物探電法在某銅鎳礦勘查中的應(yīng)用

李 佳，劉 陽(yáng)

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

銅、鎳礦種是目前國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略資源，是目前國(guó)家地質(zhì)勘查的導(dǎo)向礦種。在勘查區(qū)前期的地質(zhì)工作中，取得了一定的找礦成果，反映出該區(qū)具良好的成礦條件和巨大的找礦潛力，在該區(qū)開(kāi)展銅鎳礦勘查工作，對(duì)于增加礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，支援國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本次物探工作就是此次勘查的一部分。物探工作的目的是通過(guò)激電中梯和激電測(cè)深，了解工作區(qū)內(nèi)極化體的位置、傾向和埋深，為下一步工作提供依據(jù)。

1 工作方法及原理

在工作區(qū)的重點(diǎn)部位主要采用了激發(fā)極化法；激發(fā)極化法是在向地下巖（礦）石供電及斷電過(guò)程中，由于電化學(xué)作用引起的隨時(shí)間緩慢變化的附加電場(chǎng)的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱激電效應(yīng)。激電法是尋找各類金屬礦產(chǎn)最常見(jiàn)的一種地球物理方法。

本次電法工作主要采用激電中梯剖面和激電測(cè)深兩種方法。野外生產(chǎn)采用DWFZ-10型大功率智能發(fā)射機(jī)，WDJS-2型數(shù)字激電接收機(jī)。

激電中梯剖面采用中梯裝置，激電中梯測(cè)量測(cè)線垂直于礦化體的走向及地質(zhì)構(gòu)造方向，采用雙向短脈沖供電方式進(jìn)行供電，短導(dǎo)線方式測(cè)量，供電時(shí)間4秒，周期16秒，斷電延時(shí)100 ms。供電極距AB=1500 m，MN=40 m，剖面測(cè)量點(diǎn)距20 m。

激電測(cè)深采用對(duì)稱四極裝置。點(diǎn)距20-40 m，電極距AB/2max=1000m，MN/AB的比控制在1/3～1/30。

2 激電法在勘查中的應(yīng)用

2.1 勘查區(qū)地質(zhì)特征

勘查區(qū)位于秦嶺復(fù)雜構(gòu)造帶東段，桐柏－大別隆起西部，南陽(yáng)斷陷盆地東緣。該區(qū)地貌形態(tài)由桐柏山系西部余脈的剝蝕低山丘陵及山前沖、洪積傾斜平原組成。岀露地層為中元古界朱家山巖群大雀山巖組，部分地段出露第四系?？傮w表現(xiàn)為以大理巖為主、大理巖與片巖互層產(chǎn)出、局部見(jiàn)石榴斜長(zhǎng)角閃巖的特點(diǎn)。

K1礦化帶位于勘查區(qū)內(nèi)，長(zhǎng)約 400m，寬 1～10m，傾向200～220°，傾角 55°～75°，含礦巖石為蝕變白云石英片巖，地表具硅化、褐鐵礦化，局部見(jiàn)孔雀石化，鉆孔中金屬礦物以硫化物為主，具硅化、黃鐵礦化、鎳黃鐵礦化、黃銅礦化等蝕變，銅含量 0.12%～1.52%，鎳含量 0.17%～2.11%。

2.2 地球物理特征

通過(guò)收集以往鉆孔資料和物探解釋結(jié)果及實(shí)測(cè)標(biāo)本成果，統(tǒng)計(jì)出區(qū)內(nèi)各類巖性物性特征見(jiàn)表1。

表1 物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由表1可以看出，測(cè)區(qū)內(nèi)白云石英片巖、二云石英片巖、榴輝巖、蛇紋石大理巖、斜長(zhǎng)角閃片巖等極化率較低，一般在3.0%以下，電阻率較高，一般在2000歐姆·米以上，為中高電阻率低極化率的物性特征；黃銅礦化、鎳黃鐵礦化白云石英片巖極化率較高，一般在10%以上 ，電阻率值較低，為低阻高極化的物性特征。說(shuō)明礦化巖石與非礦巖石物性差異非常明顯，具備了物探電法找礦的地球物理前提。

2.3 數(shù)據(jù)處理與解釋

在工作區(qū)重點(diǎn)部位共布置了5條激電中梯剖面，對(duì)剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，繪制了視極化率ηs、視電阻率ρs剖面平面圖（見(jiàn)圖1)。

圖1 ηs、ρs剖面平面圖

根據(jù)剖面平面圖和等值線平面圖分析，測(cè)區(qū)內(nèi)視極化率背景值選定為6.0%，通過(guò)整體比較和計(jì)算，以視極化率異常下限8.0%圈出了Dη-1、Dη-2、Dη-3共3個(gè)激電異常，異常主要位于測(cè)區(qū)東南部。其中Dη-1、Dη-2異常為測(cè)區(qū)主要異常，兩個(gè)異常均呈似矩形帶狀異常，走向約310°，走向和構(gòu)造走向基本一致。

