陣列式激電在華陽川鈾鉛礦勘查中的應(yīng)用與研究

楊文剛，樊金生，朱 恩

（西安西北有色物化探總隊有限公司，陜西 西安 710068）

隨著地質(zhì)找礦不斷深入，地表礦越來越少，找礦難度越來越大，“探深找盲”已成為地質(zhì)找礦的主要任務(wù)。物探方法以其尋找隱伏礦、深部礦獨特優(yōu)勢，越來越受到重視。激發(fā)極化法是尋找隱伏礦、深部礦的常用的物探方法。但在山區(qū)地形復(fù)雜條件下存在工作效率低，生產(chǎn)成本大、數(shù)據(jù)量小的問題。陣列式激電具有布極靈活、工作強度相對較小的優(yōu)勢，其數(shù)據(jù)中包含偶極裝置數(shù)據(jù)、軸向三極裝置數(shù)據(jù)、對稱四極裝置數(shù)據(jù)和中梯測深裝置數(shù)據(jù)。具有優(yōu)勢互補，減少探測盲區(qū)，提高觀測數(shù)據(jù)密度，達到探測深度大、數(shù)據(jù)量大的優(yōu)勢。本次在華陽川鈾鉛礦Z2剖面進行試驗研究，采用陣列式裝置數(shù)據(jù)進行反演，14道不同時段的極化率均參與反演，獲得電阻率、極化率和時間常數(shù)三個激電測深，減小了體積效應(yīng)影響，能夠更準確的推測礦體位置，減小了打鉆驗證的風(fēng)險。

1 地質(zhì)概況

Z2剖面位于華陽川東溝-飲馬店溝一帶。地表出露花崗片麻巖、花崗斑巖、偉晶巖、鈾鈮鉛礦等，礦體處在花崗斑巖附近，走向290°～310°，傾向北東，傾角40°～50°。礦體一般長150～600m，個別大于900m。厚度一般5～20m，最大100m,最小不足5m。有四個鉆孔控制，最大控制深度925m。礦體品位0.51～1.5%。礦體在剖面上大致平行或似雁行排列，鉛礦體平面水平間距一般為5～20m，最大可達80m。礦群總厚度500m左右。

2 區(qū)內(nèi)地球物理特征

區(qū)內(nèi)以往開展過少量激電測量工作，結(jié)果顯示鉛礦化與視極化率異常關(guān)系密切，與視電阻率關(guān)系不密切。鉛礦化的激電異常特征為中低阻高極化率。

中陜核集團二一四大隊有限公司2015年對本區(qū)巖礦石電性進行了測定（見表1）。結(jié)果顯示，含礦巖石的極化率一般在4.58%～11.93%，是其它巖石極化率的3～5倍，差異較大；含礦巖石的電阻率一般200Ω.m～500Ω.m，與礦區(qū)內(nèi)混合巖、含角閃石二長花崗巖電阻率差異較大，最大差異在2000Ω.m以上，與其他巖石的電阻率差異較小?？傮w而言，含礦巖石具中低阻高極化性質(zhì)。

表1 華陽川鈾鉛礦巖（礦）石電性特征一覽表

3 陣列式激電工作方法技術(shù)

3.1 儀器設(shè)備

本次供電是將重慶地質(zhì)儀器廠大功率直流發(fā)送系統(tǒng)（DJF-2A）與借線遙控發(fā)射機（JYT－A（AB）型）、供電A、B電極開關(guān)接收盒（JYZ－2）聯(lián)合使用，進行發(fā)射，使用加拿大IPR-12時間域激電儀進行接收。供電脈沖寬度2秒，延遲時間100ms,采集不同時段的是極化率M1～M14和Mx（360～720 ms）。14塊積分窗口參數(shù)如表2所示。

表2 積分窗口參數(shù)一覽表

3.2 野外工作布置

陣列激電采用任意排列四極測深裝置，基本兩類裝置：四極裝置和偶極-偶極裝置（或固定軸向三極測深），其中四極裝置指測量電極MN在供電電極AB之間，但其間的距離不定；偶極-偶極裝置指測量電極MN在供電電極AB的一側(cè)，但其間的距離也不統(tǒng)一。這種裝置突出的特點是布極靈活、數(shù)據(jù)量大、工作強度相對較小，是直流激電方法發(fā)展的方向之一。

