電法勘探在已知礦體上的效果分析與啟示

趙 亮

（中國冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院，河北 保定 071051）

投入的電法勘探方法可歸為兩類：可控源音頻大地電磁測深屬于人工源頻率域的勘探方法，對稱四極大功率激電測深和雙向三極大功率激電測深屬于人工源時間域激發(fā)極化勘探方法。這三種方法均利用人工源地下一次電場的不均勻性和各地質(zhì)體間極化效應(yīng)的差異達(dá)到尋找目標(biāo)體的目的。雖然三種電法勘探方法的工作原理不同，但均取得了良好的地質(zhì)效果。

1 剖面概況

剖面位于隱伏礦體上方，是銅礦體上尚未開采的剖面，該剖面勘探程度比較高，資料豐富(見圖1中的F剖面)。資料顯示：Ⅱ號礦體圍巖為安山巖和凝灰?guī)r；Ⅲ號礦體圍巖為凝灰砂巖、砂礫巖、云英閃長巖；Ⅳ號礦體圍巖為凝灰?guī)r。

a：對稱四極測深ηs反演剖面圖；b：對稱四極測深?s反演剖面圖；c：三極測深Ms反演剖面圖； d：三極測深?s反演剖面圖；e：可控源測深?k反演剖面圖； f：勘探地質(zhì)剖面圖。

2 電測深方法的分析

2.1 可控源音頻大地電磁測深

在剖面上布設(shè)了測深點24個，點距50m。工作儀器為V8系統(tǒng)，工作排列方式：r=10km，AB=1200m，MN=50m(見圖1中的E剖面)。

在測深線上發(fā)現(xiàn)了四處低阻異常KD1～KD4。KD1異常呈左右寬200m、上下長780m的囊狀，左右兩側(cè)梯度變化較大，異常上端和淺表低阻帶相連接。KD2異常呈左右寬50m、上下長300m的帶狀，沒有異常中心，梯度變化較左大右小，異常上端和淺表低阻帶相連接。KD3異常呈左右寬150m、上下長350m的倒立三角形，沒有異常中心，梯度變化左小右大。異常上端和淺表低阻帶相連接。KD4異常呈左右寬200m、上下長620m的囊狀，異常上端和淺表低阻帶相連接。

將該剖面的成果與地質(zhì)剖面對照，可見KD4異常與Ⅱ號、Ⅲ號和Ⅳ號礦（化）體的空間分布范圍和狀態(tài)十分吻合，淺表低阻異常與地表風(fēng)化層的厚度基本一致。

2.2 對稱四極大功率激電測深

在剖面上布設(shè)了測深點46個、點距40m。工作儀器10kw大功率直流發(fā)射機(jī)WDFZ-10和數(shù)字直流激電接收機(jī)WDJS-2。工作參數(shù)：工作周期為16s，斷電延時Td＝100ms、取樣寬度Ts＝40ms，測量極距MN＝40m。(見圖1中的A、B剖面)

將ηs、?s數(shù)據(jù)反演后出現(xiàn)了4處極化異常和4處高阻常。將視極化率異常和視電阻率異常相復(fù)合得知IP1為低阻髙極化異常，IP2為低阻中等極化異常，IP3和IP4為高阻中等極化異常。

IP2和已探明的Ⅱ號銅礦體完全對應(yīng)，Ⅲ、Ⅳ號銅礦體位于IP1的左部，淺表的低阻異常反映了地表風(fēng)化層的厚度。

2.3 雙向三極時間域大功率激電測深

在剖面上布設(shè)了測深點40個、點距40m的雙向三極時間域大功率激電測深工作。供電設(shè)備為Zonge工程公司30kw多功能發(fā)射機(jī)，接收機(jī)為24道GDD。雙向三極工作周期為16s，斷電延時Td為100ms、疊加次數(shù)5次，斷電延時Td＝80ms、取樣寬度Ts＝80-160ms。同時取得電阻率?s、充電率Ms兩種參數(shù)值。MN=80m， a=40m， n=24(見圖1中的C、D剖面)。

對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和反演后，在有效段上出現(xiàn)了1處髙極化異常和2處高阻異常，將Ms異常和?s異常相復(fù)和可知IP1異常的大部分地段為低阻，所以就總體而言，IP1為低阻髙極化異常。IP2為低阻中等極化異常，IP3和IP4為高阻中等極化異常。