Dη-1異常位于0～7線148～158號(hào)點(diǎn)之間，視極化率ηs極大值為14.75%，大部分在9.0～13.0 %之間，其中異常中心區(qū)位于3線的152點(diǎn)左右，視極化率ηs值大部分在11.0 %以上，激電異常處的視電阻率為相對(duì)低阻異常，視電阻率ρs值在16～174ΩM之間。

Dη-2異常緊臨Dη-1異常，在其南部。位于測(cè)區(qū)0～7線的130～148號(hào)點(diǎn)之間，視極化率ηs極大值為14.745%，大部分在9.0～13.0 %之間，其中異常中心區(qū)位于3線的136～142號(hào)點(diǎn)之間，視極化率ηs值為大部分在11.0 %以上。對(duì)應(yīng)于此位置的為相對(duì)低阻異常，視電阻率ρs值在18～325ΩM之間。

綜上，結(jié)合已有地質(zhì)資料和物性測(cè)定結(jié)果分析研究，激電異常區(qū)內(nèi)出露地層為朱家山巖群大雀山巖組，主要巖性為斜長(zhǎng)角閃片巖、大理巖、絹云石英片巖和榴輝巖，且激電異常和銅鎳化探異常對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，礦及礦化巖石具有低阻高極化的物性特征，推斷該兩處激電異常為礦致異常。

為了進(jìn)一步了解該區(qū)電性地質(zhì)體的產(chǎn)狀和埋深，在3線激電異常上布置了激電測(cè)深工作，繪制了綜合剖面圖。

根據(jù)3線激電中梯剖面圖（見(jiàn)圖2），ηs背景值6.0%左右，激電異常ηs值一般在8.0～14.9%之間，視極化率整體南高北低，曲線南側(cè)較緩，北側(cè)較陡。在118～158號(hào)點(diǎn)之間極化率相對(duì)較高，對(duì)應(yīng)的視電阻率為相對(duì)低阻反映，視極化率剖面曲線不圓滑，出現(xiàn)多個(gè)峰值現(xiàn)象，可能由多個(gè)極化體引起，ηs極大值為14.946%，ρs在16～360ΩM左右，為相對(duì)低阻反映。根據(jù)已有地質(zhì)資料和物性測(cè)定結(jié)果可知，K1礦化帶穿過(guò)此異常，且礦化巖石具有低阻高極化的物性特征，因此推測(cè)該異常為礦致異常。

圖2 中梯剖面圖

由激電測(cè)深等值線斷面圖（見(jiàn)圖3、圖4）可以看出，118號(hào)點(diǎn)AB/2=25米左右往下出現(xiàn)等值線突變現(xiàn)象，呈現(xiàn)高極化反映，異常中心在AB/2=400米左右，對(duì)應(yīng)視電阻率為相對(duì)低阻。在132號(hào)點(diǎn)附近AB/2=25米左右往下出現(xiàn)等值線密集反映，為高極化異常，異常中心在AB/2=500米左右，對(duì)應(yīng)視電阻率為相對(duì)低阻，在148號(hào)點(diǎn)AB/2=35米左右往下出現(xiàn)等值線密集反映，為高極化異常，異常中心在AB/2=700米左右，ρs在16～85ΩM左右，為相對(duì)低阻。結(jié)合測(cè)深曲線，在118號(hào)和132點(diǎn)下方極化體的頂板埋深在15米左右，148號(hào)點(diǎn)下方極化體頂板埋深在35米左右。該異常范圍出露地層為朱家山巖群大雀山巖組變質(zhì)巖，主要巖性為斜長(zhǎng)角閃片巖、大理巖、絹云石英片巖和榴輝巖，且激電異常和銅鎳化探異常對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，該區(qū)地層和成礦帶關(guān)系密切，處于成礦有利部位，又具有明顯的物探綜合異常，推斷該激電異常為礦（化）體引起。

圖3 激電測(cè)探ηs斷面等值線圖

圖4 激電測(cè)深ρs斷面等值線圖

3 結(jié)論

通過(guò)本次物探工作，在有化探異常的成礦有利地帶發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)較有價(jià)值的激電異常Dη-1、Dη-2，通過(guò)地物化遙綜合研究，建議在激電異常Dη-1處進(jìn)行工程驗(yàn)證。后經(jīng)鉆孔驗(yàn)證見(jiàn)礦較好，圈出了K1-1 銅鎳礦體，與物探推測(cè)結(jié)果基本吻合，物探成果得到了很好驗(yàn)證。通過(guò)本次物探電法工作，再次說(shuō)明激電法是勘查金屬礦產(chǎn)的重要方法，特別是含硫化物金屬礦。