激發(fā)極化法在廣西某鉛鋅礦勘查中的應(yīng)用

王艷麗，劉興華，孫成林

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，廣東 韶關(guān) 512000）

0 前言

激發(fā)極化法（簡(jiǎn)稱激電法）是以地殼中不同巖、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）或交流（頻率域）激電場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行找礦或解決地質(zhì)問題的一組電法勘探分支方法（傅良魁，1983，1982；傅良魁，李金銘，史元盛，1986）。實(shí)踐證明，激電法是勘查各類金屬礦產(chǎn)的主要方法，特別是對(duì)電阻率與圍巖相差不大的侵染型金屬礦床而言，與電阻率法和電磁法相比更為有效。另外，激電法在尋找地下水和探測(cè)石油、天然氣方面也能發(fā)揮作用，并取得了比較令人滿意的結(jié)果［1］。

在激電剖面法中常用的裝置類型有中間梯度裝置、偶極裝置、近場(chǎng)源裝置和聯(lián)合剖面裝置。其中，在近場(chǎng)源裝置中又有三種裝置可供選擇，分別為近場(chǎng)源二極（AM）、近場(chǎng)源三級(jí)（AM·N）和近場(chǎng)源四極（AM·AN）（又稱雙二極）［1］。

在激電測(cè)深法中常用的裝置類型有對(duì)稱四極裝置、等比裝置和固定點(diǎn)源裝置［1］。

結(jié)合場(chǎng)區(qū)具體地質(zhì)情況，利用以往前人在找礦方面的成功案例［2－7］，本工區(qū)采用中間梯度裝置和對(duì)稱四極裝置。

1 工區(qū)概況

工區(qū)位于南華活動(dòng)帶大瑤山凸起北東緣，廣西山字型構(gòu)造前弧東翼與粵北山字型前弧西翼之交匯部位，區(qū)域性大寧深斷裂東側(cè)，屬桂東多金屬成礦區(qū)北東端。以中低山為主，最高海拔1236m，最低海拔460.3m。測(cè)區(qū)總體上北東高，南西低。最低海拔標(biāo)高490m，最高海拔標(biāo)高888m，一般相對(duì)高差80～200m，最大高差400m。工區(qū)植被發(fā)育，通行極為困難。

2 儀器設(shè)備及方法原理

2.1 中梯激電測(cè)量

2.1.1 儀器設(shè)備

采用重慶奔騰數(shù)控研究所生產(chǎn)的 WDFZ-5型5kW功率激電儀，整流電源為 WDZ-5A，接收機(jī)兩臺(tái) （WDTS-2 型）。發(fā) 電 機(jī) 使 用 閩 東 本 田EC6500CXS型，其額定電流為22.7A，最大輸出功率為5.5kW。

2.1.2 方法原理

中梯激電法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，是敷設(shè)一次供電導(dǎo)線和供電電極A、B，便能在相當(dāng)大的面積上測(cè)量。測(cè)量電極MN在其中間三分之一地段及離開AB連線AB／6距離范圍地段逐點(diǎn)測(cè)量（圖1）。由于在A、B間的中間地段測(cè)量，接近水平極化條件，故對(duì)各種形狀、產(chǎn)狀和相對(duì)電阻率的極化體均可得到相當(dāng)大的異常，且異常形態(tài)較簡(jiǎn)單，易于解釋。

2.1.3 方法試驗(yàn)及參數(shù)選擇

外業(yè)測(cè)量之前，在工作區(qū)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)計(jì)方案中的測(cè)量方法和測(cè)量參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，以選擇最佳、最合理的測(cè)量方法和測(cè)量參數(shù)用于野外生產(chǎn)。

試驗(yàn)工作在測(cè)區(qū)南部4號(hào)線10～20號(hào)點(diǎn)間進(jìn)行，試驗(yàn)方法為中梯激電法。

圖1 中間梯度裝置測(cè)量布置示意圖

試驗(yàn)參數(shù)為供電極距AB、測(cè)量極距MN、供電時(shí)間和延遲時(shí)間等。

（1）供電極距AB和測(cè)量極距MN的選擇

供電極距AB的大小主要依據(jù)勘查目的（深度）、勘查效果，以及工作區(qū)現(xiàn)場(chǎng)地形、地物和地電條件確定。通過對(duì)比試驗(yàn)，確定供電極距AB＝1800m。

