對天然場激發極化法在多金屬礦區的野外試驗效果的探討

■張明

（廣東省核工業地質局二九三大隊廣東廣州510800）

對天然場激發極化法在多金屬礦區的野外試驗效果的探討

■張明

（廣東省核工業地質局二九三大隊廣東廣州510800）

我國歷史時期的劃分為舊石器時代、新石器時代、青銅器時代、鐵器時代。其時代劃分依據都是以當時人們開發利用的主要礦產種類為特征。對礦產的利用與開發，正是人類適應自然、認識自然以及改造自然的過程。然而，眾所周知，礦產是不可再生能源，雖然礦產具有極高的利用價值，但對礦產的開采要有一定的限度，并要提高礦產的開采率。激發極化法應用于多金屬礦區，能夠有效探尋礦產中的金屬元素，是有效提高金屬礦產開采率的方法。

激發極化法 多金屬礦區 野外試驗 效果

礦產是指埋藏于地表層一下，或經過巖石風化、沉淀的，可供人類利用的天然礦物或者巖石資源。而金屬礦產，則是經過冶煉，可以從中提取金屬元素的礦產。激發極化法是一種電法勘探技術，根據地殼中各類巖石或礦體的電磁學性質，如導電性、導磁性、介電性，以及電化學特性的差異，通過對天然電場等空間分布規律和時間特點的研究，用于尋找金屬、非金屬礦床，解決人工無法找尋的深層地質礦產，提高金屬礦產的開采率。

一、激發極化法在多金屬礦區的野外試驗

1.1試驗礦區基本概況

此次試驗的目的是對天然場激發極化法在多金屬礦區的野外試驗效果探討[1]。因研究主題是多金屬礦區，因此特選擇國內具有豐富礦產資源的廣東某個多金屬礦區作為野外試驗的現場。選擇此礦區的原因是，廣東地處歐亞板塊與太平洋塊交接處，是國內具有豐富礦產資源的省份之一，具有“稀有金屬和有色金屬之鄉”的稱號。對此礦區礦石鉆孔進行采樣，發現礦石中含有大量黃鐵，且黃鐵有礦化的跡象。

1.2試驗礦區采樣測試

對礦區進行鉆孔采樣，對此礦區中黃鐵以及周圍巖石進行實驗測試，分別計算兩者極化率與電阻率的范圍值，具體測試結果如下表所示：

電阻率變化最小值電阻率變化最大值名稱極化率變化最小值（%）極化率變化最大值（%）極化率平均值（%）?。é浮）?。é浮）黃鐵13257260400圍巖1.542.8250350

此測試結果顯示，該礦區所選取的黃鐵礦與巖石之間的電性存在差異，是具有激發極化前提的，可選取此礦區作為對天然場激發極化法在多金屬礦區的野外試驗。

1.3野外試驗方法

此礦區野外試驗采用的機器設備是DWJ～1微機激電儀接收機以及DJF～1型發送機，在此礦區垂直的方向，貫穿一條1000m長的測線。激發極化法測量裝置采用中間梯度裝置[2]，中間梯度裝置參數設置如下：AB=1500m，MN=40m，點距25m；供電周期16s，電流1700mA。將AB測線分為3段測試此礦區的視電阻率ρs和視極化率?s。測探方式為電磁陣列（EMAP）形式，每個EMAP設置至少6個測點，每個測點設置兩個電道采集站，并在電磁陣列兩端各設置一個磁道采集站，測探方式為全張量方式。

由此測試設備與方法，測試礦區的阻抗及相位。試驗結果顯示，激發極化法測試出現異常的區域在測線的250m～850m之間，礦區中黃鐵以及周圍巖石野外試驗的數據如下：

?

此野外試驗測試的視極化率ηs與視電阻率ρs反應，該礦區的電阻率與極化率偏高。其剖面示意圖如下圖所示：

1.4野外試驗效果分析

根據頻散率公式計算視電阻率頻散率

其中，fd——低頻；

fg——高頻；

ρs（fd）——低頻電阻率；

ρs（fg）——高頻電阻率。

由此公式，計算電阻率頻散率Ps（fd，fg）反映了頻率域中視電阻率的變化狀態。由此礦區野外試驗結果可以看出，黃鐵礦石與周圍巖石作為統一礦區的礦石，具有相同的地質結構，兩者之間的視電阻率大致相同。兩者之間不同的是，有一個異常點出現在極化體的上方，由頻散率公式計算異常點相對視頻散率：

其中，Psn（fd，fg）——異常點視頻散率；

Pso（fd，fg）——背景點視頻散率。

由于相對視頻散率可以消除背景值對其產生的影響，得到極化體效應。有公式①，取高頻fg=22.4Hz，由此可以計算測線上的視頻散率，其分布圖如下所示：

由上圖可知，在10Hz以上的頻段，曲線呈重合的狀態，從1Hz開始，隨著頻率的減弱，曲線漸漸分離。而到0.01Hz，曲線的走向呈水平的狀態。而由公式計算，視頻散率值在0m是最低，在600m時最高，中間部位也是隨著高度的增加而增大。

通過對此多金屬礦區激發極化發野外試驗分析與計算，得到此礦區極化體上方的相對視頻散率。并且，計算所得的相對視頻散率的變化范圍與變化規律[3]，與背景點的中梯激發極化變化范圍與規律一致。此試驗現場表明，天然場激發極化法在實際應用中結合測試礦區的地電特征。

2　結語

多金屬礦產資源是重要的自然資源，其形成過程更是經過幾百年甚至幾千年地質變形才形成的。多金屬礦產是我國歷史發展的見證，是社會生產發展的物質基礎。我國崇尚環境保護，在多金屬礦產的開采上，采用激發極化法，以提高此礦產的開采率。筆者根據廣東某富含黃鐵的金屬礦產進行野外試驗，通過此試驗向讀者展示激發極化法在多金屬礦產中的重要作用，望能夠為我國礦業的后續發展提供幫助。

[1]吳漢榮，王式銘.利用天然電磁場進行激發極化法測量的可能性 [J].物探與化探，1978,2（1）.

[2]Marali S.羅延鐘，譯.利用大地電流場作為頻率域激電觀測電源的可能性 [J].國外地質勘探技術，1983，5（4）.

[3]楊進，譚捍東，傅良魁.被動源激發極化法的野外試驗結果 [J].現代地質，1998,12 （3）.

P694[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～300～1