五極縱軸測深和對稱四極激電測深在多金屬找礦中的對比研究

張 彥，陳興峰

（天津華北地質勘查局核工業二四七大隊，天津 301800）

本文試驗區位于內蒙古自治區阿拉善右旗廟臺子多金屬礦區，地表主要為第四系粘土、砂土為主，通過已知鉆孔資料可知，下覆地層為石炭二疊系寶力高廟組晶屑凝灰巖、輝綠巖、晶屑凝灰巖等，中間夾有多金屬礦化體，因為多金屬礦化體與圍巖有著明顯的電阻率和極化率差異，直流激電法能夠從背景干擾場中分辨出低阻高極化的多金屬礦化體異常，滿足地球物理勘查的前提，筆者在此進行五極縱軸和對稱四極直流激電測深實驗，尋找淺部多金屬礦點，比較兩種方法的探測效果。

1 方法原理

1.1 對稱四極測深

對稱四極測深裝置如圖1所示，它的主要特點是在測量電極M、N不動的情況下，供電電極A、B對稱地逐漸向兩邊拉開。

通過不斷加大AB距離，來達到了解從淺到深地下電性(導電性和激電性)變化的測深目的[1]。

對稱四極測深裝置的裝置系數計算式為：

圖1 對稱四極測深裝置示意圖

1.2 五極縱軸測深

五極縱軸電測深法的電級排列方式如圖2所示，在地面以測深點A為原點設直角坐標系，電流強度為+I的中心供電電極位于原點A，沿X軸在A點兩側放置電流強度均為-I/2的供電，電級B1和B2，且AB1=AB2=L[2]。

圖2 對稱四極測深裝置示意圖

整理后所得裝置系數K：

2 野外工作簡述

布極前首先以測深點為坐標原點布設直角坐標系，一般應根據地形及地質構造性標定坐標系的橫軸（x）及縱軸（y），力求使x軸垂直于勘探對象的長軸方向，同時盡可能把y軸放在地形平坦、地表土質均勻及接地條件良好的方位上，按照圖1和圖2分別布極測量。通過極距實驗確定極距，為做好接地條件，確保電流的穩定可靠，本次用多跟銅電極串聯模式，在地表干燥地方用鹽水澆灌，使得兩邊供電電流的相等。

3 巖石的電性參數測量測量統計

巖礦石電阻率極化率參數源于全區所采露頭標本及鉆井巖心，采用小四極裝置實測。從統計表表1中可以看出第四系粘土砂土主要表現為低阻低激化；晶屑凝灰巖、輝綠巖、晶屑凝灰巖電阻整體較高，電阻率品均值在1500Ω以上，而極化率最大值為1.78%，最大平均值在0.88%，礦化體表現為低阻高激化，平均激化率統計高達7.46%，電阻率均值在400Ω以下，與圍巖形成明顯的電性差異。

表1 多金屬礦核心區域巖礦石標本電性參數統計表

4 實驗應用效果分析

結合鉆孔資料，筆者在測深斷面圖中用surfer軟件分別切取對應鉆孔位置的電阻率和極化率數據，再用strater軟件成圖，從圖3中可以看出，該地400m深度范圍多金屬目標層大體分3層，兩種方法在此鉆孔出均有異常顯示。

（1）第一層在深度60m～80m處，該出巖芯比較完整，巖石中可見較多的黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬顆粒，黃鐵礦大小在0.2mm～0.5mm之間，個別能達10mm～20mm，部分晶屑較為完整，呈立方體，黃鐵礦呈星點狀分布于厭食癥或沿裂隙面發育。閃鋅礦、方鉛礦等金屬主要沿裂隙面發育，裂隙面夾角一般在20°～25°之間，沿裂隙綠泥石化蝕變較強。兩種方法的電阻值表現為相對低值，極化率值相對較高，電阻率曲線基本重合，極化率曲線五極縱軸測深的極化率反應更加明顯。

（2）第二層在深度263m～312m處，該處綠泥石化、綠簾石化等蝕變較強，巖芯較為完整，巖石中可見較多的黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬顆粒，兩種方法的電阻值和極化率值差異較大，但總體趨勢一樣，五極縱軸測深曲線幅值變化較大，效果更加明顯。

圖3 電阻率極化率曲線對比圖

（備注：上圖中實線為對稱四級測深數據，虛線為五極縱軸測深數據）

（3）第三層在340m～400m處，該處巖石裂隙發育碳酸鹽化蝕變，巖石中可見較多的黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬顆粒，五極縱軸測深曲線效果特別明顯，表現為低阻高極化率。

5 實驗分析總結

通過實驗應用對比，筆者認為在直流激電測深中，五極縱軸測深相比對稱四極測深，布極簡便快捷，在相同供電極距情況下，五極縱軸測深測量深度較大，對于同一測深點而言，五極縱軸測深的供電電極一次性布設，無需再移動，測量點可以靈活選取在地形較好的一側，供電電流相對比較穩定，降低人為干擾；在相同測量次數情況下，五極縱軸測深的垂向分辨率更高，對多金屬的相應識別更加明顯，解釋直觀方便，但理論曲線異常和深度的準確識別需要進一步的研究。