高密度電法在物探工作中的應用分析

喻小蘭

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

1 概述

相較于其他探測手段，高密度電法具有非常高的自動化程度，而且具有很高的探測效率，異常形成直觀的優點。因此在很多領域當中都有著普遍的應用，特別是地質勘察地質災害和考古工作方面，高密度電法都發揮著非常重要的作用。在20世紀80年代我國有關部門，對高密度電法應用開展了相應的研究，并結合理論與實際，進一步深入探討，對有關技術理論逐漸豐富與提升。近年來高密度電法在工程地質調查領域獲得了巨大的發展，取得的效果也非常突出。在工程地質調查過程當中，采空區問題不僅具有很強的普遍性，而且還嚴重威脅到人們的生命財產安全，也因此引發人們的普遍重視。下文當中以擬建尾礦庫規劃區塊物探工作為背景，通過高密度電法對場區范圍開展相應的探測，了解和掌握場區范圍中有無采空區斷裂構造破碎帶，為工程建設提供有效指導。此次利用高密度電法開展測量過程當中，共進行三條高密度電法剖面測量，約為640m的施工坡面長度，為320個，主要為2m的點距[1]。

2 研究區的地質背景

2.1 地質概況

①地層。中生代以及晚古生代是該區的主要地層出露，同時還發育新生代以及第四系松散堆積物。充分考慮中生代地層具有較高的含金量和火山沉積綠巖（太古代）建造當中具有普遍富金的特點，巖漿構造在后期中生代地層遭受破壞與進行改造和演化等相關歷史。認為該區金礦礦源層主要為中生代地層，處于地球深部噴發的火山物質是金元素的主要來源。②構造。該區當中非常發育斷裂構造，展布方向呈現為35°～50°，總體呈現40°方向展布，向南東方向傾斜，角度處于35°～55°之間。在不同巖性接觸面發育斷裂，構造具有復合性的特點，有一到三條主斷裂構成鍛煉帶，而且這些斷裂呈現類似的展部特征，次級斷裂發育于主斷裂的下盤，和主斷裂共同形成“入”字型，斷裂帶有著寬窄不一的特點，主要處于50m～800m寬度之間，構造在帶中較為發育。花崗巖（碎裂狀）以及碎裂巖和斷層泥（灰黑色）是其主要組成，蝕變帶礦化主要發育于斷裂帶中，是非常重要的空礦斷裂帶，控制礦田礦脈的二級斷裂，主要呈現NNE向以及NE向和NEE向展布，向NW以及SE向傾斜，具有較為陡峭的傾角，主要處于50°～70°，斷裂性質屬于張扭性。礦田當中的很多礦脈受控于二級控礦斷裂。③巖漿巖。該區當中非常發育巖漿巖，侵入巖是其主要類型。依照同源巖漿演化以及脈動理論，共進行超單元（7個）、單元（18個）劃分。a單元。在礦區的東部區域上分布，斜長角閃巖是其主要的巖性特征，高角閃巖相變質因素對超單元影響較大。b單元。主要表現為巖基狀，發育片理構造。花崗閃長巖以及奧長花崗巖和英云閃長巖是其主要的巖性特征，處于2610Ma～2885.8Ma同位素年齡，在新太古代形成。通過全面系統的研究發現，巖漿在發生侵位時，含金物質從地幔當中向地殼進行帶入，同時不斷富集下來，成為金礦成礦最初的“礦源巖”。c單元。在礦區的東北部區域上分布，斜長角閃巖是其主要的巖性特征，產出特點主要為包含體特征。d單元，細粒花崗閃長巖（片麻狀）是其主要的巖性特征。e單元，含石榴二長花崗巖（中粒）以及二長花崗巖。（含斑粗、中粒）是其主要的巖性特征，這一單元和該區金礦有著非常緊密的聯系。f單元。呈現集中的分布特點，展布方向主要呈現為北東南西向，呈現條帶狀特征。有研究者認為，這一單元和區內金礦成礦物質具有同源巖的特點，同一巖漿系列是二者的主要來源。這一單元當中的巖漿后期熱液，是形成金礦床，成礦早期階段重要的物質來源，這一單元這一單元是形成金鳳的重要單元，為形成金礦床提供了豐富的成礦物質。g單元。這一單元和金礦成礦有著非常緊密的關聯性。巖漿主要為超單元巖漿，演化侵位時在地殼當中帶入一些漫源成礦物質，而且對中生代較為富集的金礦成礦物質大量的進行捕獲，并在同一巖漿系統當中混入二者。所以金礦成礦物質主要是有該單元所提供，是重要的同源巖[2]。

2.2 對該區電信特征進行研究

此次測定電信參數過程當中，通過野外露頭測量以及標本測量形式來進行測定。前一種方式測定過程當中，主要應用小四級裝置進行測量，極距存在很大不同，并反復多次測量同一露頭，多次的測量同一巖性，使其代表性盡量提升。選擇應用WDYX-1型巖樣測試信號源，是重要的供電儀器，由重慶萬馬物探儀器有限公司所生產，接收儀器相同于野外生產，主要為數字直流激電接收機（WDJS-2型）由重慶萬馬物探儀器有限公司所生產，為16s供電周期以及200ms斷電延時時間，應用40ms采樣寬度和二次疊加次數。不同巖礦石物性參數具體參見下表1。

