激發(fā)極化法在礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用研究

王蕭 吳顯國(guó)

摘要：我國(guó)激發(fā)極化法的研究和推廣開(kāi)始于20世紀(jì)50年代末與60年代初。最初是主要是時(shí)間域激發(fā)極化法，剖面裝置大部分為中間梯度裝置，而測(cè)深裝置則大多數(shù)是對(duì)稱四極。中間梯度裝置具有工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，并且異常形態(tài)相對(duì)其他方法較為簡(jiǎn)單，并易于解釋。本論文分析了巖礦石的激發(fā)極化的物理化學(xué)機(jī)制，與直流電場(chǎng)下的面極化特征和體極化特征，討論了各種直流激電裝置的激電異常。在這次勘查工作中，在勘查區(qū)展開(kāi)了激電掃面工作，并在有異常的區(qū)域加設(shè)縱軸五極激電測(cè)深剖面。

關(guān)鍵詞：激電測(cè)深;時(shí)間域激發(fā)極化法;電法勘探;中間梯度

1.引言

激發(fā)極化法是各種金屬礦產(chǎn)勘查的一種重要的方法，尤其是在勘查與圍巖電阻率相差不大的浸染狀的金屬礦床時(shí)，與電磁法和電阻率法相比更有優(yōu)點(diǎn)。此外，在探測(cè)石油、天然氣和尋找地下水的方面激電法也很有成效，取得了令人滿意的結(jié)果。除此之外，其在找鐵礦、銅礦、鉛鋅礦以及在超基性巖地區(qū)找鎳鉻礦和金礦等方面也取得了很好地成果。

2.工區(qū)概況及地球物理特征

勘探區(qū)位于績(jī)溪縣荊州鄉(xiāng)與浙江西部的交界位置，1：5萬(wàn)地形圖圖幅編號(hào)為H50E011020（島石塢幅）。從績(jī)溪縣至荊州鄉(xiāng)約45km，有鄉(xiāng)間公路，但是山路崎嶇，通行條件較差?？碧絽^(qū)以山地地貌為主，海拔最低處約650m，最高處超過(guò)lOOOm，地形比高大，植被發(fā)育，通行比較困難。普查區(qū)出露地層為寒武系中下統(tǒng)和震旦系地層，從老至新分別為：休寧組、雷公塢組、蘭田組、皮園村組、荷塘組、陳嶺組、楊柳崗組。工作區(qū)外圍巖體發(fā)育，北邊為伏嶺花崗巖體，工作區(qū)東北部出露后山庵似斑狀花崗巖巖株。工作區(qū)中部出露閃長(zhǎng)玢巖巖脈，分布在F1逆斷層中，走向北東，傾向推測(cè)南東，脈巖長(zhǎng)lOOOm，巖體呈深灰色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要由斜長(zhǎng)石和角閃石組成，基質(zhì)主要為長(zhǎng)英質(zhì)礦物。

3.工作方法

激發(fā)極化法（簡(jiǎn)稱激電法）是電法的一種分支，它是基于不同巖石與礦石之間存在的激電效應(yīng)差，通過(guò)觀測(cè)與分析大地的激發(fā)極化效應(yīng)，用來(lái)探索地下的大致地質(zhì)情形。其本質(zhì)就是在充放電的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間變化的附加電場(chǎng)。通過(guò)實(shí)踐證明，激發(fā)極化法在金屬礦產(chǎn)勘查占據(jù)著非常重要的角色，特別是對(duì)于那些電阻率與圍巖相差不大的浸染型金屬礦床而言，激發(fā)極化法與電磁法和電阻率法相比較要更為有效。

4.資料解釋與分析

本次投入的物探方法主要是激電測(cè)深，布置3條測(cè)深線，1線測(cè)線方向?yàn)镹37E，2線測(cè)線方向?yàn)?°，3線測(cè)線方向?yàn)镹82W，點(diǎn)距40m，最大極距AB/2=lOOOm，最小極距AB/2=20m。

