井中激電在金屬礦產勘查中的應用效果探討

張 鼎

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250100）

我國地域遼闊，金屬礦實際勘查過程中，仍存在部分缺陷難以解決，如深部盲礦探查。井中激電作為勘查多金屬及貴金屬硫化物礦床核心方式之一，特別針對探查深部盲礦具有較佳成效，有效應用該勘查措施，切實擴大鉆井控制范圍，提升地質工作質量及成效。井中激電主要包含三種工作方式，即地-井測量、地面供電以及井中測量，不同測量方式最終呈現結果具有一定差異性，所以需把控其工作方式誤差點，并將其降至最低，確?？辈槌晒|量。

1 井中激電探測要求

傳統(tǒng)金屬礦產探測方式，主要以曲線形態(tài)，判定地下異常物體分布及形態(tài)變化，而針對井中激電探測方式而言，其探測方式多樣化，需正確掌握探查技巧，被測目標不僅應實施梯度測量，而且應確保進行點位測量，將電位測量最終結果利用公式轉換，此種方式可確保被測目標實際梯度分布，具有較強的全面性及準確性。應用井中激電方式勘查金屬礦產時，若遇特殊狀況，如全孔充水等，同點多次讀數正負值盡不相同，增加點位實際數值讀取難度。因此，針對上述問題，可適當將被測點位電阻加大，如此電位差也隨之增加，總電場差值增加后，利用井中激電測量方式，便可確定其數值。

2 井中激電在金屬礦產勘查中的應用要點

2.1 準備工作

金屬礦產勘查實際工作之前，需高質量完成各項準備工作，準備工作作為金屬礦產勘查成果核心保障，主要從以下幾方面做好準備：①根據地質勘查任務目標，掌握地質及施工現場狀況，將鉆井相關數據資料匯總，包含井深、井徑、液面高度等。抽調專業(yè)人員對勘查中設備進行檢查，確保其相關技術性能滿足實際要求。②將設備合理安排于井場中，牢固絞車和滑輪，且兩者應具有一定的通視距離，精準測量電極系記錄點與電纜零記號間的距離，其深度計算需以地表為初始點。③需較大供電電流時，應適當將接地電阻降低，可通過增加電極數量等方式，不建議直接增加供電電壓。大于3倍背景值屬于異常狀態(tài)，其中一個異常值應具有三個側點控制。

2.2 工作方法

2.2.1 地-井測量

將兩個供電電極分別放置于地面，分別表示為A、B，將A電極與井口實際距離表示為r，將供電電極B布設于∞，將被測電極M、N放置于井中進行探測，該工作方式核心特征是，一方面基于鉆孔，促使被測物體傾向于測量電極，從而使激電出現顯著異常；另一方面，可靈活調整電極A位置，促使被測目標極化方向和強度。根據實踐研究表明，該方式中激電出現異常狀況，與r數值密切相關，伴隨r數值增大，其探測范圍也不斷增加，兩者并非呈現為正比關系。實際勘查過程中，根據其鉆孔深度，最終確定其r數值，深度不超過500m，應選取100m～300m；孔深度處于500m～1000m，r最終取值應為300m～500m。同時，采用梯度裝置時，應嚴格控制供電電極B與井口距離，通常其與井深度之比為2:1，選用電位裝置時，應與井深度之比為5:1。該工作方式應用，通常涉及兩個參數是視極化率、二次異常電位差。其中視極化率與實際測量二次場電位差成正比，與實測總場電位差成反比，二次異常電位差主要與背景值選取密切相關，伴隨其背景值增大，二次異常電位差減小。其誤差主要源于以下幾方面：①供電電極B處于無窮遠距離時，觀測點產生的電位引起誤差；②儀器設備、線路布設缺乏合理性，造成一定的誤差，所以選取測量設備過程中，需確保其儀器靈敏度較高；③點位缺乏準確性引起誤差，所以應嚴控其點位實際位置；④實際測量過程中，供電電流引起誤差，需時刻觀察其電流；⑤自然電位、電極電位發(fā)生變化，以及外來干擾引起誤差等[1]。

