激發極化法在礦產勘探中的應用研究

王蕭 吳顯國

摘要：我國激發極化法的研究和推廣開始于20世紀50年代末與60年代初。最初是主要是時間域激發極化法，剖面裝置大部分為中間梯度裝置，而測深裝置則大多數是對稱四極。中間梯度裝置具有工作效率高的優點，并且異常形態相對其他方法較為簡單，并易于解釋。本論文分析了巖礦石的激發極化的物理化學機制，與直流電場下的面極化特征和體極化特征，討論了各種直流激電裝置的激電異常。在這次勘查工作中，在勘查區展開了激電掃面工作，并在有異常的區域加設縱軸五極激電測深剖面。

關鍵詞：激電測深;時間域激發極化法;電法勘探;中間梯度

1.引言

激發極化法是各種金屬礦產勘查的一種重要的方法，尤其是在勘查與圍巖電阻率相差不大的浸染狀的金屬礦床時，與電磁法和電阻率法相比更有優點。此外，在探測石油、天然氣和尋找地下水的方面激電法也很有成效，取得了令人滿意的結果。除此之外，其在找鐵礦、銅礦、鉛鋅礦以及在超基性巖地區找鎳鉻礦和金礦等方面也取得了很好地成果。

2.工區概況及地球物理特征

勘探區位于績溪縣荊州鄉與浙江西部的交界位置，1：5萬地形圖圖幅編號為H50E011020（島石塢幅）。從績溪縣至荊州鄉約45km，有鄉間公路，但是山路崎嶇，通行條件較差。勘探區以山地地貌為主，海拔最低處約650m，最高處超過lOOOm，地形比高大，植被發育，通行比較困難。普查區出露地層為寒武系中下統和震旦系地層，從老至新分別為：休寧組、雷公塢組、蘭田組、皮園村組、荷塘組、陳嶺組、楊柳崗組。工作區外圍巖體發育，北邊為伏嶺花崗巖體，工作區東北部出露后山庵似斑狀花崗巖巖株。工作區中部出露閃長玢巖巖脈，分布在F1逆斷層中，走向北東，傾向推測南東，脈巖長lOOOm，巖體呈深灰色，塊狀構造，斑狀結構，斑晶主要由斜長石和角閃石組成，基質主要為長英質礦物。

3.工作方法

激發極化法（簡稱激電法）是電法的一種分支，它是基于不同巖石與礦石之間存在的激電效應差，通過觀測與分析大地的激發極化效應，用來探索地下的大致地質情形。其本質就是在充放電的過程中會產生隨時間變化的附加電場。通過實踐證明，激發極化法在金屬礦產勘查占據著非常重要的角色，特別是對于那些電阻率與圍巖相差不大的浸染型金屬礦床而言，激發極化法與電磁法和電阻率法相比較要更為有效。

4.資料解釋與分析

本次投入的物探方法主要是激電測深，布置3條測深線，1線測線方向為N37E，2線測線方向為0°，3線測線方向為N82W，點距40m，最大極距AB/2=lOOOm，最小極距AB/2=20m。

4.1 1線激電測深斷面資料處理分析

1線整體以F1斷層為界，左側為高阻，反映出皮園村組（Z：p）條帶狀硅質板巖特性;右側為低阻，反映出荷塘組（∈：h）黑色炭質板巖特性，極化率整體較高，如圖1所示。

DZ-1視電阻率呈低阻異常：位于1250-1350號點。異常區地表出露寒武系荷塘組（ E2h）黑色炭質板巖。在異常左側有北東向F2斷層經過。

從視電阻率斷面圖看出，1線1250-1350號點附近形成一個由地表向下延伸的低阻帶，低阻帶寬度在lOOm左右，下延較大，產狀近于垂直，推斷此處為一構造帶并由于構造帶中的含炭硅質板巖被水庫的水滲透引起的低阻帶反應。低阻帶左側1150號點有視電阻率梯度帶，產狀比較陡（80°-90°），推測該點號處為一斷層反應，傾角很大，產狀右傾。

JD-1高極化率異常：位于1線1150號點。異常區地表出露震旦系皮園村組（Z2p）條帶狀硅質板巖。

從視極化率斷面圖可以看出，在1150號點有一條狀近似乎直立的高極化率異常帶，視極化率峰值為8.26%，異常范圍寬度在lOOm左右，異常頂部寬度較小，底部范圍較大，呈水滴形向下展布，埋深在150m-300m，結合視電阻率和視極化率斷面圖得出，在1150號點附近視電阻率為400Ω-m，和視極化率套合比較好，表現為低阻高極化特征。根據附近鉆孔ZKO01號的鉆孔柱狀圖推測，此處為銅礦（化）體引起的異常，產狀直立。