圖1 陣列激電工作剖面示意圖

野外按200m左右間距共布設(shè)A1～A9、B1～B9共18個供電電極，由于地形和遙控距離因素影響，實際工作中使用A1～A7、B1～B8共15個供電電極進行試驗，最大供電極距AB達到2200m，測量基本點距50m，每個點觀測A1～A6、B1～B6共6組供電極的所有電極組合（少量排列8組供電組合）供電的數(shù)據(jù)，其中包括激電中梯測深、正向偶極（固定A極軸向三極測深裝置）、負向偶極（固定B極軸向三極測深裝置）等裝置。工作布置示意圖見圖1。

本次試驗，共采集數(shù)據(jù)749個，所有裝置MN間距最小22.2m，最大73.11m，絕大部分在40～60m，占總數(shù)據(jù)93%，均值為49.63m；AB/2在52～1146m之間，大部分為416～964m之間，占總數(shù)據(jù)77%。MN間距基本為50m，AB/2主要集中在較大距離，數(shù)據(jù)分布合理。

4 數(shù)據(jù)處理和解釋

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

本次陣列式激電數(shù)據(jù)的反演，采用俄羅斯ZOND軟件。它的優(yōu)點是對所有裝置數(shù)據(jù)均可自動識別，不受裝置限制，可以將所有數(shù)據(jù)一次按格式要求進行整理、輸入，進行反演，數(shù)據(jù)整理簡便；它采用所有窗口數(shù)據(jù)（本次使用的IPR-12激電接收機有Ms1～Ms14個窗口數(shù)據(jù)）進行高斯平滑、重新求出綜合視充電率參數(shù)（Mx）后，再進行反演計算，減少了一般軟件只利用1個窗口數(shù)據(jù)進行反演，數(shù)據(jù)可能存在的偶然誤差對反演結(jié)果的影響的可能性，反演結(jié)果更加可靠；另外，它還可計算出時間常數(shù)參數(shù)（τs），與頻譜激電時間常數(shù)相近，并可對其單獨進行反演，豐富了時間域激電的有效信息。

由于陣列式激電包含多種裝置的數(shù)據(jù)，其中偶極裝置測深點主要分布在中、深部，點號分布在剖面的中段；中梯測深數(shù)據(jù)和中間裝置數(shù)據(jù)主要位于中部，軸向三極裝置的測深點主要分布在淺層。本次反演選擇全裝置數(shù)據(jù)，包括偶極、軸向三極、中梯測深和中間裝置非中梯測深裝置數(shù)據(jù)，共計716個數(shù)據(jù)進行反演。

4.2 異常解釋

利用俄羅斯ZOND軟件對Z2剖面全裝置數(shù)據(jù)進行全波段反演（圖2），在2600～3600m段、標高1400～900m段圈定一低阻高極化率異常，該異常分布范圍和已知礦化體的分布范圍、傾向基本一致，異常向下仍有延伸，較好地反映了已知礦（化）體的位置、范圍、傾向特征，效果良好。此外，時間常數(shù)（τs）在3100～3400m段時間常數(shù)為一高值異常，該異常分布范圍比極化率異常范圍較小，可能反映硫化物富集地段，因此認為與極化率異常和視電阻率異常比較，該參數(shù)受體積效應(yīng)影響較小，可進一步圈定礦化體中富礦體范圍，是很有意義的一個參數(shù)。

圖2 Z2剖面全裝置數(shù)據(jù)ZOND軟件反演綜合地質(zhì)斷面圖

5 結(jié)論

（1）陣列式激電測深突破“裝置”概念，可根據(jù)實際地形條件靈活選擇電極位置、充分改善接地電阻，數(shù)據(jù)量大、信息豐富，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量，與傳統(tǒng)激電測深探測能力相近，在勘探深度、對礦體細節(jié)反映方面比對稱四極測深、偶極-偶極測深較好，適合對已圈定的異常或礦體進行詳細評價、解剖。

（2）陣列式激電全裝置數(shù)據(jù)反演，利用不同裝置探測深度互補，從而達到斷面信息豐富，探測深度大的優(yōu)勢。利用全波段反演，極化率斷面異常信息豐富，異常范圍和已知礦體基本一致，利用衰減特征獲得的時間常數(shù)能夠縮小靶區(qū)，圈定礦體的富集部位。