井中激電在金屬礦勘查中的應用效果分析

何景枝，王鵬，劉冬節

（安徽省勘查技術院，安徽 合肥 230031）

1 引言

井中激電在金屬礦普查和勘探中能發揮重要作用，對區分含礦層位和發現景旁盲礦都能起到不容忽視的作用，本文以大華山—西銀坑礦區的ZK101孔為實例，通過激電測井和地—井方式電位測量兩種測量方式來說明井中激電的應用效果。

2 工區地質概況

普查區內分布的地層為志留系墳頭組至三疊系青龍群，以及新生界第四系，賦礦層位主要是石炭系中統黃龍組、二疊系下統棲霞組、三疊系中下統青龍組，次為泥盆系上統五通組上段和石炭系高驪山組等，特別是其上部有砂頁巖蓋層時，富集成礦條件更佳。

普查區位于一向斜北翼，地層總體向南陡傾。區內斷裂構造比較發育，主要有縱向壓性斷裂和橫向張扭性斷裂。區內存在大面積的志留系與巖體的接觸帶，以及巖體中大量捕擄體的接觸帶，黃龍組灰巖、棲霞組灰巖、青龍組灰巖捕擄體與巖體接觸帶則有利于形成矽卡巖型銅多金屬礦。

本區巖漿巖侵入體有兩種：斑狀花崗閃長巖～花崗閃長斑巖和二長花崗斑巖（西銀坑巖體）。前者主要與斑巖型Cu、Mo礦化有關，后者主要與部分矽卡巖型Cu、Zn、Fe、S礦化有關。

3 電性參數特征

本區黃銅礦、黃鐵礦礦石均具有很高的極化率（其中黃鐵礦可能形成干擾激電異常），而其它多類巖石，除鐵帽、矽卡巖、砂巖的極化率略微高（3%左右）外，其它巖石極化率平均都＜2%。鉆孔中黃鐵礦化花崗閃長斑巖極化率幾何平均值為10.79%（42.89%～5.73%），黃銅礦化黃鐵礦化花崗閃長斑巖極化率幾何平均值為6.37%（32.58%～2.98%），閃長玢巖極化率幾何平均值為7.69%（22.66%～4.09%），與未礦化的花崗閃長斑巖具有明顯差異。

本區巖漿巖類巖石電阻率較高，其中二長花崗斑巖最高，而且電阻率變化范圍較大；蝕變巖中除矽卡巖電阻率較低外，其他巖石均較高，角巖最高，而閃鋅礦、含銅黃鐵礦礦石電阻率最低，一般為幾十歐姆米。

4 工作方法技術

對鉆孔進行了井中激電（視電阻率和視極化率測量）和地—井方式電位測量兩種方法的激電測井。

井中激電在井下采用底部梯度電極系，三極裝置，井中供電，井中測量。B極布置在井口，A、M、N極在井下，其中MN=0.1米，電極距AO=1.0米。在電纜下降時測量，測量時確保地面B極接地良好，供電脈寬8秒，一般井段點距為5米，有異常的井段加密到2.5米。常規測量結束后選取重要井段進行檢查測量。

圖1 地—井方式電位測量電極位置圖

地—井方式電位測量是將供電電極A、B布置在地面，測量電極M在井下，N在地面。其中B極則置于“無窮遠”距離井口（O）1500米處，電極N位于地面距離井口1600米處，把A極依次布置在鉆孔的東（E）、南（S）、西（W）、北（N）四個方位上，距離鉆孔約80米，在每個方位上測量A極四個方位相對與M極的電位差，測量點距為5米。電極布置見圖1。