表1 巖（礦）石物性參數測定成果統計表

此次研究區主要的巖石類型包括，含石榴弱片麻狀二長花崗巖（細、中粒）以及二長花崗巖（含斑粗、中粒），是研究區的主要巖性特征，通過實測物性參數信息發現，石英脈以及變粒巖和斜長角閃巖以及二長花崗巖（中粒）都表現為高電阻率低極化特征。

3 高密度電法概述

在此次研究過程當中，利用高密度電法開展測量，主要儀器高密度電法測量系統（WGMD-9型），超級數字直流電法儀（WDA-1、1A型）是主要的接收機。重慶地質儀器和中裝集團技術中心共同研制高密度電阻率測量系統，系統測量過程當中通過全數字自動化開展測量，自動補償電極極化以及自然電位漂移，主要應用雙重模擬數字濾波技術，使系統抗干擾性大幅增強，更好地保證了數據精準性，可以通過高分辨率電阻率法，開展相應的物探工作。

4 研究內容

4.1 在布置物探工作當中

該區共進行三條剖面布置，開展高密度電阻率測量工作，按照二米的點距進行布設，共設置130道測量通道以及100ms供電延時，為16電極隔離系數。SP（自電）以及VP（電位差）和IP（電流）還有?a值（計算視電阻率）通過自動測量來獲得，主要的裝置為溫納裝置，通過皮尺進行丈量之后合理布設測點，共設置30層溫施層，共約620m的施工剖面總長，主要為320個，其中各條剖面控制點相對坐標如表2。

表2 各條剖面控制點相對坐標

4.2 整理室內資料處理相關數據

在整理室內資料過程當中，主要在計算機中輸入通過高密度電法采集的豐富數據，數據預處理過程當中通過相應的軟件，來對電法獲得的資料數據開展處理，剔除數據當中的突變點，網格化數據，確保數據更加的平滑，之后通過地電斷面進行成像，對電阻率色譜斷面圖進行繪制，并對電阻率色譜斷面圖進行模型反演，并對該斷面圖進行正演。

4.3 評述物探工作量

通過分析研究高密度電法視電阻率斷面圖，利用該方法進行物探工作應用分析過程當中，有著較為穩定的電法測量電流和電壓正負周期波形，具有非常好的測量數據質量，科學合理的選擇野外測量工作方法，科學合理的采集有關數據，確保與相關規范要求相符合。

5 研究結果

文章當中通過高密度電法在物探工作應用分析，結合某擬建尾礦庫物探工作實際，通過高密度電法開展相應的測量工作，獲得電法反演模型電阻率色譜斷面圖，對各個剖面開展詳細的分析。

5.1 I剖面

圖1 高密度電法I剖面反演模型電阻率色譜斷面

通過該剖面圖進行分析研究發現，?a值在20點～132點淺部呈現較低的特點，主要處于61Ωm～190Ωm變化范圍，水庫位置與此低阻區相互對應，通過分析研究由于充水的第四系地層所導致，?a值在132點向北側淺部呈現不斷增大的特點，認為巖性是導致這一現象的主要因素。

5.2 II剖面

該剖面順著水庫西側南北方向進行布設，剖面呈現西南東北向布設，有約200m長，按照兩米設置布點點距，共100道測量通道以及30層溫濕層。?a值在36點～64點淺部具有較高的特點，研究認為，是因地表隨著河流巖石出露所導致，?a值在深部呈現變大的特點。通過?amax=407Ωm在80點圈定高阻異常，實地分析發現主要出露偉晶巖脈，研究認為該脈巖是導致阻值異常主要因素，低阻異常主要分布在140點與160點，主要是因充水的采空巷道所導致。

5.3 III剖面

測線在剖面I的東側分布，布設于垂向溝的南北側方向上，有約180m的剖面總長，按照兩米布設點距，共約90到測量通道，有25層溫濕層，?a值在20點～120點淺部呈現較低的特點，主要在33Ωm～200Ωm范圍內變化，研究認為淺層的第四系地層是導致異常主要因素。?a值在120點向北淺部呈現不斷增大的特點，研究認為是因巖性所導致，?a值越向深部呈現不斷增大的特點，沒有突出的阻值異常[3-5]。

6 討論

綜合分析認為，在本次物探工作當中應用高密度電法開展測量，獲得的數據資料，通過反復的檢查與測量，資料信息十分可靠，利用區內已經獲知的高密度資料開展綜合性的分析研究，該區有著較為穩定的地層特點，兩處低阻異常主要分布在。Ⅱ剖面140點以及160點位置上，研究認為可能是由于充水的采空巷道所導致，不會對尾礦庫建設造成影響。