 301800

大功率激發(fā)極化法在河北省小張?zhí)訙系貐^(qū)找礦中的應(yīng)用

時(shí)志興 黎勇 石鵬 楊鎖 高明山

天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)， 天津 寶坻 301800

工區(qū)位于上黃旗巖漿巖亞帶東緣，受豐寧—隆化斷裂帶與烏龍溝—上黃旗斷裂帶交匯的銳角部位控制。在研究了本工作區(qū)的地質(zhì)、地球物理特征等前提條件下，采用了中間梯度裝置和對(duì)稱四極測(cè)深相結(jié)合的方法開展工作,發(fā)現(xiàn)了低阻高極化異常體。并在23號(hào)線上布設(shè)了鉆孔，見到了鉛鋅礦體，證實(shí)了激電工作的準(zhǔn)確性，達(dá)到了找礦的目的。

大功率激電； 中間梯度法； 對(duì)稱四極測(cè)深法； 鉛鋅礦

High Power IP; Central gradient array method; Induced polarization sounding; Pb-Zn deposit

引言

大功率激發(fā)極化法簡(jiǎn)稱(大功率激電法)以地殼中不同巖礦石的激電效應(yīng)差異為物質(zhì)基礎(chǔ),通過觀測(cè)與研究人工建立的直流(時(shí)間域)激電場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行找礦和解決地質(zhì)問題的一種電法勘探方法。實(shí)踐證明大功率激電法是勘探各類金屬礦產(chǎn)的主要方法，特別是對(duì)脈狀的金屬礦體特別有效，另外大功率激電法在尋找地下水和探測(cè)石油天然氣方面也取得了良好的效果[1]、[3]。筆者以河北省小張?zhí)蜏系貐^(qū)找礦成果為例，闡述了大功率激電測(cè)量法在地質(zhì)找礦中的作用。

1 工作區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

1.1 地質(zhì)特征

該區(qū)位于上黃旗巖漿巖亞帶東緣，受豐寧—隆化斷裂帶與烏龍溝—上黃旗斷裂帶交匯的銳角部位控制。區(qū)內(nèi)地層僅見第四系，主要分布于溝谷、山坡及山麓邊緣，巖性以洪沖積層及坡積層、腐植層為主。構(gòu)造簡(jiǎn)單，受區(qū)域性構(gòu)造的影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育一組近南北向的張性斷裂，礦化則賦存于該組斷裂中。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，分布有大面積的海西期中粗粒似斑狀花崗巖及中基性脈巖。巖石蝕變強(qiáng)烈，發(fā)育鉀化、硅化、鐵錳礦化、高嶺土化、絹云母化，巖石退色明顯，新鮮巖石已變?yōu)辄S褐色、土黃色。

1.2 地球物理特征

根據(jù)本工作區(qū)的巖（礦）石電性標(biāo)本統(tǒng)計(jì)表（表1）可以看出，蝕變礦化體的極化率最高，極大值為5.98%，其平均值達(dá)到3.4%，其次是鉆孔內(nèi)的花崗巖和地表出露的花崗巖，極化率平均值為2.1%和1.6%；電阻率最低的是蝕變礦化體，平均值為562Ωm，地表出露的花崗巖和坑道內(nèi)的花崗巖電阻率平均值為2811Ωm和2208Ωm。蝕變礦化體呈現(xiàn)低阻高極化特征，而圍巖呈現(xiàn)高阻低極化特征，存在明顯的電性差異，這說明該區(qū)開展激電工作具備地球物理前提。

2 工作方法與技術(shù)

2.1 工作裝置與電極

本次工作先用中間梯度法圈定極化異常，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常利用激電測(cè)深進(jìn)行解剖，以了解極化體的產(chǎn)狀、埋深及形態(tài)等。采用中間梯度裝置時(shí)，AB=1200m，MN=40m，觀測(cè)范圍為AB中間2/3。采用對(duì)稱四極測(cè)深裝置時(shí)，AB/2最小為3m，最大為1000m。

