大功率激發極化法在河北省小張太河溝地區找礦中的應用

時志興 黎勇 石鵬 楊鎖 高明山

天津華北地質勘查局核工業二四七大隊， 天津 寶坻 301800

大功率激發極化法在河北省小張太河溝地區找礦中的應用

時志興 黎勇 石鵬 楊鎖 高明山

天津華北地質勘查局核工業二四七大隊， 天津 寶坻 301800

工區位于上黃旗巖漿巖亞帶東緣，受豐寧—隆化斷裂帶與烏龍溝—上黃旗斷裂帶交匯的銳角部位控制。在研究了本工作區的地質、地球物理特征等前提條件下，采用了中間梯度裝置和對稱四極測深相結合的方法開展工作,發現了低阻高極化異常體。并在23號線上布設了鉆孔，見到了鉛鋅礦體，證實了激電工作的準確性，達到了找礦的目的。

大功率激電； 中間梯度法； 對稱四極測深法； 鉛鋅礦

High Power IP; Central gradient array method; Induced polarization sounding; Pb-Zn deposit

引言

大功率激發極化法簡稱(大功率激電法)以地殼中不同巖礦石的激電效應差異為物質基礎,通過觀測與研究人工建立的直流(時間域)激電場的分布規律進行找礦和解決地質問題的一種電法勘探方法。實踐證明大功率激電法是勘探各類金屬礦產的主要方法，特別是對脈狀的金屬礦體特別有效，另外大功率激電法在尋找地下水和探測石油天然氣方面也取得了良好的效果[1]、[3]。筆者以河北省小張太和溝地區找礦成果為例，闡述了大功率激電測量法在地質找礦中的作用。

1 工作區地質及地球物理特征

1.1 地質特征

該區位于上黃旗巖漿巖亞帶東緣，受豐寧—隆化斷裂帶與烏龍溝—上黃旗斷裂帶交匯的銳角部位控制。區內地層僅見第四系，主要分布于溝谷、山坡及山麓邊緣，巖性以洪沖積層及坡積層、腐植層為主。構造簡單，受區域性構造的影響，區內發育一組近南北向的張性斷裂，礦化則賦存于該組斷裂中。區內巖漿巖發育，分布有大面積的海西期中粗粒似斑狀花崗巖及中基性脈巖。巖石蝕變強烈，發育鉀化、硅化、鐵錳礦化、高嶺土化、絹云母化，巖石退色明顯，新鮮巖石已變為黃褐色、土黃色。

1.2 地球物理特征

根據本工作區的巖（礦）石電性標本統計表（表1）可以看出，蝕變礦化體的極化率最高，極大值為5.98%，其平均值達到3.4%，其次是鉆孔內的花崗巖和地表出露的花崗巖，極化率平均值為2.1%和1.6%；電阻率最低的是蝕變礦化體，平均值為562Ωm，地表出露的花崗巖和坑道內的花崗巖電阻率平均值為2811Ωm和2208Ωm。蝕變礦化體呈現低阻高極化特征，而圍巖呈現高阻低極化特征，存在明顯的電性差異，這說明該區開展激電工作具備地球物理前提。

2 工作方法與技術

2.1 工作裝置與電極

本次工作先用中間梯度法圈定極化異常，對發現的異常利用激電測深進行解剖，以了解極化體的產狀、埋深及形態等。采用中間梯度裝置時，AB=1200m，MN=40m，觀測范圍為AB中間2/3。采用對稱四極測深裝置時，AB/2最小為3m，最大為1000m。

2.2 電流要求與供電設備

為了滿足探測深部目標的要求, 供電電流必須達到8A以上，所有測點電位差均大于10mV。發射設備采用北京地質儀器廠生產的DJF10A型大功率發射機，接收機采用DWJ-3B型接收機，發電機采用日本本田15KW大功率發電機。供電電極采用特制鋼電極，為了增大供電電流，采取增加電極數量、加大入地深度、打磨電極表面、在接地處澆鹽水等措施來減小接地電阻。測量電極采用固體不極化罐狀電極，接地處除去浮土，并澆水等[2]。本次供電周期16s，供電時間為4s, 占空比為1:1, 疊加次數為2 次。

2.3 野外觀測技術措施

為了提高觀測精度，AB極供電線與MN極供電線距離在50m以上。測量時應盡量做重復觀測，尤其是遇到畸變點時，進行多次重復觀測或更換不極化電極位置，直到穩定為止，保證野外采集的數據真實可靠。

3 物探成果及推斷解釋

先垂直地表發現的礦化蝕變帶，做了14條大功率激電中梯剖面（7線、9線、11線、13線、15線、17線、19線、21 線、23線、25線、27線、29線、31線），每條測線長500m，測量點距20m。圖1和圖2分別為電阻率平面等值線圖和極化率平面等值線圖.圖中標出了地表發現的蝕變帶位置。由圖1 和圖2可見，區內的電阻率分布特征為中部較低，在100Ωm～600Ωm之間，兩邊相對較高，在600Ωm～1900Ωm之間；極化率分布特征為中部較高，在2.0%～3.9%之間，兩邊相對較低，在0.8%～2.0%之間；中部的低阻范圍和高極化范圍對應較好，呈現出一個明顯的低阻高極化異常帶，長約200m，寬度在50m～100m之間，走向北北東，此異常帶與地質填圖發現的蝕變帶較好，再結合我們的巖（礦）石電性標本測定資料，認為發現的高極化、低電阻率（小于600Ωm）異常就代表礦化蝕變，而高阻低極化代表海西期的中粗花崗巖。