4.1 1線激電測(cè)深斷面資料處理分析

1線整體以F1斷層為界，左側(cè)為高阻，反映出皮園村組（Z：p）條帶狀硅質(zhì)板巖特性;右側(cè)為低阻，反映出荷塘組（∈：h）黑色炭質(zhì)板巖特性，極化率整體較高，如圖1所示。

DZ-1視電阻率呈低阻異常：位于1250-1350號(hào)點(diǎn)。異常區(qū)地表出露寒武系荷塘組（ E2h）黑色炭質(zhì)板巖。在異常左側(cè)有北東向F2斷層經(jīng)過(guò)。

從視電阻率斷面圖看出，1線1250-1350號(hào)點(diǎn)附近形成一個(gè)由地表向下延伸的低阻帶，低阻帶寬度在lOOm左右，下延較大，產(chǎn)狀近于垂直，推斷此處為一構(gòu)造帶并由于構(gòu)造帶中的含炭硅質(zhì)板巖被水庫(kù)的水滲透引起的低阻帶反應(yīng)。低阻帶左側(cè)1150號(hào)點(diǎn)有視電阻率梯度帶，產(chǎn)狀比較陡（80°-90°），推測(cè)該點(diǎn)號(hào)處為一斷層反應(yīng)，傾角很大，產(chǎn)狀右傾。

JD-1高極化率異常：位于1線1150號(hào)點(diǎn)。異常區(qū)地表出露震旦系皮園村組（Z2p）條帶狀硅質(zhì)板巖。

從視極化率斷面圖可以看出，在1150號(hào)點(diǎn)有一條狀近似乎直立的高極化率異常帶，視極化率峰值為8.26%，異常范圍寬度在lOOm左右，異常頂部寬度較小，底部范圍較大，呈水滴形向下展布，埋深在150m-300m，結(jié)合視電阻率和視極化率斷面圖得出，在1150號(hào)點(diǎn)附近視電阻率為400Ω-m，和視極化率套合比較好，表現(xiàn)為低阻高極化特征。根據(jù)附近鉆孔ZKO01號(hào)的鉆孔柱狀圖推測(cè)，此處為銅礦（化）體引起的異常，產(chǎn)狀直立。

JD-2高極化率異常：位于1250-1350號(hào)點(diǎn)。異常區(qū)地表出露寒武系荷塘組（∈2h）黑色炭質(zhì)板巖。 從視極化率斷面圖看出在1300號(hào)點(diǎn)附近形成一個(gè)不規(guī)則的高極化異常帶，視極化率峰值為9.26%，異常埋深70m-150m，寬度30m左右，為兩個(gè)單點(diǎn)高極化異常，根據(jù)地質(zhì)剖面圖推斷為含碳硅質(zhì)板巖中，碳質(zhì)板巖及黃鐵礦化而引起的高極化反應(yīng)。

4.2 2線激電測(cè)深斷面資料處理分析

2線測(cè)深斷面上以F2斷層為界，兩邊電性特征差別很大：左側(cè)為高阻，反映出休寧組（Z1x）砂巖特性;右側(cè)為低阻，反映出楊柳崗組（E2y）黑色層狀含炭板巖特性，極化率整體較低，如圖2所示。

D2-2視電阻率呈低阻異常：位于2線1250號(hào)點(diǎn)。異常區(qū)地表主要為第四系覆蓋，出露震旦系休寧組（Zix）砂巖、泥質(zhì)粉砂巖地層、寒武系楊柳崗組（ E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰?guī)r地層。有北東向斷層經(jīng)過(guò)。

2線1250號(hào)點(diǎn)有視電阻率梯度帶，梯度帶左側(cè)視電阻率值較高，平均值約lOOOΩ.m;梯度帶右側(cè)視電阻率值較低，平均值約250Q-m;視電阻率梯度帶產(chǎn)狀比較陡，產(chǎn)狀右傾傾角約75。，推測(cè)該點(diǎn)號(hào)處為一斷層反應(yīng)。