考慮到本項(xiàng)目的特點(diǎn)和規(guī)范要求，并獲得較大的測(cè)量電位差，以提高信噪比，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，確定測(cè)量極距MN＝50m。

（2）供電周期和延遲時(shí)間的選擇

做供電周期試驗(yàn)時(shí)，供電極距AB＝1800m，測(cè)量極距MN＝50m，延遲時(shí)間Δt＝250ms。選擇供電周期t＝16s和t＝24s分別進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，結(jié)果見表1。從表1中可看出，兩組數(shù)據(jù)基本一致，選擇t＝16s或t＝24s均能獲得較大的極化電位差和保證觀測(cè)精度。為了提高生產(chǎn)效率，確定供電時(shí)間t＝16s作為野外生產(chǎn)測(cè)量參數(shù)。

為了減少大地的電磁耦合影響，又能測(cè)得較大的極化電位差，在選擇延時(shí)時(shí)，需綜合考慮上述因素的作用，以提高信噪比。本次試驗(yàn)中，選擇延時(shí)分別為150ms、200ms和250ms進(jìn)行對(duì)比測(cè)量，在4個(gè)測(cè)點(diǎn)上分別重復(fù)測(cè)量3次，其它工作參數(shù)與供電周期試驗(yàn)參數(shù)一致，測(cè)量結(jié)果見表2。從表2中可看出，延時(shí)為150ms和200ms時(shí)，極差稍大，重復(fù)性稍差，受大地的電磁耦合影響較大；延時(shí)為250ms時(shí)，極差較小，重復(fù)性較好。因此，確定延時(shí)250ms作為野外生產(chǎn)測(cè)量參數(shù)。

表1不同供電周期對(duì)比試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果表

表2不同延時(shí)對(duì)比試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果表

2.1.4 外業(yè)測(cè)量

據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及目的任務(wù)，外業(yè)測(cè)量的參數(shù)選擇如下：工作網(wǎng)度50×25m2，供電極距AB＝1800m，測(cè)量極距＝50m，供電電流I≥2A，供電周期t＝16s，延遲時(shí)間為250ms。

野外生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)工作嚴(yán)格按《時(shí)間域激發(fā)激化法技術(shù)規(guī)定》（DZ／T0070－1993）和其它有關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行。此外，生產(chǎn)過程中要著重做好以下工作：

（1）測(cè)線上的畸變點(diǎn)和異常點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核性檢測(cè)；

（2）原始記錄要詳實(shí)，隨時(shí)記錄與測(cè)量有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象和特殊點(diǎn)等情況，以備資料解釋用；

（3）測(cè)量數(shù)據(jù)當(dāng)天要回放至電腦，并進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，查找當(dāng)天工作存在的問題，及時(shí)糾錯(cuò)與調(diào)整；

（4）及時(shí)檢查、總結(jié)前一階段的工作，對(duì)存在問題的勘查線進(jìn)行檢查測(cè)量。測(cè)線的系統(tǒng)檢查測(cè)量隨機(jī)選取，對(duì)解釋推斷、驗(yàn)證工程有意義或質(zhì)量有疑義的測(cè)點(diǎn)（線）應(yīng)重點(diǎn)檢查。檢查工作量不少于總工作量的5%，測(cè)量誤差符合規(guī)范要求。

2.2 激電測(cè)深

2.2.1 儀器設(shè)備

與中梯激電法采用的設(shè)備相同。

2.2.2 方法原理

激電測(cè)深法與中梯激電法的方法原理基本相同，不同之處是激電測(cè)深法是在同一測(cè)點(diǎn)逐次擴(kuò)大電極距，使探測(cè)深度逐漸加大，這樣便可得到觀測(cè)點(diǎn)處沿垂直方向由淺到深的電性（激化率ηs、視電阻率ρa(bǔ)）變化情況，從而達(dá)到解決地質(zhì)問題和地質(zhì)找礦的目的。

