激發極化法在深部金礦勘查中的應用

李邦勇

（貴州省地質礦產勘查開發局117 地質大隊，貴州 貴陽 550018）

黔西南地區廣泛發育有賦存于沉積巖中的微細浸染型金礦床- 卡林型金礦床，該類礦床多數沿斷裂構造分布，受構造控制明顯。但是卡林型金礦的成礦物質來源、成礦作用以及與巖漿活動的關系復雜，加上該區植被茂盛、少有基巖出露、地表找礦信息少、給該類礦床的勘探帶來很大難度，特別是對構造深部延伸的推斷依據不充分。導致黔西南地區的金礦開發、利用進展緩慢。因此完善勘查理論、發展相關勘查技術手段對卡林型金礦床的生產具有重要意義[1，2]。

目前用于金礦勘查的方法主要有重力勘探、磁法勘探、電法和放射性勘探等[3，4]。其中電法中的激發極化法是最早應用于金礦床勘查的方法之一，當浸染狀礦體與其圍巖電性差異較小時，體極化作用下礦體的激發極化效應非常明顯，且該方法受地形起伏影響較小、抗干擾能力強等優點，是鐵礦勘查的首選方法。

1 激發極化法基本理論

1.1 基本原理

激發極化法是通過激電效應即礦脈因電化學作用產生的隨時間緩慢變化的附加場現象來尋找金屬礦的電法勘探方法[5]。對于呈層狀的巖體，激發極化效應表現為面極化，對于浸染狀礦體表現為體極化。激發極化法分為時間域激發極化法 （直流激電法）和頻率域激發極化法（交流激電法）；與常規電法相似，按照工作性質目的不同又分為測深法和剖面法，其應用裝置有對稱四極、中間梯度、偶極—偶極等不同的排列形式。

其中直流激電法具體技術方法是：建立地下人工直流電場，依次加大供電電極與測量點電極之間的距離，測量得到不同深度下的地層電阻率數據，分析其變化規律，進而探明有礦產資源及類型。在銅礦床、鐵礦床、和金礦等金屬礦床均取得了―定的效果。

1.2 激電法極化率和視電阻率計算

激電法勘查礦脈的邏輯思路是得到對應深度上目標介質的視電阻率和極化率，其中就包含了視電阻率的求取以及極化率的計算兩個方面。視電阻率計算公式為：

時間域激發極化法電流供入介質是以時間推移的，直至達到飽和，然后切斷電源，觀測其二次場瞬時電位差 2UΔ 隨時間衰減的特點和規律，計算出視極化率 sη 。

式中 ΔU 表示總場，Δ U1為一次場（激發電位差），Δ U2為二次場。

圖4 激電測深裝置試驗曲線對比示意圖

圖2 充放電時間特性示意圖

2 應用實例

貴州省某勘查區要進一步研究區內地層巖性的礦化蝕變特征和斷裂構造特征，探索深部構造及蝕變礦化信息。在區內開展物探方法的試驗性工作，研究適合該類型金礦床勘查的物探方法；最終確定使用激發極化法開展勘查工作，圈定找礦靶區。

2.1 測量裝置和施工方法

根據現場施工條件在區內選用兩種裝置進行測量：①激電中梯全區勘探（測網密度100m×20m，勘探面積5.8km2）；②激電測深（布設勘探線兩條，共計31 個測點）。同時在勘探區內進行了物性測定工作，包括對勘探區內采集的24 塊樣本巖石的電性測定和在礦體附近及巖石出露較好地段選擇各類巖性露頭共計23 處進行小四極測定。

激電中梯采用短導線工作方式。根據前期物探方法試驗結果選擇能突出異常又有較高施工效率的裝置：供電極距為AB=1600m，接收極距為MN=40m。采集參數為：供電電流I、一次場電位、視極化率，計算視電阻率。接收采用主剖面加旁側線觀測，觀測范圍為裝置的中部不得大于AB 距的三分之二的范圍內，旁側范圍為AB 極距的1/5 范圍內。

圖3 勘探線布置圖

激電測深的目的是對激電中梯面積性測量發現的視極化率、視電阻率異常進行查證，并進一步了解硫化物富集體的空間賦存狀態。物探方法試驗時對激電測深的裝置類型進行了等比和不等比兩種試驗，實驗結束后對兩種裝置的數據進行了整理，得到如圖3 所示的對比曲線圖，由對比曲線圖可以看出，兩種裝置所得的曲線對異常都有較好的體現，并無明顯區別，因此本次工作選擇施工更為高效的等比裝置。

2.2 成果解釋

激電中梯法施工結束后根據極化率計算公式計算出測點極化率得到全區極化率等值線圖，圈定異常區兩個，兩個異常區極化率異常值大多在1.0% ～3.0% 左右，最高可達7%。DJH-1 異常區對應的視電阻率場表現為沿近東西向展布的條帶狀的中低阻特征，視電阻率值大多為300Ω·m 左右。該異常區總體表現為“低阻高極化”的電場特征。DJH-2 異常區對應的視電阻率場表現為沿近東西向展布的跳躍的條帶狀的高、低阻特征，視電阻率值大多在100Ω·m ～2000Ω·m 之間。該異常區中大多小型激電異常均表現為“低阻高極化”的電性特征，部分表現為“高阻低極化”的電性特征。因此，推測DJH-1、DJH-2 由該區部分地層中發育的黃鐵礦化及深部構造破碎蝕變帶中富集的硫化物所致。同時根據平面異常表現為沿一定走向分布的異常帶，或者在背景場中表現為狹窄的低異常帶或串珠狀低異常現象以及異常區的電性特征，結合地質資料推測斷層兩條分別為FW1、FW2。隨后在兩異常區分別布設一條激電測深勘探線，并在測線上布設探槽和鉆探施工進行驗證取得里良好的效果。

圖5 激電中梯探測成果圖

4 結論

通過在勘查區綜合應用激電中梯法和激電測深法，證明了時間域激發極化法探查技術可以直觀地顯示勘查區巖層的極性特征和電性分布，能夠有效地圈定找礦靶區，為礦產資源開發提供科學的依據。另一方面通過本次激電工作，根據測區電場分布特征結合地質資料，推斷斷裂構造2 條，表明了激電法在斷裂構造的探查中有良好的效果。