大功率激发极化法在河北省小张太河沟地区找矿中的应用

时志兴 黎勇 石鹏 杨锁 高明山

天津华北地质勘查局核工业二四七大队， 天津 宝坻 301800

大功率激发极化法在河北省小张太河沟地区找矿中的应用

时志兴 黎勇 石鹏 杨锁 高明山

天津华北地质勘查局核工业二四七大队， 天津 宝坻 301800

工区位于上黄旗岩浆岩亚带东缘，受丰宁—隆化断裂带与乌龙沟—上黄旗断裂带交汇的锐角部位控制。在研究了本工作区的地质、地球物理特征等前提条件下，采用了中间梯度装置和对称四极测深相结合的方法开展工作,发现了低阻高极化异常体。并在23号线上布设了钻孔，见到了铅锌矿体，证实了激电工作的准确性，达到了找矿的目的。

大功率激电； 中间梯度法； 对称四极测深法； 铅锌矿

High Power IP; Central gradient array method; Induced polarization sounding; Pb-Zn deposit

引言

大功率激发极化法简称(大功率激电法)以地壳中不同岩矿石的激电效应差异为物质基础,通过观测与研究人工建立的直流(时间域)激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一种电法勘探方法。实践证明大功率激电法是勘探各类金属矿产的主要方法，特别是对脉状的金属矿体特别有效，另外大功率激电法在寻找地下水和探测石油天然气方面也取得了良好的效果[1]、[3]。笔者以河北省小张太和沟地区找矿成果为例，阐述了大功率激电测量法在地质找矿中的作用。

1 工作区地质及地球物理特征

1.1 地质特征

该区位于上黄旗岩浆岩亚带东缘，受丰宁—隆化断裂带与乌龙沟—上黄旗断裂带交汇的锐角部位控制。区内地层仅见第四系，主要分布于沟谷、山坡及山麓边缘，岩性以洪冲积层及坡积层、腐植层为主。构造简单，受区域性构造的影响，区内发育一组近南北向的张性断裂，矿化则赋存于该组断裂中。区内岩浆岩发育，分布有大面积的海西期中粗粒似斑状花岗岩及中基性脉岩。岩石蚀变强烈，发育钾化、硅化、铁锰矿化、高岭土化、绢云母化，岩石退色明显，新鲜岩石已变为黄褐色、土黄色。

1.2 地球物理特征

根据本工作区的岩（矿）石电性标本统计表（表1）可以看出，蚀变矿化体的极化率最高，极大值为5.98%，其平均值达到3.4%，其次是钻孔内的花岗岩和地表出露的花岗岩，极化率平均值为2.1%和1.6%；电阻率最低的是蚀变矿化体，平均值为562Ωm，地表出露的花岗岩和坑道内的花岗岩电阻率平均值为2811Ωm和2208Ωm。蚀变矿化体呈现低阻高极化特征，而围岩呈现高阻低极化特征，存在明显的电性差异，这说明该区开展激电工作具备地球物理前提。

2 工作方法与技术

2.1 工作装置与电极

本次工作先用中间梯度法圈定极化异常，对发现的异常利用激电测深进行解剖，以了解极化体的产状、埋深及形态等。采用中间梯度装置时，AB=1200m，MN=40m，观测范围为AB中间2/3。采用对称四极测深装置时，AB/2最小为3m，最大为1000m。

2.2 电流要求与供电设备

为了满足探测深部目标的要求, 供电电流必须达到8A以上，所有测点电位差均大于10mV。发射设备采用北京地质仪器厂生产的DJF10A型大功率发射机，接收机采用DWJ-3B型接收机，发电机采用日本本田15KW大功率发电机。供电电极采用特制钢电极，为了增大供电电流，采取增加电极数量、加大入地深度、打磨电极表面、在接地处浇盐水等措施来减小接地电阻。测量电极采用固体不极化罐状电极，接地处除去浮土，并浇水等[2]。本次供电周期16s，供电时间为4s, 占空比为1:1, 叠加次数为2 次。

2.3 野外观测技术措施

为了提高观测精度，AB极供电线与MN极供电线距离在50m以上。测量时应尽量做重复观测，尤其是遇到畸变点时，进行多次重复观测或更换不极化电极位置，直到稳定为止，保证野外采集的数据真实可靠。

3 物探成果及推断解释

先垂直地表发现的矿化蚀变带，做了14条大功率激电中梯剖面（7线、9线、11线、13线、15线、17线、19线、21 线、23线、25线、27线、29线、31线），每条测线长500m，测量点距20m。图1和图2分别为电阻率平面等值线图和极化率平面等值线图.图中标出了地表发现的蚀变带位置。由图1 和图2可见，区内的电阻率分布特征为中部较低，在100Ωm～600Ωm之间，两边相对较高，在600Ωm～1900Ωm之间；极化率分布特征为中部较高，在2.0%～3.9%之间，两边相对较低，在0.8%～2.0%之间；中部的低阻范围和高极化范围对应较好，呈现出一个明显的低阻高极化异常带，长约200m，宽度在50m～100m之间，走向北北东，此异常带与地质填图发现的蚀变带较好，再结合我们的岩（矿）石电性标本测定资料，认为发现的高极化、低电阻率（小于600Ωm）异常就代表矿化蚀变，而高阻低极化代表海西期的中粗花岗岩。

