激發(fā)極化法在找礦中的應(yīng)用

摘要：激發(fā)極化法是以地下不同巖、礦石激電效應(yīng)的差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究大地激發(fā)極化效應(yīng)來勘查地下地質(zhì)情況的一種電法勘探方法，近年來，該方法在尋找深部隱伏礦體的找礦中發(fā)揮了重要作用，取得了良好的效果。通過野外實地踏勘，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)伴生有較強黃鐵礦化，因而采用激發(fā)極化法進行對區(qū)內(nèi)成礦遠景進行評價。本文就借此對找礦中激發(fā)極化法的應(yīng)用進行簡要的分析研究。

關(guān)鍵詞：找礦；激發(fā)極化法；應(yīng)用

引言

近些年以來，近地表礦產(chǎn)資源近乎被開發(fā)殆盡，尋找深部隱伏礦產(chǎn)已經(jīng)成為近年來礦產(chǎn)勘探中的重點方向。利用激發(fā)極化法能夠較準確的預(yù)測深部隱伏礦體的存在。特別是礦產(chǎn)大多數(shù)與金屬硫化物伴生，硫化物通常是黃鐵礦或毒砂，偶爾也有磁黃鐵礦，使用激發(fā)極化法測量這些伴生礦的物理場特征，結(jié)合地學(xué)理論就可以間接找出礦產(chǎn)。

一、激發(fā)極化法的工作原理及方法

1、激發(fā)極化效應(yīng)。電阻率法測量時，在向地下供入穩(wěn)定電流的情況下，仍可觀測到測量電極間的電位差隨時間而變化，并經(jīng)相當長時間后趨于某一穩(wěn)定的飽和值；斷開供電電流后，測量電極間的電位差在最初一瞬間很快下降，而后便隨時間相對緩慢地下降，并在相當長時間后衰減接近于零。這種在充電和放電過程中產(chǎn)生隨時間緩慢變化的附加電場的現(xiàn)象稱為激發(fā)極化效應(yīng)。

2、激發(fā)極化法。激發(fā)極化法是以不同巖、礦石激電效應(yīng)的差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究大地激電效應(yīng)來探查地下地質(zhì)情況的一種分支電法。激電法的應(yīng)用范圍很廣，無論在金屬與非金屬固體礦產(chǎn)的勘查方面，還是在尋找地下水資源、油氣藏和地?zé)崽锓矫妫既〉昧肆己玫牡刭|(zhì)效果。

3、激電測量裝置。礦區(qū)激電測量工作分為：中間梯度裝置掃面（圖1），對稱四極裝置測深（圖2）。

圖1中間梯度裝置示意圖

圖2對稱四極裝置示意圖

二、礦區(qū)地質(zhì)概況

本文以我國華北地區(qū)某礦產(chǎn)為例，分析了激電中梯、激電測深和聯(lián)合剖面等方法在勘查中的應(yīng)用效果。通過在該區(qū)開展勘探工作，發(fā)現(xiàn)了區(qū)內(nèi)的極化體范圍，查明了區(qū)內(nèi)成礦的有利位置，并利用激電測深和聯(lián)合剖面對極化體進行解剖，為礦山下一步的找礦工作提供地球物理依據(jù)。礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于中朝準地臺、燕山臺褶帶、承德拱斷束、大廟穹斷束構(gòu)造單元東緣。出露地層僅見太古界單塔子群白廟組和新生界第四系全新統(tǒng)。太古界單塔子群白廟組巖性主要由角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、變粒巖組成。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動較強烈，主要為燕山期脈巖，巖石類型以酸性為主，次為中性；此外尚有超基性巖體侵入，為輝石巖，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其蝕變主要為蛇紋石化、葉臘石化、綠泥石化。

區(qū)域構(gòu)造決定了礦區(qū)的構(gòu)造格局，在礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造，分為NW、NE向以及近SN向，是礦區(qū)主要控巖、控礦構(gòu)造。圍巖蝕變主要圍繞3組不同方向的斷裂破碎帶發(fā)育，以線性分布為主，局部地段呈面形分布，圍巖蝕變隨深度變化有所加強，蝕變以硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化為主，高嶺土化、綠泥石化、碳酸鹽化次之。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變均屬中低溫?zé)嵋何g變，礦產(chǎn)與脈巖伴生明顯，與礦產(chǎn)化關(guān)系密切的蝕變?yōu)楣杌⒑骤F礦化、黃鐵礦化等。

三、地球物理特征分析

礦區(qū)各種礦石及強黃鐵礦化類巖石具有較強的激電效應(yīng)，極化率一般較高，與背景場巖石存在一定的差異，其中以輝石巖（ψ）、角閃斜長片麻巖（Arp）、及與鉛鋅有關(guān)的蝕變巖（ps）最高。電阻率參數(shù)較離散，但通過對各巖礦石的電性參數(shù)進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)具有一定的規(guī)律性，其中以斜長角閃巖（Arj）、混合花崗巖（Arh）、角閃斜長片麻巖（Arp）最高，變粒巖及與鉛鋅有關(guān)的蝕變巖次之，超基性巖（ψ1）及礦石最低。因此，礦區(qū)礦（化）體與圍巖電性差異明顯，具備明顯地球物理前提。