2.2 電流要求與供電設(shè)備

為了滿足探測(cè)深部目標(biāo)的要求, 供電電流必須達(dá)到8A以上，所有測(cè)點(diǎn)電位差均大于10mV。發(fā)射設(shè)備采用北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DJF10A型大功率發(fā)射機(jī)，接收機(jī)采用DWJ-3B型接收機(jī)，發(fā)電機(jī)采用日本本田15KW大功率發(fā)電機(jī)。供電電極采用特制鋼電極，為了增大供電電流，采取增加電極數(shù)量、加大入地深度、打磨電極表面、在接地處澆鹽水等措施來減小接地電阻。測(cè)量電極采用固體不極化罐狀電極，接地處除去浮土，并澆水等[2]。本次供電周期16s，供電時(shí)間為4s, 占空比為1:1, 疊加次數(shù)為2 次。

2.3 野外觀測(cè)技術(shù)措施

為了提高觀測(cè)精度，AB極供電線與MN極供電線距離在50m以上。測(cè)量時(shí)應(yīng)盡量做重復(fù)觀測(cè)，尤其是遇到畸變點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行多次重復(fù)觀測(cè)或更換不極化電極位置，直到穩(wěn)定為止，保證野外采集的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

3 物探成果及推斷解釋

先垂直地表發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶，做了14條大功率激電中梯剖面（7線、9線、11線、13線、15線、17線、19線、21 線、23線、25線、27線、29線、31線），每條測(cè)線長500m，測(cè)量點(diǎn)距20m。圖1和圖2分別為電阻率平面等值線圖和極化率平面等值線圖.圖中標(biāo)出了地表發(fā)現(xiàn)的蝕變帶位置。由圖1 和圖2可見，區(qū)內(nèi)的電阻率分布特征為中部較低，在100Ωm～600Ωm之間，兩邊相對(duì)較高，在600Ωm～1900Ωm之間；極化率分布特征為中部較高，在2.0%～3.9%之間，兩邊相對(duì)較低，在0.8%～2.0%之間；中部的低阻范圍和高極化范圍對(duì)應(yīng)較好，呈現(xiàn)出一個(gè)明顯的低阻高極化異常帶，長約200m，寬度在50m～100m之間，走向北北東，此異常帶與地質(zhì)填圖發(fā)現(xiàn)的蝕變帶較好，再結(jié)合我們的巖（礦）石電性標(biāo)本測(cè)定資料，認(rèn)為發(fā)現(xiàn)的高極化、低電阻率（小于600Ωm）異常就代表礦化蝕變，而高阻低極化代表海西期的中粗花崗巖。

圖1 視電阻率異常剖面等值線圖Fig.1 Tsoclines maps of resistivity

圖2 視極化率異常等值線圖Fig.2 Tsoclines maps of chargeability

表1 本工作區(qū)巖(礦)石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

工作區(qū)視電阻率的變化基本上體現(xiàn)了巖性、破碎蝕變等分布的規(guī)律性。海西期中粗花崗巖，由于后期改造的程度不一樣，視電阻率值有差別。由于花崗巖的視極化率較低，測(cè)區(qū)內(nèi)視極化率異常下限定為2.0%，測(cè)量結(jié)果表明構(gòu)造蝕變帶上雖然存在明顯的極化率異常，但異常值不高，最高不超過4%，這是由于構(gòu)造蝕變帶內(nèi)巖石破碎，呈角礫狀、碎裂狀限制了二次場(chǎng)的產(chǎn)生，也不能引起較突出的激發(fā)極化反映，所以區(qū)內(nèi)的極化率異常并不高。