2.2.2 井-地測量

將電極A放置于井內初期設計深度，電極B布設于無窮地面，測量電極M、N處于地面上，依照相關測量線進行測量，針對鉆孔未穿過礦層井旁盲礦，可將電機A布設于異常最大深度上，B極至井位連線應垂直于測線。其測量方式選取主要包含三種方式，即剖面測量、向量測量以及井-地方式激電測深。首先，選用剖面測量方式，主要包含兩方面，即橫剖面、縱剖面。橫剖面主要指，將平行測量線布設于地面上，應保持測線方向與礦體方向垂直，其線距需根據勘查研究程度確定，通常確定為40m，點距保持10m～20m，MN極距與點距保持一致，測線長度若想保證異常完整性，可適當將某些地段進行加密。選用橫剖面測量，其工作效率較高，不足之處是僅利用電場沿線分量，未充分完整應用整個極化場矢量，缺乏一定完整性。特殊狀況下，為有效實現礦體走向可控化，在礦上方增設相關的剖面測量。其次，向量測量。保持供電電極A、B電流一定條件下，將被測線路上測點進行標識，最終依照其橫縱坐標獲取相關矢量。向量測量方式，可突破上述剖面測量瓶頸，具有一定的完整數據，但其測量工作量增加，數據計算匯總復雜，且呈現曲線形態(tài)復雜。最后，井-地方式激電測深。其觀測方式主要包含兩種：其一，在地面主剖面上設定被測點，調整電極A的位置不斷變更其供電深度，最終完成觀測；其二，在孔中不同位置固定相應的A電極，逐一測量其電極。第一種方式優(yōu)勢受外界影響因素較小，鉆孔深度不斷增加時，可適當將MN距離增大，反之縮??；第二種方式A極點數與位置依據，取決于地質實際狀況，一般布設兩個充電口，分別置于井口、底部[2]。

2.2.3 井-井測量

金屬礦產實際勘查過程中，需掌握其臨近巖層是否銜接，可選用一側使用單極固定、另一側選取雙極移動觀測電位差，供電電極應處于礦層中心與上下界面附近，便于比較測量成效。通常將其測點距設置為10m～20m。需明確井內之外是否存在盲礦，應采用單極或雙極固定供電，選用其核心參數為二次異常電位差，若有必要可將供電井和測量井互換，明確其最終測量結果。供電井中供電點布設間距，以及測量井中間距布設，需根據實際狀況選取。

2.3 井場記錄

金屬礦產勘查過程中，進行點測時應將其全部涉及數據記錄，并嚴格計算其相應參數數據，一旦發(fā)現異常點可就行重復觀測。針對異常或曲線變化幅度較大區(qū)域，應適當加密測點最終將測點打印。全部原始記錄禁止進行修改，需確保其數據準確性。

2.4 質量檢查

金屬礦產勘查過程中，使用上述測量方式，其視電阻率、視極化率應進行檢查測量，檢查工作需在該項工作完成之后，于相同位置進行，其點數與井段應保持測量工作10%。檢查點火井段時，應針對異?？刂凭钨|量進行均勻控制，當其實際測量值超過3%時，判定其質量應選用相對誤差，不超過3%可使用絕對誤差。測量質量評價分為兩級，如表1 所示[3]。

3 井中激電在金屬礦產勘查中應用實例

3.1 項目概況

該金屬礦普查區(qū)位于一向斜北部，地層整體傾向于南部，其內部構造存在斷裂，以橫縱向為主，巖體內存在大量的接觸帶。該巖漿巖層入體兩種方式，斑狀花崗閃長巖、二長花崗斑巖。該礦區(qū)內部礦石具有較強的極化率，可能對激電造成影響，其他巖層基本處于2%，鉆孔中黃鐵礦極化率均值是10.85%，黃銅礦均值是6.37%，其與未礦化的花崗巖石存在一定差異性。本區(qū)域內漿巖磊巖石電阻率較高，其中二長花崗斑石最高，電阻變化范圍大。

3.2 工作方法技術

該金屬礦分別使用井中激電、地-井方式點位測量，井中激電在井下布設選用梯度裝置，實現井中供電、測量。將供電電極B布設于井口位置，將A、M、N放置于井下。電纜下降時，測定其供電脈寬是5秒，通常井段點距為5m，待常規(guī)測量完成之后，選取核心井段進行檢查測量。地-井方式測量，主要將其供電電極A、B分別放置于地表，將A放置于鉆孔各方位，與鉆孔距離保持80m，將B放置于鉆孔無窮大處。

3.3 測量成果和解讀

根據該項目實際測量，測量井段分別是95m～530m，最終測量其異常井段主要包含5個階段：第一階段，140m～145m，其視電阻率最低值為570，視極化率最高7.2%，其巖層主要為泥質粉砂巖層，并伴有少量的黃鐵礦；第二階段，235m附近，其低阻高極化特診較為明顯，存在黃鐵礦；第三階段，315m，視極化率最高達8%，對應泥質粉砂巖層，存在少量的黃鐵礦化；第四階段，365m，其視極化率是18%，存在黃鐵礦化，局部主要以脈狀分布；第五階段，其視極化率最高8%，含有少量的黃鐵礦化。通過應用激電測井，表明黃鐵礦化具有顯著的低阻高極化，且其含量與極化程度成正比。

4 結語

井中激電方式屬于一種快速探測方式，不僅提升金屬礦產探查效率，而且確保最終勘查成果的準確性，成為現階段水文調查、金屬礦探查最行之有效方式，特別是確定深部盲礦具有良好的成效，其中主要包含三種測量方式，其云存在優(yōu)勢及不足，各項參數確定需準確，其與最終計算結果精準性密切相關，選用實際測量方式，應根據金屬礦產實際結構決定。