2.2.3 參數(shù)選擇

激電測(cè)深采用對(duì)稱四極裝置，供電周期和延遲時(shí)間的選擇參照中梯激電法進(jìn)行。電極距（m）的選擇方案見下表3。

表3 電極極距系列一覽表

2.2.4 外業(yè)測(cè)量

根據(jù)中梯激電的測(cè)量成果，并在充分析研究激電異常的分布特征和對(duì)指導(dǎo)下一步探礦工作的實(shí)際意義后，有針對(duì)性地布置了15個(gè)激電測(cè)深點(diǎn)，分別為19號(hào)線的21～28號(hào)點(diǎn)（25號(hào)點(diǎn)除外）（7個(gè)點(diǎn)）、22號(hào)線的23～30號(hào)點(diǎn)（8個(gè)點(diǎn)）。

野外生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)工作嚴(yán)格按《時(shí)間域激發(fā)激化法技術(shù)規(guī)定》（DZ／T0070－1993）和其它有關(guān)技術(shù)規(guī)定及有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)定進(jìn)行。

3 數(shù)據(jù)處理

測(cè)量數(shù)據(jù)當(dāng)天要回放至電腦，并當(dāng)天進(jìn)行檢查驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和處理問題。在對(duì)原始記錄檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算所用的常數(shù)進(jìn)行100%的復(fù)核，對(duì)全部的計(jì)算進(jìn)行100%的復(fù)算。野外觀測(cè)結(jié)果復(fù)核整理后，及時(shí)編制各種成果草圖，以便指導(dǎo)下一步野外工作和進(jìn)行資料的綜合研究。上圖的數(shù)據(jù)及曲線，進(jìn)行100%的自檢和互檢。

4 資料解釋

本次完成激電測(cè)深剖面兩條，分別為19號(hào)線（21～28號(hào)點(diǎn)）和22號(hào)線（23～30號(hào)點(diǎn)）。

19號(hào)線（21～28號(hào)點(diǎn)）的視極化率（ηs）曲線類型圖見圖2，22號(hào)線（23～30號(hào)點(diǎn)）的視極化率（ηs）曲線類型圖見圖3。從圖2和3可以看出，視極化率（ηs）曲線類型主要為HK型，個(gè)別為AK型。曲線前支、中部總體上呈上升趨勢(shì)，曲線尾部均有不同程度的下降，說明視極化率（ηs）值總體上由淺往深呈升高趨勢(shì)，而在深部則有不同程度的降低。曲線峰值位于AB／2＝350～600m。

圖5為19、22號(hào)線視極化率（ηs）斷面等值線圖。從圖5可看出，淺部（AB／2＜200）的極化率相對(duì)較小，一般小于5%，深部一般在5.5%以上。19號(hào)線視極化率（ηs）的高值異常位于剖面平距525～550m、深度AB／2＝350～600m間。22號(hào)線視極化率（ηs）的高值異常位于剖面平距625～750m、深度AB／2＝350～750m。

圖2 19號(hào)線視極化率（ηs）曲線類型圖

6 結(jié)論

通過本次物探工作，查明了在測(cè)區(qū)北東部和中南部存在一條呈南北向展布、貫穿測(cè)區(qū)、規(guī)模大、連續(xù)性好的激電異常帶。通過比對(duì)，該異常與往年某物探隊(duì)勘查發(fā)現(xiàn)的激電異常在位置和規(guī)模上大體相同，說明本次勘查發(fā)現(xiàn)的激電異常是客觀存在的，勘查的成果質(zhì)量可靠。本次物探成果可作為下一步地質(zhì)研究、深部揭露和其它有關(guān)探礦工作的依據(jù)。

圖3 22號(hào)線視極化率（ηs）曲線類型圖

圖4 19、22號(hào)線視極化率（ηs）斷面等值線圖

物探工作方法的選定與場(chǎng)區(qū)的地球物理?xiàng)l件有直接關(guān)系，方法選定的正確與否取決于事前對(duì)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)資料收集工作的完成情況。本案例除采用激電法外，還結(jié)合了高密度電法進(jìn)行勘探，使得勘查資料得以相互佐證，提高了資料的準(zhǔn)確性。

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