激發(fā)極化法在遼寧鳳城礦產(chǎn)遠景調(diào)查中的應(yīng)用

趙維俊，高飛，孫中任

（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034）

激發(fā)極化法在遼寧鳳城礦產(chǎn)遠景調(diào)查中的應(yīng)用

趙維俊，高飛，孫中任

（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034）

激發(fā)極化法是一種尋找硫化物金屬礦床的有效方法，被廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)勘查工作中.通過介紹時間域激發(fā)極化法在遼寧鳳城礦產(chǎn)遠景調(diào)查中的應(yīng)用，進行激電中梯面積測量后，圈定5個激電異常，并解釋和評價.對探槽揭露發(fā)現(xiàn)有Cu，Pb，Zn礦帶的M4激電異常布置了4條激電測深剖面，對潛在的礦（化）體的埋深和形態(tài)進行了描述，對進一步深部找礦提出了建議.

時間域激發(fā)極化法；激電中梯；激電測深；礦產(chǎn)勘查；遼寧省

0 前言

在中國地質(zhì)調(diào)查局項目“遼寧鳳城雙嶺子地區(qū)礦產(chǎn)遠景調(diào)查”支持下，在遼寧鳳城地區(qū)進行激發(fā)極化法［1-3］工作.其目的是配合地質(zhì)、化探、磁測工作，以尋找硫化物金屬礦床［4-5］為主要目的，對重點異常進行檢查，為礦產(chǎn)普查找礦提供信息.本文將介紹激電法的工程布置、工作方法、儀器使用等內(nèi)容，對圈定的異常進行評價.在圈定的5個激電異常中，重點對激電中梯的M4異常開展了激電測深法工作，推斷深部低阻高極化異常由硫化礦物引起，經(jīng)槽探工程揭露顯示有Cu、Pb、Zn礦體存在.利用激電測深反演資料對礦體的埋藏深度和深部空間形態(tài)進行描述.

1 測區(qū)地質(zhì)特征與電性特征

工作區(qū)位于遼東古元古代裂谷帶內(nèi).裂谷帶向東延入吉林南部和朝鮮北部，介于南部狼林地塊和北部龍崗地塊之間，是在太古宙結(jié)晶基底之上發(fā)展起來的元古代構(gòu)造單元.裂谷呈近東西向線性展布，在遼東地區(qū)延伸長近250 km，南北寬50～100 km.裂谷帶是著名的鉛鋅成礦帶，在朝鮮境內(nèi)產(chǎn)有世界聞名的檢德等特大型鉛鋅礦，我國境內(nèi)也發(fā)現(xiàn)眾多的鉛鋅礦床（點），以青城子礦集區(qū)最為重要，二者在成礦特征上具有相似性和可比性.

工區(qū)出露地層（圖1）：大石橋組王家溝段以厚度大、分布廣的條帶狀方解大理巖為特征，局部夾含墨透閃透輝石巖、絹云片巖等.以大理巖與下伏高家峪（巖）組碳質(zhì)板巖、片巖、含透閃透輝變粒巖整合接觸.釣魚臺組主要分布于測區(qū)西北角，為一套濱海相碎屑巖沉積，與下伏遼河群為角度不整合接觸.以灰白色含礫中粗粒長石石英砂巖、硅質(zhì)膠結(jié)石英砂巖為主，局部夾薄層石英巖質(zhì)細礫巖及粉砂質(zhì)頁巖.碧流河組分布于河流內(nèi)（圖1）.堆積物二元結(jié)構(gòu)明顯，下部巖性為灰色砂礫石或砂與礫石互層，或砂、礫石混合堆積；上部巖性為灰褐色、黃褐色亞砂土.

圖1 工區(qū)地質(zhì)簡圖和激發(fā)極化法測線布置圖Fig.1Geological sketch map of work area with lay-out of IP survey lines

測區(qū)采集巖（礦）石標本后，采用小四極法標本架測量.由表1看出，該工區(qū)具有以下物性特征：工區(qū)大面積出露的大理巖的電阻率較高，極化率較低，砂巖的電阻率略低于大理巖；當(dāng)大理巖中含有氧化礦物和硫化礦物時，則使其電阻率降低，而極化率則升高.這為尋找氧化物和硫化物礦體提供了條件.

2 激發(fā)極化法工作

2.1 激電中梯

激電中梯測線（圖1）方向為135°，測網(wǎng)為矩形，點號為0～80，線號為162～218.點距為40 m，共29條線，線長為1640 m.

表1 測區(qū)巖（礦）石電性特征Table 1Electrical characteristics of rocks and ores in the surveyed area

激電中梯采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DJS-8時間域直流激發(fā)極化儀，YAMAHA EF600 10 kW發(fā)電機，WDFZ-5A型5 kW大功能智能發(fā)射機，WDZ-5整流電源.

供電電極AB距1800 m，測量電極MN距40 m.在主測線供電5線同時測量.雙極短脈沖供電，周期為8 s，占空比為1∶1.采樣延時為200 ms，采樣寬度40 ms.疊加次數(shù)為1.

