巖礦石電物性測(cè)定方法淺析

（青海省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 青海西寧810029）

（青海省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 青海西寧810029）

從2015年物探項(xiàng)目組在五林溝地區(qū)的地質(zhì)找礦工作的實(shí)際出發(fā)，針對(duì)巖（礦）石的電性參數(shù)測(cè)定方法，對(duì)于物性標(biāo)本的采集方法，測(cè)定電性參數(shù)的儀器、裝置、應(yīng)注意的技術(shù)問(wèn)題以及測(cè)定方法、質(zhì)量檢查等問(wèn)題做了比較詳盡的闡述，以及詳細(xì)介紹了在野外工作中創(chuàng)新的改新后測(cè)量裝置和相關(guān)問(wèn)題。對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的解析，得出了巖（礦）石電性測(cè)定工作中的一般性結(jié)論。

物性標(biāo)本采集測(cè)定裝置測(cè)定方法

1 電物性測(cè)定方法及內(nèi)容

1.1 電性參數(shù)測(cè)定內(nèi)容

對(duì)于物性標(biāo)本電性參數(shù)測(cè)定的方法，常用的有面團(tuán)法、蠟封法、物性架法等。蠟封法是把標(biāo)本的三個(gè)面與交瓷盆的盆壁間用無(wú)金屬礦雜質(zhì)的石蠟或者橡皮泥密封，使其兩邊的水僅可由標(biāo)本內(nèi)滲過(guò)。物性架法的裝置由兩部分組成：一為夾固架，其作用是托起和夾固待測(cè)標(biāo)本，另一部分為不極化電極，其中裝有供電和測(cè)量電極（都采用銅棒和飽和硫酸銅溶液），共有兩塊。工作時(shí)，不極化電極中應(yīng)有足量硫酸銅溶液。夾標(biāo)本時(shí)，標(biāo)本兩端需用潮濕棉紗墊平，以保證接觸全面、良好并保護(hù)電極，要求標(biāo)本除與電極接觸外，與其他部分絕緣，注意防止供電電源及夾固系統(tǒng)漏電。有一種簡(jiǎn)便的辦法，是用土或者面粉團(tuán)作接觸介質(zhì)，供電及測(cè)量電極插在其中，要求所用土的極化率小于1%。當(dāng)用面團(tuán)作接觸介質(zhì)時(shí)，其中應(yīng)加少許硫酸銅，一般也稱為面團(tuán)法。由于在野外工作中的條件限制，若采用蠟封法，沒(méi)有足夠的石蠟去封密標(biāo)本與盆接觸的三個(gè)面，并且石蠟沒(méi)有彈性，所采的物性標(biāo)本每一個(gè)都有不同的體積跟長(zhǎng)度，不好調(diào)整，而且需要測(cè)物性參數(shù)的標(biāo)本數(shù)量較大，所以此法不可??；若采用物性架法，項(xiàng)目組沒(méi)有物性架裝置。所以，綜合以上原因，我們最終將兩者結(jié)合在一起，采用面團(tuán)來(lái)作接觸介質(zhì)，面團(tuán)中加少許硫酸銅溶液，用石蠟在絕緣塑料盆底做一條隔水帶，用來(lái)達(dá)到水僅由標(biāo)本中滲過(guò)的目的，保證電流也僅由標(biāo)本中通過(guò)，供電電極及測(cè)量電極插在面團(tuán)中。

1.2 測(cè)定方法及結(jié)果

本次物性標(biāo)本的電性參數(shù)測(cè)定主要測(cè)量物性標(biāo)本的極化率和電阻率，根據(jù)公式

式中：S—為接觸面積；L—為標(biāo)本厚度。

標(biāo)本從清水中取出后，待表層水分風(fēng)干后，方可測(cè)量，首先測(cè)得標(biāo)本長(zhǎng)度L、接觸面積S等數(shù)據(jù)，其次測(cè)得一次場(chǎng)電壓?U、通過(guò)物性標(biāo)本的電流I、以及電阻率值等數(shù)據(jù)，計(jì)算得出二次場(chǎng)電壓?U2以及極化率η。本次測(cè)量發(fā)射以采用的是“小電流，內(nèi)高壓”的方法，儀器電流選取200mA，高壓選擇2檔即6V，采樣時(shí)間為4s，上述數(shù)據(jù)的選擇均由多次實(shí)驗(yàn)后最終選取。