四、找礦成果分析與研究

此次工作采用奔騰數(shù)控技術(shù)研究所研發(fā)的WDFZ-10大功率智能發(fā)射機，WDJS-2數(shù)字直流激電儀。激電中梯供電極距（AB）為1500m，供電周期為16s，供電延時為200ms，采樣寬度取40ms。激電測深采用對稱四極測深。電異常特征為低強度的激電背景下發(fā)育的不同規(guī)模的高強度激電異常。研究可知，范圍較大大，幅值較高，視極化率最大值可達14%的異常區(qū)主要分布于中部及南部，整體上呈現(xiàn)南高北低、西高東低格架，多呈近SN、NNE、NNW向分布，與區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造方向相同。視電阻率幅值變化較大，分帶性較明顯，在南部為一面積較大的近似圓形低阻區(qū)，視電阻率一般低于400Ω·m，其外圍發(fā)育有近SN、NW向的中低阻條帶異常，再外圍為大于1000Ω·m的高阻區(qū)。電性特征大多為中低阻高極化異常。

結(jié)合地質(zhì)情況，異常主要分2類：（1）第1類為低阻高極化異常，主要位于測區(qū)南部太古界白廟組變粒巖內(nèi)，異常周圍構(gòu)造發(fā)育，蝕變破碎強烈，后期熱液活動頻繁；（2）第2類異常為相對中低阻中極化異常，位于測區(qū)中西部，該類異常的北端及其北部的梯度帶上一般與礦產(chǎn)（化）體相對應(yīng)，視極化率一般為6%～8%。礦區(qū)東部和北部為視極化率低值區(qū)，視電阻率的高值區(qū)，視極化率一般小于4%，是該礦區(qū)的視極化率背景場。對礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的異常進行分類及編號，結(jié)合地質(zhì)情況，認為其中IP4、IP5與礦產(chǎn)（化）關(guān)系密切，故而布設(shè)激電測深和聯(lián)合剖面進行解剖。IP4異常位為一規(guī)模較大中低阻中高極化異常，呈近SN向條帶狀展布，中部略微東向凸出，異常總長約1300m，寬為100～200m。視極化率異常強度大致呈現(xiàn)南高北低趨勢，南部較連續(xù)，視極化率最大值達到13%，北部視極化率斷續(xù)，一般為6%～10%；視電阻率總體上與極化率異常對應(yīng)，較連續(xù)，為200～1000Ω·m，為中、低等電阻率。異常南部為主要出露太古界白廟組變粒巖（Arb），局部有花崗斑巖巖脈出露，中部為第四系覆蓋，北部出露為太古界白廟組斜長角閃巖（Arj）及角閃斜長片麻巖（Arp），并有數(shù)條NNW向民采礦產(chǎn)（化）體。

Ⅱ#綜合剖面視極化率強度高，達到10%，聯(lián)合剖面法視電阻率曲線無交點，視極化率當極距（AO）為80m時，在166#點出現(xiàn)反交點，隨著極距的增大，反交點右移，結(jié)合該礦帶內(nèi)單條礦脈的產(chǎn)狀為南西傾，而該礦帶內(nèi)的礦脈呈雁列式排列，且單條礦脈的厚度均較小，單條礦脈的物探異常反映不明顯，結(jié)合激電測深反演結(jié)果，異常反映的是呈雁列式排列的礦脈，總體產(chǎn)狀東傾。IP5異常電性特征為低阻背景下的中阻中極化，視極化率一般約為7%，視電阻率為400～800Ω·m，異常呈條帶狀SN向展布，長約400m。為了解異常細部特征，在該異常中部布設(shè)地物化綜合剖面Ⅳ。

對Ⅲ#剖面聯(lián)合剖面可知，該異常由東西2個子異常組成，分別位于140#點及130#點附近。東側(cè)異常視極化率反交點當極距（AO）為80m時交于140#點，當極距（AO）為160m時交于138#點，且兩分支所夾面積都較小，反映異常近直立，略向西傾，且埋深較淺；西側(cè)異常視極化率及視電阻率曲線皆無交點，視極化率上升較快，視電阻率具有明顯異常，通過地表檢查發(fā)現(xiàn)，西側(cè)異常由蝕變花崗斑巖及其上下盤的礦產(chǎn)（化）體引起，東部異常亦在地表對應(yīng)有數(shù)條規(guī)模較小的礦產(chǎn)（化）體。結(jié)合測深反演結(jié)果，2處異常在底部連成一體，說明地表的礦（化）源可能相同。

通過激電掃面、測深對礦區(qū)礦產(chǎn)的成礦分布進行了調(diào)查，結(jié)合地質(zhì)資料進行了分析，認為：從異常形態(tài)來看，應(yīng)該與構(gòu)造與地層有關(guān)，由于在該測區(qū)地表發(fā)現(xiàn)了碳質(zhì)地層，礦致異常的位置和可能性需要進一步工程驗證；建議在本次平面和測深確定的異常區(qū)進行鉆孔驗證，在設(shè)計鉆孔位置時結(jié)合地質(zhì)及多方資料進行綜合分析。

結(jié)束語

綜上所述，通過此次激電工作，地球物理找礦前景明顯，圈定多處激電異常帶，說明工作方法選擇依據(jù)充分，地質(zhì)找礦效果明顯。結(jié)合激電測深解剖和探槽工程揭露，激電異常為找礦有利部位，激電工作為后續(xù)的工作提供了地球物理依據(jù)，指明了該區(qū)的找礦方向。

參考文獻：

[1]張建維.激電測深法在非洲某銅鈷礦區(qū)的勘查應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探，2014（10）：49-52.

[2]王秋陽.大功率激電在古林西鉛多金屬礦勘查中的應(yīng)用[J].山西建筑，2013（15）：122-125.

[3]張鍵.大功率激電在吉林某銅礦區(qū)新一輪找礦中的應(yīng)用[J].物探與化探，2014（15）：361- 363.