視極化率和視電阻率用Surfer做等值線圖（圖2a、b）.電阻率宏觀表現(xiàn)為近東西向的工作區(qū)對角線為界，北部電阻率高，南部電阻率低（圖2a）.北部高阻區(qū)附合大理巖的電性特征.南部的低阻區(qū)可能為中粗粒長石石英砂巖.極化率與電阻率形成反向相關(guān)（圖2b）.北部為極化率低值區(qū)，南部為極化率高值，高極化率異常零散分布，不規(guī)則形.以極化率9%為下限，共圈定了5個孤立異常.它們分別以M1異常42～44/212～214，M2異常34～40/200，M3異常40～42/198，M4異常70～72/192，M5異常70～74/182為中心發(fā)育.其中M4異常地表見銅礦化蝕變帶，大石橋組王家溝巖段大理巖，有小塊釣魚臺組石英巖出露，而且地球化學(xué)顯示有Au-Ag-Cu-Mo組合異常，很可能有硫化礦（礦化）存在，故作為重點檢查的異常，布置了槽探工程和激電測深剖面.

3.2 激電測深

在M4異常上布設(shè)了NS向穿越異常的L1～L4四條激電測深剖面（圖1），測量點距為40 m.M4異常經(jīng)槽探揭露，在L2與L3之間發(fā)現(xiàn)了Cu、Pb、Zn礦帶，取樣分析Cu、Pb、Zn的含量分別為0.7%、1.55%和0.25%.

激電測深采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DZD-6A型多功能直流電法儀.野外測量裝置采用等比排列的對稱四極.AB/2最小2.5 m，最大2000 m.布極方向為SN向.供電周期為16 s，延時80 ms，采樣寬度為100 ms.

圖2 測區(qū)視極化率（a）和視電阻率（b）等值線平面圖Fig.2Contour map for apparent polarizability（a）and apparent resistivity（b）in the surveyed area

激電測深的視電阻率和視極化率經(jīng)反演后，得到電阻率（圖3a）和極化率（圖3b）斷面圖.從斷面圖看，在20～100 m深有高極化率、低電阻率異常分布，并且向南部延伸，超出了測線范圍.在400 m深，L4測線顯示一塊團狀高極化異常，對應(yīng)低電阻率.L1測線北部邊緣顯示高極化地電阻率，但是不太可靠.淺部低阻高極化異常與探槽發(fā)現(xiàn)的礦帶及硫化礦物高極化率低電阻率的電性特征吻合，顯示礦帶有向南深部延伸的趨勢.對于深部探測，建議用音頻大地電磁（AMT）測量，并且向南延長原有剖面.

圖3 激電測深電阻率（a）和極化率（b）反演切片圖Fig.3Section map for inversion of resistivity and polarizability with IP sounding

3 結(jié)論

本文通過介紹激發(fā)極化方法在遼寧鳳城地區(qū)礦產(chǎn)遠景調(diào)查中應(yīng)用，圈定了5個異常區(qū)，其中礦化蝕變較好的M4異常發(fā)現(xiàn)有Cu、Pb、Zn礦帶存在，并布置了激電測深工作，對發(fā)現(xiàn)的深部低阻高極化體的形態(tài)進行了描述，推測地下20～100 m深處有硫化礦物存在，對深部找礦工作提出了建議.

［1］李金銘.地電場與電法勘探［M］.北京：地質(zhì)出版社，2005:16—23.

［2］TelfordWM,GeldartLP,SheriffRE.Appliedgeophysics［M］.Cambridge UniversityPress,1990:578—609.

［3］DZ/T0070-1993，時間域激發(fā)極化法技術(shù)規(guī)定［S］.北京：中國標準出版社,1993:181—202.

［4］West R E,Wieduwilt W G,Hall D K.Discovery of a mineralized breccias pipe usinggradient arrayinduced polarization［J］.Geophysics,1983,48: 1381—1388.

［5］孫亮亮，楊志光，韋詠梅.激發(fā)極化法在尋找內(nèi)蒙隱伏金屬礦的應(yīng)用研究［J］.工程地球物理學(xué)報,2011,8（3）:323—328.

APPLICATION OF INDUCED POLARIZATION METHOD IN MINERAL PROSPECTIVE SURVEY IN FENGCHENG COUNTY,LIAONING PROVINCE

ZHAO Wei-jun,GAO Fei,SUN Zhong-ren
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China）

As one of the effective methods to search for sulfide metallic deposits,the induced polarization（IP）method is widely applied in mineral exploration.The paper discusses the application of time domain IP method in mineral prospective survey in Fengcheng County,Liaoning Province.With area measurements in IP intermediate gradient,five IP anomalies are delineated. Based on geological and geochemical survey, four IP sounding profiles are laid out in the M4 anomalous area of Cu, Pb and Zn belts revealed by trench.The burial depth and shape of potential mineralized body are described,which provide suggestions for further deep prospecting.

time domain induced polarization method;IP intermediate gradient;IP sounding;mineral exploration; Liaoning Province

1671-1947（2014）04-0389-03

P631.3

A

2013－09－07；

2013-12-25.編輯：周麗、張哲．

中國地質(zhì)調(diào)查局“遼寧鳳城雙嶺子地區(qū)礦產(chǎn)遠景調(diào)查”項目（編號1212011085226）資助.

趙維俊（1975—），男，博士，高級工程師，現(xiàn)主要從事應(yīng)用地球物理理論與實踐研究，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區(qū)黃河北大街280號，E-mail//charleswei jun@gmail.com