3 電測深方法的特點

通過上述分析可知，對稱四極時間域大功率激電測深和三極時間域大功率激電測深在已知礦體上均取得了明顯的低阻高極化異常；可控源音頻大地電磁測深在已知礦體上取得低阻異常。

由此可見三種方法具有相同之處：對具有一定埋深、與圍巖具有導(dǎo)電性差異和極化效應(yīng)差異的地質(zhì)體，均能獲得其存在的信息。但由于三種方法的工作原理、裝置的不同，在探測深度、工作效率、數(shù)據(jù)處理等方面存在差異。將各種方法的特點歸納如下：

3.1 可控源音頻大地電磁測深

①使用可控制的人工場源，增強(qiáng)了抗干擾能力，減少了地形影響。②高阻屏蔽作用小，探測深度大。③橫向分辨率高，可以靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層、低阻和高阻體。④利用改變頻率而非改變供電和測量極距的幾何尺寸進(jìn)行不同深度的電測深，提高了工作效率。

3.2 時間域?qū)ΨQ四極激電測深

①供電極AB中部接近水平均勻場，異常較為簡單。②在產(chǎn)狀較陡的高阻或髙極化地質(zhì)體上方能獲得幅值較高的異常。③突出淺部的地質(zhì)體信息，易區(qū)分鄰近的地質(zhì)體。④一次工作可提供電阻率和極化率二種參數(shù)，可為尋找多種類型地質(zhì)體提供信息。⑤測量結(jié)果可繪制成擬斷面圖，數(shù)據(jù)處理后的圖件比較直觀性。

3.3 時間域雙向三極激電測深

①對各類形態(tài)的地質(zhì)體都有較好的反映。②隨測量極距的增加，勘探深度增大。③測量的一次電位比較高，增強(qiáng)抗干擾能力。④一次供電可測量同一點位雙向的視極化率（視充電率）和視電阻率數(shù)據(jù)。⑤一次布極可多點測量，工作效率高。

4 電法工作在地質(zhì)找礦的啟示

（1）在確定任務(wù)、勘探方法和裝置后，應(yīng)針對工作性質(zhì)、尋找目標(biāo)和工作成本做出儀器的選擇。

（2）有關(guān)勘查深度問題：任何電法的勘探深度與供電功率的大小、測量儀器的分辨能力、工作裝置有關(guān)，還與目標(biāo)體與圍巖的電性差異、目標(biāo)體的規(guī)模、目標(biāo)體的埋深有關(guān)。一般來說，供電功率大則勘探深度大；測量儀器分辨率高則勘探深度大；選定的工作裝置合理則勘探深度大……反之勘探深度則小。所以，在投入某種找礦方法之前，上述關(guān)系應(yīng)理清，目的要明確。

（3）關(guān)于物探的勘查范圍與剖面長度的布設(shè)：關(guān)于物探的勘查范圍和剖面長度的布設(shè)屬于工作設(shè)計的范疇。由于物探勘查中所稱謂的異常均是相對的，沒有背景場也就沒有異常場。所以要求面積性勘探范圍應(yīng)大于尋找目標(biāo)范圍的1倍～2倍；精測剖面的長度應(yīng)大于需解決問題范圍的2倍～3倍。

（4）不同的地電條件對電法勘探成果的影響：電法勘探獲取的異常幅值、異常范圍及梯度大小除與使用的儀器有關(guān)外，更與施工時的地電條件有關(guān)。理論和實踐均證明：各個地質(zhì)體均具有各自的電場特征，即使是同一地質(zhì)體在不同的地電條件下由相同的裝置和同一套儀器進(jìn)行測量，獲取的電場數(shù)據(jù)也會存在差異。

（5）綜合研究和解釋：地物化資料的綜合研究是必要的，解釋是必需的，但綜合研究和解釋的深度與掌握資料程度呈正相關(guān)，可以說綜合研究和解釋是由已知到未知、由表及里、由淺入深的過程，會經(jīng)歷多次的反復(fù)，一蹴而就者甚少。要提高成功率，必須加強(qiáng)綜合研究工作，各種專業(yè)人員的相互配合至關(guān)重要，當(dāng)然豐富的資料、費用和時間是基礎(chǔ)。