5 測量成果和解釋

5.1 激電測井

根據鉆孔的實際情況，ZK101孔有效的測量井段為井深95米至530米，激電測井測量參數為視電阻率和視極化率，實測結果見圖2。

激電測井的異常特征為低阻高極化特征，ZK101鉆孔主要的激電測井異常井段有5段：①140～145米，相對的低阻高極化，視電阻率最低570 ，視極化率最高7.2%，對應泥質粉砂巖層，有沿裂隙面分布的星點狀或團塊狀的黃鐵礦化，含量較少；②235米附近井段，典型的低阻高極化特征，視電阻率值198 ，視極化率13.43%，對應泥質粉砂巖層，有黃鐵礦化；③305～315米，相對的低阻高極化，視電阻率最低550 ，視極化率最高8.2%，對應泥質粉砂巖層，有含量較少的星點狀黃鐵礦化；④365米附近井段，低阻高極化特征，視電阻率值340 ，視極化率18.15%，對應石英閃長玢巖層，有黃鐵礦化，呈星點狀或團塊狀分布，局部呈脈狀分布；⑤520米附近井段，相對的低阻高極化，視電阻率最低550，視極化率最高8%，對應石英閃長玢巖巖層，有含量較少的黃鐵礦化。

通過激電測井證實了黃鐵礦（化）有明顯的低阻高極化特征，且黃鐵礦（化）含量越大低阻高極化特征越明顯，另外激電測井能真實的反映井壁周圍以黃鐵礦（化）為代表的硫化物的含量。

5.2 地-井方式電位測量

已知不同位置的A極在M極產生的點電位為：

其中I為供電電流，ρ為AB間的電阻率，可用井中激電所測鉆孔上部的平均電阻率代替，RA、RB分別為A極距離M極及B極距離M極的距離。

地表—井中方式電位測井，A極及無窮遠B極在地面無窮遠N極產生的點電位為：

由于RA和RB很大，故UN遠比UM小，UMN=UM-UN≈UM，旁側視電阻率，各方向K，I值一致，ρ值與UMN值成正比。

參考圖2可知，地-井方式電位測量的測量結果為東、南、西、北四個方位的電位差，由于A極的位置不同，各個方位上測得的電位曲線的形態和強弱也就不一樣。利用這種差異就可以定性推斷井旁盲礦體相對于鉆孔所在的方位。現對主要的異常進行推斷分析。

⑴120米，四個方位的電位差均明顯變小，但南、西、北三個方位的電位差值相當，東方位的電位差相對較大，對應的地質描述為青灰色泥質粉砂巖，黃鐵礦主要沿裂隙面分布，呈星點狀或小團塊狀，含量較少。推斷異常是由黃鐵礦化引起，且黃鐵礦化向南、西、北三個方向展布較多，向東展布相對較小；

⑵155～160米，155米 處 四個方位電位差均變小，且東方位最小，160米處只有西北兩個方位的電位差值較小，且北方位電位差值最小，對應的地質描述為青灰色石英閃長玢巖，主要為黃鐵礦化，主要沿裂隙分布，呈星點狀或小團塊狀分布，局部呈脈狀分布，推測異常是由黃鐵礦化引起，且礦化體總體傾向為西北，向東北方向展布相對較多。另外210～215米和425～430米曲線異常特征與本段異常特征相似，且均有黃鐵礦化，故推斷相同；

⑶275米，四個方位的電位差均明顯變小，但西、北兩個方位的電位差值最小，東方位的電位差相對較大，對應的地質描述為青灰色石英閃長玢巖，有黃鐵礦化，主要沿裂隙分布，呈星點狀或小團塊狀分布，局部呈脈狀分布，推測異常是由黃鐵礦化引起，且黃鐵礦化向西北方向展布較多，南次之，向東展布相對較小；

圖2 ZK101孔激電測井曲線圖

⑷300～305米，300米處，四個方位電位差值均較小，北方位電位差值相對大于其他方位，305米只有北方位電位差值較小，對應的地質描述為青灰色泥質粉砂巖，黃鐵礦化主要沿裂隙面分布，呈星點狀或小團塊狀，推斷異常是由黃鐵礦化引起，且黃鐵礦化體總體北傾。

根據井底附近曲線形態判斷鉆孔底部附近無大規模盲礦。

6 結語

激電測井探測范圍小，可以反映井周巖石的細節變化特征，可以有效的區分含礦（化）層位，并提供一定范圍內巖礦石的視電阻率和視極化率變化情況。地-井方式電位測量可以發現井旁和井底盲礦，判斷礦（化）體的產狀和延伸方向，兩種電法測井方法的結合在金屬礦勘查種可以達到較好的應用效果。