JD-3視極化率偏高：位于2線1300號(hào)點(diǎn)-1600號(hào)點(diǎn)。地表為第四系覆蓋，出露寒武系楊柳崗組（ E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰?guī)r地層。有北東向斷層經(jīng)過(guò)。異常最大值為9.72%，異常近橢圓狀，淺表部寬約150m，向下150m后尖滅，產(chǎn)狀右傾，傾角約45°;異常主要集中在淺表部，推測(cè)為次級(jí)小斷裂引起的局部礦物富集，建議結(jié)合地質(zhì)、化探采取淺井揭露異常體，具有找礦意義，有待進(jìn)一步工作。

4.3 3線激電測(cè)深斷面資料處理分析

3線整體呈現(xiàn)出高阻低極化率的特征，與該處的休寧組砂巖的物性相吻合，如圖3所示。

D2-3視電阻率呈低阻異常：位于3線1100號(hào)點(diǎn)。地表出露寒武系楊柳崗組（E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰?guī)r地層，震旦系休寧組（Z1x）砂巖、泥質(zhì)粉砂巖地層;有北東向斷層經(jīng)過(guò)。

3線1100號(hào)點(diǎn)有視電阻率梯度帶，梯度帶左側(cè)視電阻率值較低，平均值約200Q·m-400Q·m;梯度帶右側(cè)視電阻率值較高，平均值約800Q-m-lOOOQ-m;視電阻率梯度帶產(chǎn)狀比較陡，產(chǎn)狀左傾傾角約75°，推測(cè)該點(diǎn)號(hào)處為一斷層反應(yīng)。

D2-4視電阻率呈低阻異常：位于3線1550號(hào)點(diǎn)。地表出露震旦系休寧組（Zix）砂巖、泥質(zhì)粉砂巖地層，地表見(jiàn)有花崗斑巖脈。

低阻異常帶切穿反應(yīng)休寧組砂巖物性的高阻帶，使得連貫的視電阻率斷面曲線在此處斷開(kāi);低阻帶產(chǎn)狀較陡，左傾，傾角在70°左右，推斷此處為一條構(gòu)造帶，應(yīng)為一斷層破碎帶。

JD-4視極化率偏高：地表出露寒武系楊柳崗組（E2y）黑色層狀含炭板巖、泥灰?guī)r地層，震旦系休寧組（ Zix）砂巖、泥質(zhì)粉砂巖地層，見(jiàn)有花崗斑巖脈。

異常最大值為5.8%，出露深度較大，通過(guò)斷面圖得出埋深大于400m，異常呈基底狀，向下未封閉;在整個(gè)視極化率斷面圖上，整體極化率比較低，與砂巖的地球物理特征相吻合。在1900-2000點(diǎn)號(hào)處和1300-1500點(diǎn)號(hào)處淺部分別有一低激電異常，異常規(guī)模較小，推測(cè)應(yīng)為硫化物引起，地質(zhì)斷面圖上此處有一條脈巖，結(jié)合推斷淺部異常為圍巖蝕變產(chǎn)生，深部異常應(yīng)考慮隱伏巖體的影響。綜合推斷，3線斷面線深部應(yīng)有一規(guī)模較大異常體，根據(jù)皖南的地質(zhì)特征和電性特征，推測(cè)在400-500深度處應(yīng)為巖體的可能陛較大。

5.結(jié)論

通過(guò)這次勘查任務(wù)，圈定了4個(gè)極化率異常帶和4條電阻率異常帶。并結(jié)合地質(zhì)等資料，對(duì)引起異常的原因進(jìn)行了合理解釋，推斷出致礦異常一處，由炭質(zhì)板巖引起的假異常一處，并對(duì)1線、3線物探異常進(jìn)行了重點(diǎn)解斷，提出今后的工作方向，為本項(xiàng)目的下一步工作提供了良好的基礎(chǔ)。

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