陣列式激電在華陽川鈾鉛礦勘查中的應用與研究

楊文剛，樊金生，朱 恩

（西安西北有色物化探總隊有限公司，陜西 西安 710068）

隨著地質找礦不斷深入，地表礦越來越少，找礦難度越來越大，“探深找盲”已成為地質找礦的主要任務。物探方法以其尋找隱伏礦、深部礦獨特優勢，越來越受到重視。激發極化法是尋找隱伏礦、深部礦的常用的物探方法。但在山區地形復雜條件下存在工作效率低，生產成本大、數據量小的問題。陣列式激電具有布極靈活、工作強度相對較小的優勢，其數據中包含偶極裝置數據、軸向三極裝置數據、對稱四極裝置數據和中梯測深裝置數據。具有優勢互補，減少探測盲區，提高觀測數據密度，達到探測深度大、數據量大的優勢。本次在華陽川鈾鉛礦Z2剖面進行試驗研究，采用陣列式裝置數據進行反演，14道不同時段的極化率均參與反演，獲得電阻率、極化率和時間常數三個激電測深，減小了體積效應影響，能夠更準確的推測礦體位置，減小了打鉆驗證的風險。

1 地質概況

Z2剖面位于華陽川東溝-飲馬店溝一帶。地表出露花崗片麻巖、花崗斑巖、偉晶巖、鈾鈮鉛礦等，礦體處在花崗斑巖附近，走向290°～310°，傾向北東，傾角40°～50°。礦體一般長150～600m，個別大于900m。厚度一般5～20m，最大100m,最小不足5m。有四個鉆孔控制，最大控制深度925m。礦體品位0.51～1.5%。礦體在剖面上大致平行或似雁行排列，鉛礦體平面水平間距一般為5～20m，最大可達80m。礦群總厚度500m左右。

2 區內地球物理特征

區內以往開展過少量激電測量工作，結果顯示鉛礦化與視極化率異常關系密切，與視電阻率關系不密切。鉛礦化的激電異常特征為中低阻高極化率。

中陜核集團二一四大隊有限公司2015年對本區巖礦石電性進行了測定（見表1）。結果顯示，含礦巖石的極化率一般在4.58%～11.93%，是其它巖石極化率的3～5倍，差異較大；含礦巖石的電阻率一般200Ω.m～500Ω.m，與礦區內混合巖、含角閃石二長花崗巖電阻率差異較大，最大差異在2000Ω.m以上，與其他巖石的電阻率差異較小。總體而言，含礦巖石具中低阻高極化性質。

表1 華陽川鈾鉛礦巖（礦）石電性特征一覽表

3 陣列式激電工作方法技術

3.1 儀器設備

本次供電是將重慶地質儀器廠大功率直流發送系統（DJF-2A）與借線遙控發射機（JYT－A（AB）型）、供電A、B電極開關接收盒（JYZ－2）聯合使用，進行發射，使用加拿大IPR-12時間域激電儀進行接收。供電脈沖寬度2秒，延遲時間100ms,采集不同時段的是極化率M1～M14和Mx（360～720 ms）。14塊積分窗口參數如表2所示。

表2 積分窗口參數一覽表

3.2 野外工作布置

陣列激電采用任意排列四極測深裝置，基本兩類裝置：四極裝置和偶極-偶極裝置（或固定軸向三極測深），其中四極裝置指測量電極MN在供電電極AB之間，但其間的距離不定；偶極-偶極裝置指測量電極MN在供電電極AB的一側，但其間的距離也不統一。這種裝置突出的特點是布極靈活、數據量大、工作強度相對較小，是直流激電方法發展的方向之一。

圖1 陣列激電工作剖面示意圖

野外按200m左右間距共布設A1～A9、B1～B9共18個供電電極，由于地形和遙控距離因素影響，實際工作中使用A1～A7、B1～B8共15個供電電極進行試驗，最大供電極距AB達到2200m，測量基本點距50m，每個點觀測A1～A6、B1～B6共6組供電極的所有電極組合（少量排列8組供電組合）供電的數據，其中包括激電中梯測深、正向偶極（固定A極軸向三極測深裝置）、負向偶極（固定B極軸向三極測深裝置）等裝置。工作布置示意圖見圖1。

本次試驗，共采集數據749個，所有裝置MN間距最小22.2m，最大73.11m，絕大部分在40～60m，占總數據93%，均值為49.63m；AB/2在52～1146m之間，大部分為416～964m之間，占總數據77%。MN間距基本為50m，AB/2主要集中在較大距離，數據分布合理。

4 數據處理和解釋

4.1 數據預處理

本次陣列式激電數據的反演，采用俄羅斯ZOND軟件。它的優點是對所有裝置數據均可自動識別，不受裝置限制，可以將所有數據一次按格式要求進行整理、輸入，進行反演，數據整理簡便；它采用所有窗口數據（本次使用的IPR-12激電接收機有Ms1～Ms14個窗口數據）進行高斯平滑、重新求出綜合視充電率參數（Mx）后，再進行反演計算，減少了一般軟件只利用1個窗口數據進行反演，數據可能存在的偶然誤差對反演結果的影響的可能性，反演結果更加可靠；另外，它還可計算出時間常數參數（τs），與頻譜激電時間常數相近，并可對其單獨進行反演，豐富了時間域激電的有效信息。

由于陣列式激電包含多種裝置的數據，其中偶極裝置測深點主要分布在中、深部，點號分布在剖面的中段；中梯測深數據和中間裝置數據主要位于中部，軸向三極裝置的測深點主要分布在淺層。本次反演選擇全裝置數據，包括偶極、軸向三極、中梯測深和中間裝置非中梯測深裝置數據，共計716個數據進行反演。

4.2 異常解釋

利用俄羅斯ZOND軟件對Z2剖面全裝置數據進行全波段反演（圖2），在2600～3600m段、標高1400～900m段圈定一低阻高極化率異常，該異常分布范圍和已知礦化體的分布范圍、傾向基本一致，異常向下仍有延伸，較好地反映了已知礦（化）體的位置、范圍、傾向特征，效果良好。此外，時間常數（τs）在3100～3400m段時間常數為一高值異常，該異常分布范圍比極化率異常范圍較小，可能反映硫化物富集地段，因此認為與極化率異常和視電阻率異常比較，該參數受體積效應影響較小，可進一步圈定礦化體中富礦體范圍，是很有意義的一個參數。

圖2 Z2剖面全裝置數據ZOND軟件反演綜合地質斷面圖

5 結論

（1）陣列式激電測深突破“裝置”概念，可根據實際地形條件靈活選擇電極位置、充分改善接地電阻，數據量大、信息豐富，提高了數據質量，與傳統激電測深探測能力相近，在勘探深度、對礦體細節反映方面比對稱四極測深、偶極-偶極測深較好，適合對已圈定的異常或礦體進行詳細評價、解剖。

（2）陣列式激電全裝置數據反演，利用不同裝置探測深度互補，從而達到斷面信息豐富，探測深度大的優勢。利用全波段反演，極化率斷面異常信息豐富，異常范圍和已知礦體基本一致，利用衰減特征獲得的時間常數能夠縮小靶區，圈定礦體的富集部位。