圖1 視電阻率異常剖面等值線圖Fig.1 Tsoclines maps of resistivity

圖2 視極化率異常等值線圖Fig.2 Tsoclines maps of chargeability

表1 本工作區巖(礦)石電性參數統計表

工作區視電阻率的變化基本上體現了巖性、破碎蝕變等分布的規律性。海西期中粗花崗巖，由于后期改造的程度不一樣，視電阻率值有差別。由于花崗巖的視極化率較低，測區內視極化率異常下限定為2.0%，測量結果表明構造蝕變帶上雖然存在明顯的極化率異常，但異常值不高，最高不超過4%，這是由于構造蝕變帶內巖石破碎，呈角礫狀、碎裂狀限制了二次場的產生，也不能引起較突出的激發極化反映，所以區內的極化率異常并不高。

圖3 23線激電測深視電阻率斷面圖Fig.3 contours maps of ρs seltion

圖4 23線激電測深視極化率斷面圖Fig.4 contours maps of ηs seltion

為了對中梯法發現的異常進行剖析，以了是是否為礦脈及其產狀、埋深、空間形態等，選擇了極化率異常最強的23線115、117、119、121、123、125 點進行激電測深，測量結果見圖3、圖4.從圖3、圖4可以看出，121、123、125點呈現明顯的低阻高極化率特征。以123點為中心，存在一個明顯的低阻高極化體。此極化體近似于直立，且頂板在地表出露，推測底部埋深約200m。從地表到底部，電阻率變化較平緩，在100Ω m～300Ωm之間，而淺部和深部的極化率較高，峰值達到4.4%，淺部與礦化蝕變帶相對應，推測深部存在較好的極化異常體。在金屬礦產勘查中, 產生的激電異常排除由含炭質巖石引起的可能后,激電異常與電子導體的金屬礦物有著密切關系[3]。熱液型硫化物礦體, 整體導電性與圍巖有明顯的差異, 并能產生激電異常[5]、[6]。

綜上所述，認為此激電異常由含金屬離子較多的高極化體引起, 推斷該異常為地表發現的鉛鋅礦化蝕變帶向深部延伸所引起。根據物探成果，布設了鉆孔ZK-01，鉆孔位置在121～123號點之間，基本穿過異常中心。鉆孔結果證明礦體不連續，在50m、184 m 處分別見到視厚度為0.2m、2.5 m 的鉛鋅礦體，經取樣分析，Pb品位在1.29%～4.48%，Zn品位在0.66%～0.93%。驗證了大功率激電的解釋結果，達到了預期的目標.

4 結語

在本次找礦工作中，先認真分析了本地區的地質、地球物理特征等前提條件，布設了大功率激電中梯和對稱四極測深工作，在物探測量成果的基礎上布設了鉆孔，最后找到鉛鋅礦化體，驗證了物探成果的準確性。說明激發極化法在本地區的應用是有效的，能快速、廉價的指導找礦工作。

[1]李金銘.激發極化法方法技術指南[M].北京:地質出版社,2004.10

[2]李帝銓等.大功率激發極化法在額爾古納成礦帶中段找礦中應用[J]. 地球物理學進，vol.22.No.5.Oct.2007

[3]王大平等.大功率激電測量在遼寧北水泉尋找隱伏礦床的應用[J].黃金技術科學，2010.06

[4]溫佩琳等.大深度激發極化法初步探討[J].物探與化探，vol.20.No.5

[5]曾歌明等.激發極化法在某鉛鋅礦勘探中的應用[J].工程地球物理學報. Vo1.4.No.5.0ct,2007

[6]陳煒等.激發極化法在西藏嘎日阿統銀鉛礦勘查中的應用效果 [J].工程地球物理學報，Vol.22,No.3,Jun,2008

The Application of High Power IP Method for Searching Metallic Mine in Xiaozhangtaihegou，Hebei Province

Shi Zhixing Li Yong Shi Peng Yang Suo Gao Mingshan
Team No.247 of Tianjin North China Geological Exploration Bureau,Baodi,Tianjin 301800,China

The work area located in the eastern edge of the SHANGHUANGQI igneous rock substrip,be controlled by the sharp angle part of FENGNING-LONGHUA and WULONGGOUSHANGHUANGQI break strip. According to the geologic and geophysical characteristics in the study area. We chose the central gradient array method and induced polarization sounding methods, and accurately understanding the geologic and geophysical significance of the anomaly, discovered the low resistivity and high polarizabilit y body .By drill- hole exploration in23 line, result for Pb/Zn mine prospecting.the High Power IP Method is confirmed and confirmation the work reaches its aim.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.010

時志興(1983-) , 男, 甘肅慶陽人,2007年畢業于江西東華理工大學地球物理勘探專業, 獲工學學士學位，助理工程師。