綜合物探方法在廣東省首個綠色勘查項目中的應用

張軒國

廣東省地質局廣東省地球物理探礦大隊 廣州 510800

正文：

1.引言

地質勘查作為國民經濟建設的基礎性、先行性和戰略性工作，長久以來占據著舉足輕重的地位，為保證國民經濟持續、快速、協調發展作出了不可磨滅的貢獻。作為新時代年輕地質工作者，在爬高山，在飽覽祖國美好河山的同時，更加清楚地認識到了實施綠色勘查對于助推生態文明建設，促進人與自然和諧共生的無比重要性。

伴隨著我國經濟高速發展，大規模、粗放式的礦產勘查開發活動導致的土壤污染、水污染、空氣污染、生物多樣性破壞和次生地質災害等現象屢見不鮮，環境保護與資源保障之間的矛盾日益突顯。一方面是礦產資源的勘查開發和粗放式利用所帶來的生態環境問題；另一方面是經濟、社會發展離不開礦產資源的持續利用。如此看來，我們既不能走以往礦產勘查工作的老路，更不能停止礦產勘查工作。而實施綠色勘查無疑是破解兩難問題的惟一選擇。

2.物探方法在綠色勘查中的作用

地球物理勘探是以巖石、礦石(或地層)與圍巖的物理性質差密度、磁化性質、導電性、放射性等異為基礎。地球物理學用物理學的原理和方法，對地球的各種物理場分布及其變化進行觀測，地球物理勘探探索地球本體及近地空間的介質結構、物質組成、形成和演化，研究與其相關的各種自然現象及其變化規律。

地球物理勘查可以在不損壞當地生態環境下進行勘查，利用地球物理特征差異研究地下的地質構造、及空間特征，指導針對性的鉆探工作，利用綜合的地球物理勘探方法，采用不同的技術參數，利用電阻率異常、地震波速異常、重力異常、磁場異常等揭露深部地質特征，減少槽探、坑探、淺鉆對農田、林地的破壞。

3.綠色勘查中物探方法及技術指標

3.1 可控源大地音頻法（CSAMT）

3.1.1 工作參數

（1）電源陷頻濾波器：50/5，采用50/5濾波器壓制50Hz的5次諧波干擾；

（2）滑動平均濾波器：啟用；

（3）增蓋模式：標準；

（4）工作頻率：1～8192Hz；采用加密頻點，f=2n Hz（n=0、1、2、…13）；

（5）發射電流：低頻段16A，中高頻段＞10A；高頻段＜4A；

（6）供電偶極子AB：1900m；

（7）收發距R：10～12km之間；

3.2 激電中梯（TDIP）

3.2.1 工作參數

在工作開始前，采用了8Hz、16Hz進行供電試驗，根據試驗結果，確定本工區TDIP測量工作參數：AB=1500m，MN=40m，供電頻率8Hz。

3.2.2 工作方法技術

（1）進行旁側測量時，旁側距離不大于300m。每天開、收工時均對供電導線、測量導線進行了漏電檢查，供電導線絕緣電阻＞2MΩ/km，測量導線絕緣電阻＞5 MΩ/km，潮濕天氣增加了檢查次數，保證了工作質量。

（2）為保證供電電流暢通，每個供電點均打在較為潮濕的地方，每個供電點電極數均為22根，且電極間距大于電極入土深度2倍，布成單排。最小供電電流1.50A，最大2.33A，滿足各項工作要求。

（3）在預定供電點無法布設電極的地方，作了適當移動，因此造成K值的改變在±2%以內時，未改變K值。

（4）不極化電極極差穩定，內阻均小于2KΩ。

（5）測量電極埋設時保證了接地條件，接地電阻小于15KΩ，電極坑內不留有碎石、雜物，在地表過于干燥的地方，進行了澆水、墊濕土等給予改善接地條件。電極未埋設在流水、污水及土堆上。

（6）測量電極接地點無法埋設電極，則在測地誤差范圍內進行了移動，在移動較大距離時，將兩測量電極垂直于測線方向同時移動，因此造成K值的改變在±4%以內時，未改算K值。

3.3 綠色勘查物探工作主要措施

嚴格按照編寫的《綠色勘查實施方案》執行，貫穿于整個物探工作中。

（1）測線放樣過程中不毀壞山上樹木以及莊稼等植物。

（2）激電測量及CSAMT測量時，埋設電極挖的坑在數據采集完畢后及時填好，在不需要澆鹽水時盡量澆溪水。

（3）施工過程中，技術人員所用的食品袋、果皮、一次性飯盒、筷子等垃圾回收至垃圾存放處。

（4）在電法作業過程中，選擇遠離人居的地方作為供電點，不造成噪聲擾民。

（5）電法工作過程中，對供電線需進行不間斷巡視，供電電極設置了明顯的警戒線，并有專人看守。

（6）妥善保管發電機所用的機油、汽油等，用棉紗回收漏油，杜絕了泄漏導致污染環境或山火的發生；收工后，將施工過程中產生的廢物運回營地。

（7）牢固樹立綠色勘查理念，建章立制，以制度保障綠色勘查工作能順利有效實施。制定施工單位、探礦工程、車輛機械設備通行、生活駐地、河流水系、林區防火、油污染等相關方面的環保措施，嚴格執行勘查工作環境保護細則，切實促進綠色勘查、環境保護。同時，將生態保護納入項目工作考核，以制度保障綠色勘查的有效開展。