JD-2高極化率異常：位于1250-1350號點。異常區地表出露寒武系荷塘組（∈2h）黑色炭質板巖。 從視極化率斷面圖看出在1300號點附近形成一個不規則的高極化異常帶，視極化率峰值為9.26%，異常埋深70m-150m，寬度30m左右，為兩個單點高極化異常，根據地質剖面圖推斷為含碳硅質板巖中，碳質板巖及黃鐵礦化而引起的高極化反應。

4.2 2線激電測深斷面資料處理分析

2線測深斷面上以F2斷層為界，兩邊電性特征差別很大：左側為高阻，反映出休寧組（Z1x）砂巖特性;右側為低阻，反映出楊柳崗組（E2y）黑色層狀含炭板巖特性，極化率整體較低，如圖2所示。

D2-2視電阻率呈低阻異常：位于2線1250號點。異常區地表主要為第四系覆蓋，出露震旦系休寧組（Zix）砂巖、泥質粉砂巖地層、寒武系楊柳崗組（ E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰巖地層。有北東向斷層經過。

2線1250號點有視電阻率梯度帶，梯度帶左側視電阻率值較高，平均值約lOOOΩ.m;梯度帶右側視電阻率值較低，平均值約250Q-m;視電阻率梯度帶產狀比較陡，產狀右傾傾角約75。，推測該點號處為一斷層反應。

JD-3視極化率偏高：位于2線1300號點-1600號點。地表為第四系覆蓋，出露寒武系楊柳崗組（ E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰巖地層。有北東向斷層經過。異常最大值為9.72%，異常近橢圓狀，淺表部寬約150m，向下150m后尖滅，產狀右傾，傾角約45°;異常主要集中在淺表部，推測為次級小斷裂引起的局部礦物富集，建議結合地質、化探采取淺井揭露異常體，具有找礦意義，有待進一步工作。

4.3 3線激電測深斷面資料處理分析

3線整體呈現出高阻低極化率的特征，與該處的休寧組砂巖的物性相吻合，如圖3所示。

D2-3視電阻率呈低阻異常：位于3線1100號點。地表出露寒武系楊柳崗組（E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰巖地層，震旦系休寧組（Z1x）砂巖、泥質粉砂巖地層;有北東向斷層經過。

3線1100號點有視電阻率梯度帶，梯度帶左側視電阻率值較低，平均值約200Q·m-400Q·m;梯度帶右側視電阻率值較高，平均值約800Q-m-lOOOQ-m;視電阻率梯度帶產狀比較陡，產狀左傾傾角約75°，推測該點號處為一斷層反應。

D2-4視電阻率呈低阻異常：位于3線1550號點。地表出露震旦系休寧組（Zix）砂巖、泥質粉砂巖地層，地表見有花崗斑巖脈。

低阻異常帶切穿反應休寧組砂巖物性的高阻帶，使得連貫的視電阻率斷面曲線在此處斷開;低阻帶產狀較陡，左傾，傾角在70°左右，推斷此處為一條構造帶，應為一斷層破碎帶。

JD-4視極化率偏高：地表出露寒武系楊柳崗組（E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰巖地層，震旦系休寧組（ Zix）砂巖、泥質粉砂巖地層，見有花崗斑巖脈。

異常最大值為5.8%，出露深度較大，通過斷面圖得出埋深大于400m，異常呈基底狀，向下未封閉;在整個視極化率斷面圖上，整體極化率比較低，與砂巖的地球物理特征相吻合。在1900-2000點號處和1300-1500點號處淺部分別有一低激電異常，異常規模較小，推測應為硫化物引起，地質斷面圖上此處有一條脈巖，結合推斷淺部異常為圍巖蝕變產生，深部異常應考慮隱伏巖體的影響。綜合推斷，3線斷面線深部應有一規模較大異常體，根據皖南的地質特征和電性特征，推測在400-500深度處應為巖體的可能陛較大。

5.結論

通過這次勘查任務，圈定了4個極化率異常帶和4條電阻率異常帶。并結合地質等資料，對引起異常的原因進行了合理解釋，推斷出致礦異常一處，由炭質板巖引起的假異常一處，并對1線、3線物探異常進行了重點解斷，提出今后的工作方向，為本項目的下一步工作提供了良好的基礎。

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