要提高巖石電性參數(shù)精度，在測(cè)試中還需強(qiáng)調(diào)下列技術(shù)要點(diǎn)：（1）保證供電電流強(qiáng)度幾IAB全部流經(jīng)截面S。也就是說(shuō)，兩水槽底部不允許存在漏電I漏。技術(shù)要求I漏/IAB<0.1%；（2）將浸泡過(guò)的標(biāo)本一定要自然風(fēng)干后進(jìn)行測(cè)定。不然IAB絕大部分沿表面流過(guò)；（3）保證截面S的實(shí)測(cè)精度。這要靠標(biāo)本整形程度，標(biāo)本接觸面S貼緊狀況和取截面S的合理程度；（4）電流密度不能太大，即供電電流要小，一般要求0.lmAc/m2；經(jīng)過(guò)測(cè)量所得各類巖性電性參數(shù)如表1。

從標(biāo)本電物性測(cè)定結(jié)果來(lái)看，強(qiáng)磁鐵礦化片麻巖和強(qiáng)磁鐵礦化閃長(zhǎng)巖的極化率達(dá)到6%，其他巖性極化率均在2%以下，與理論值相符合。

在測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)基本觀測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)出來(lái)的常見(jiàn)值，與檢查觀測(cè)的某一種巖性標(biāo)本數(shù)量，應(yīng)達(dá)到測(cè)定標(biāo)本總數(shù)的10%；進(jìn)行檢查觀測(cè)的某一種巖性標(biāo)本觀測(cè)數(shù)值的離散程度相對(duì)比較大的進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)以確保數(shù)值的準(zhǔn)確性，并且在測(cè)量的過(guò)程中，讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行判斷該物性標(biāo)本是否需要重復(fù)觀測(cè)，并且兩次測(cè)量應(yīng)盡量時(shí)間緊密，不可過(guò)久放置，影響物性標(biāo)本電性參數(shù)的因素中，表面濕度也是一項(xiàng)重要指標(biāo)，這樣的質(zhì)量檢查方法對(duì)衡量提供使用的最終統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠程度，是有實(shí)際意義的。進(jìn)行的重復(fù)觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表：

表1 五林溝—兔耳溝鐵多金屬礦調(diào)查評(píng)價(jià)電物性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

表2 重復(fù)觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

本次共測(cè)定巖石標(biāo)本共102塊，質(zhì)量檢查17塊，質(zhì)量檢查電性標(biāo)本數(shù)占總標(biāo)本塊數(shù)的16.6%，質(zhì)量檢查按“一同三不同”即（同一塊巖石不同人用不同接收機(jī)在不同時(shí)間）進(jìn)行檢查，標(biāo)本的長(zhǎng)度和截面積均需檢查，電物性質(zhì)檢統(tǒng)計(jì)用均方誤差來(lái)衡量。結(jié)果滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)的要求。

2 結(jié)語(yǔ)

巖礦石電性參數(shù)受樣品本身（結(jié)構(gòu)、成份等）以及測(cè)定儀器等的制約因素較多，比較難以獲得接近原樣賦存狀態(tài)的真實(shí)數(shù)值。在一般的地質(zhì)找礦工作中，依據(jù)現(xiàn)有的條件，在巖礦石電性參數(shù)測(cè)定的一系列過(guò)程中，只要規(guī)范化作業(yè)，充分考慮儀器的各項(xiàng)因素，嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程中的要求進(jìn)行此項(xiàng)工作，應(yīng)該能夠獲得相對(duì)來(lái)說(shuō)較為準(zhǔn)確的電性參數(shù)。本文所涉及的實(shí)驗(yàn)研究工作，得到了物探項(xiàng)目組段季學(xué)同志的積極幫助跟大力支持，另外，在本文的完成過(guò)程中，得到了物探組技術(shù)負(fù)責(zé)馬玉忠等的悉心指導(dǎo)與幫助，在此一并致謝！

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

[2]郭佑民,趙鴻儒,鄧國(guó)祥,等.研究巖礦綜合物性測(cè)定的必要性和可能性的初步探討[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，1989,4(1)：17-20.

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巖礦石電物性測(cè)定方法淺析

■李桂花 段季學(xué)

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-147-1