4.礦區地球物理特征

（1）標本的電性特征

① 地層電性：區內地層視極化率(ηs）在0.31～5.21%之間，幾何平均值為1.96%，視電阻率(ρs）在437.65～1956.11Ω·m之間，幾何平均值為1000.20Ω·m，為中高阻低極化體。

② 侵入巖電性：區內侵入巖視極化率(ηs）在0.43～2.23%之間，幾何平均值為1.22%，視電阻率(ρs）在746.96～1832.70Ω·m之間，幾何平均值為1249.68Ω·m，為高阻低極化體。

③ 礦石電性：區內礦石視極化率(ηs）在1.48～5.32%之間，幾何平均值為4.11%，視電阻率(ρs）在131.21～918Ω·m之間，幾何平均值為252.42Ω·m，為低阻中-高極化體。

（2）測井結果

根據ZK20-1孔測井曲線資料，6.6m～82.5m的次英安斑巖的視電阻率在500Ω·m～3000Ω·m之間，呈中-高阻，82.5m～100m之間的英安巖，含硅化破碎帶，黃鐵礦化強烈，視電阻率在500Ω·m～1500Ω·m之間，呈中-低阻，100m以下的英安巖視電阻率在2000Ω·m～5000Ω·m，呈高阻。

ZK20-2孔測井曲線資料，8m～58m之間電阻率較低，一般小于2000Ω·m，巖心顯示存在硅化破碎帶，輝鉬礦化以網狀脈或單脈穿插浸染在破碎帶內，劃分為V1～V6六層礦化體，58m以下，巖性主要為英安巖，局部硅化、綠泥石化、黃鐵礦化較發育，并存在少量破碎，視電阻率在1500Ω·m～4500Ω·m之間。

根據標本電性特征及測井成果分析，礦體處、黃鐵礦化以及斷裂部位視電阻率一般呈中-低阻特征，而硅化、綠泥石化的部位，視電阻率一般呈中-高阻，這一電性特征為本次物探工作提供了必要的物性前提。

5.可控源（CSAMT）與激電（TDIP）測量綜合應用

5.1 異常判識的依據

根據相鄰的開展的激電中梯測量工作取得的找礦效果（圖1）。利用激電測量的高阻異常很好的反應含礦花崗閃長巖的產出形態，高極化異常對應了鉬礦體的位置。所以激電測量很好的指導了相鄰礦區鉬礦的找礦工作。

圖1 相鄰礦區已知礦體7號勘探線綜合成果圖

a）TDIP測量ηs、ρs曲線 （b）CSAMT測量二維反演電阻率斷面圖 （c）推斷地質剖面圖

（2）根據ZK20-1、ZK20-2兩個鉆孔激電測井成果，在礦體處、黃鐵礦化以及斷裂部位視電阻率一般呈中-低阻特征，而硅化、綠泥石化的部位，視電阻率一般呈中-高阻。

5.2 異常的判識標準

結合溪西鉬礦區物探的經驗以及地層的物性特征，總結了本區物探異常的判識標準：

（1）TDIP測量：將相對低阻、高充電率的部位結合地質情況推斷為斷裂、炭質或礦體引起，高阻、低充電率的部位推斷為花崗閃長巖引起。

（2）CSAMT測量：根據電性分布特征，將條帶狀、串珠狀的低阻異常帶推斷為斷裂引起的，將大規模的低阻根據實際地質情況推斷為炭質層或礦體引起，將具有一定規模的高阻、超高阻體推斷為花崗閃長巖引起。

5.3 在該礦區的應用

綜合TDIP、CSAMT測量成果，鉬異常位于剖面上1100～1500號點之間，從20線綜合成果圖來看（如圖2），1500～1700號點為高阻高極化，與CSAMT成果吻合，推測為含礦斷裂引起，且高阻體可能為沿斷裂侵入的含礦花崗閃長巖巖株。

剖面顯示株狀高阻體的產出位置和形態特征都對應得很好，本區可以完全剔除由炭質引起高極化等干擾，極化率異常是由斷裂構造引起的，除此之外，推斷在1770號點、1480號點之間往下延伸的低阻異常邊界處可能存在f1、f2斷裂帶，根據測量成果成功布設驗證鉆孔即ZK20-2，ZK20-1。

圖2 20線物探綜合成果圖（a）TDIP（b）CSAMT

6、結論

利用綜合物探方法在此次綠色勘查中，減少了對環境的破壞，有效指導鉆孔的布設，使得鉆孔布設有目的性，節約了成本，保護了環境。地球物理勘查方法下一步為綠色勘查的發展方向：

引進現代電子計算器技術，進一步壓制干擾，提高分辨能力，提取更多的有用信息，發展反演的理論和技術，提高各類地質問題的地球物理解釋、推斷效果并不斷提高地球物理數據處理的工作效率和圖像處理技術，地球物理勘探儀器向環保化、輕便化、高精度、多功能、數字化、系列化和智能化的方向發展，現代地質學理論的發展，使深部地質問題的研究愈顯重要，進一步推進開展物探綠色勘查，配合綠色地質勘查有的放矢。