圖3 23線激電測(cè)深視電阻率斷面圖Fig.3 contours maps of ρs seltion

圖4 23線激電測(cè)深視極化率斷面圖Fig.4 contours maps of ηs seltion

為了對(duì)中梯法發(fā)現(xiàn)的異常進(jìn)行剖析，以了是是否為礦脈及其產(chǎn)狀、埋深、空間形態(tài)等，選擇了極化率異常最強(qiáng)的23線115、117、119、121、123、125 點(diǎn)進(jìn)行激電測(cè)深，測(cè)量結(jié)果見圖3、圖4.從圖3、圖4可以看出，121、123、125點(diǎn)呈現(xiàn)明顯的低阻高極化率特征。以123點(diǎn)為中心，存在一個(gè)明顯的低阻高極化體。此極化體近似于直立，且頂板在地表出露，推測(cè)底部埋深約200m。從地表到底部，電阻率變化較平緩，在100Ω m～300Ωm之間，而淺部和深部的極化率較高，峰值達(dá)到4.4%，淺部與礦化蝕變帶相對(duì)應(yīng)，推測(cè)深部存在較好的極化異常體。在金屬礦產(chǎn)勘查中, 產(chǎn)生的激電異常排除由含炭質(zhì)巖石引起的可能后,激電異常與電子導(dǎo)體的金屬礦物有著密切關(guān)系[3]。熱液型硫化物礦體, 整體導(dǎo)電性與圍巖有明顯的差異, 并能產(chǎn)生激電異常[5]、[6]。

綜上所述，認(rèn)為此激電異常由含金屬離子較多的高極化體引起, 推斷該異常為地表發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦化蝕變帶向深部延伸所引起。根據(jù)物探成果，布設(shè)了鉆孔ZK-01，鉆孔位置在121～123號(hào)點(diǎn)之間，基本穿過異常中心。鉆孔結(jié)果證明礦體不連續(xù)，在50m、184 m 處分別見到視厚度為0.2m、2.5 m 的鉛鋅礦體，經(jīng)取樣分析，Pb品位在1.29%～4.48%，Zn品位在0.66%～0.93%。驗(yàn)證了大功率激電的解釋結(jié)果，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo).

4 結(jié)語

在本次找礦工作中，先認(rèn)真分析了本地區(qū)的地質(zhì)、地球物理特征等前提條件，布設(shè)了大功率激電中梯和對(duì)稱四極測(cè)深工作，在物探測(cè)量成果的基礎(chǔ)上布設(shè)了鉆孔，最后找到鉛鋅礦化體，驗(yàn)證了物探成果的準(zhǔn)確性。說明激發(fā)極化法在本地區(qū)的應(yīng)用是有效的，能快速、廉價(jià)的指導(dǎo)找礦工作。

[1]李金銘.激發(fā)極化法方法技術(shù)指南[M].北京:地質(zhì)出版社,2004.10

[2]李帝銓等.大功率激發(fā)極化法在額爾古納成礦帶中段找礦中應(yīng)用[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)，vol.22.No.5.Oct.2007

[3]王大平等.大功率激電測(cè)量在遼寧北水泉尋找隱伏礦床的應(yīng)用[J].黃金技術(shù)科學(xué)，2010.06

[4]溫佩琳等.大深度激發(fā)極化法初步探討[J].物探與化探，vol.20.No.5

[5]曾歌明等.激發(fā)極化法在某鉛鋅礦勘探中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào). Vo1.4.No.5.0ct,2007

[6]陳煒等.激發(fā)極化法在西藏嘎日阿統(tǒng)銀鉛礦勘查中的應(yīng)用效果 [J].工程地球物理學(xué)報(bào)，Vol.22,No.3,Jun,2008

The Application of High Power IP Method for Searching Metallic Mine in Xiaozhangtaihegou，Hebei Province

Shi Zhixing Li Yong Shi Peng Yang Suo Gao Mingshan
Team No.247 of Tianjin North China Geological Exploration Bureau,Baodi,Tianjin 301800,China

The work area located in the eastern edge of the SHANGHUANGQI igneous rock substrip,be controlled by the sharp angle part of FENGNING-LONGHUA and WULONGGOUSHANGHUANGQI break strip. According to the geologic and geophysical characteristics in the study area. We chose the central gradient array method and induced polarization sounding methods, and accurately understanding the geologic and geophysical significance of the anomaly, discovered the low resistivity and high polarizabilit y body .By drill- hole exploration in23 line, result for Pb/Zn mine prospecting.the High Power IP Method is confirmed and confirmation the work reaches its aim.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.010

時(shí)志興(1983-) , 男, 甘肅慶陽人,2007年畢業(yè)于江西東華理工大學(xué)地球物理勘探專業(yè), 獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，助理工程師。