图1 视电阻率异常剖面等值线图Fig.1 Tsoclines maps of resistivity

图2 视极化率异常等值线图Fig.2 Tsoclines maps of chargeability

表1 本工作区岩(矿)石电性参数统计表

工作区视电阻率的变化基本上体现了岩性、破碎蚀变等分布的规律性。海西期中粗花岗岩，由于后期改造的程度不一样，视电阻率值有差别。由于花岗岩的视极化率较低，测区内视极化率异常下限定为2.0%，测量结果表明构造蚀变带上虽然存在明显的极化率异常，但异常值不高，最高不超过4%，这是由于构造蚀变带内岩石破碎，呈角砾状、碎裂状限制了二次场的产生，也不能引起较突出的激发极化反映，所以区内的极化率异常并不高。

图3 23线激电测深视电阻率断面图Fig.3 contours maps of ρs seltion

图4 23线激电测深视极化率断面图Fig.4 contours maps of ηs seltion

为了对中梯法发现的异常进行剖析，以了是是否为矿脉及其产状、埋深、空间形态等，选择了极化率异常最强的23线115、117、119、121、123、125 点进行激电测深，测量结果见图3、图4.从图3、图4可以看出，121、123、125点呈现明显的低阻高极化率特征。以123点为中心，存在一个明显的低阻高极化体。此极化体近似于直立，且顶板在地表出露，推测底部埋深约200m。从地表到底部，电阻率变化较平缓，在100Ω m～300Ωm之间，而浅部和深部的极化率较高，峰值达到4.4%，浅部与矿化蚀变带相对应，推测深部存在较好的极化异常体。在金属矿产勘查中, 产生的激电异常排除由含炭质岩石引起的可能后,激电异常与电子导体的金属矿物有着密切关系[3]。热液型硫化物矿体, 整体导电性与围岩有明显的差异, 并能产生激电异常[5]、[6]。

综上所述，认为此激电异常由含金属离子较多的高极化体引起, 推断该异常为地表发现的铅锌矿化蚀变带向深部延伸所引起。根据物探成果，布设了钻孔ZK-01，钻孔位置在121～123号点之间，基本穿过异常中心。钻孔结果证明矿体不连续，在50m、184 m 处分别见到视厚度为0.2m、2.5 m 的铅锌矿体，经取样分析，Pb品位在1.29%～4.48%，Zn品位在0.66%～0.93%。验证了大功率激电的解释结果，达到了预期的目标.

4 结语

在本次找矿工作中，先认真分析了本地区的地质、地球物理特征等前提条件，布设了大功率激电中梯和对称四极测深工作，在物探测量成果的基础上布设了钻孔，最后找到铅锌矿化体，验证了物探成果的准确性。说明激发极化法在本地区的应用是有效的，能快速、廉价的指导找矿工作。

[1]李金铭.激发极化法方法技术指南[M].北京:地质出版社,2004.10

[2]李帝铨等.大功率激发极化法在额尔古纳成矿带中段找矿中应用[J]. 地球物理学进，vol.22.No.5.Oct.2007

[3]王大平等.大功率激电测量在辽宁北水泉寻找隐伏矿床的应用[J].黄金技术科学，2010.06

[4]温佩琳等.大深度激发极化法初步探讨[J].物探与化探，vol.20.No.5

[5]曾歌明等.激发极化法在某铅锌矿勘探中的应用[J].工程地球物理学报. Vo1.4.No.5.0ct,2007

[6]陈炜等.激发极化法在西藏嘎日阿统银铅矿勘查中的应用效果 [J].工程地球物理学报，Vol.22,No.3,Jun,2008

The Application of High Power IP Method for Searching Metallic Mine in Xiaozhangtaihegou，Hebei Province

Shi Zhixing Li Yong Shi Peng Yang Suo Gao Mingshan
Team No.247 of Tianjin North China Geological Exploration Bureau,Baodi,Tianjin 301800,China

The work area located in the eastern edge of the SHANGHUANGQI igneous rock substrip,be controlled by the sharp angle part of FENGNING-LONGHUA and WULONGGOUSHANGHUANGQI break strip. According to the geologic and geophysical characteristics in the study area. We chose the central gradient array method and induced polarization sounding methods, and accurately understanding the geologic and geophysical significance of the anomaly, discovered the low resistivity and high polarizabilit y body .By drill- hole exploration in23 line, result for Pb/Zn mine prospecting.the High Power IP Method is confirmed and confirmation the work reaches its aim.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.010

时志兴(1983-) , 男, 甘肃庆阳人,2007年毕业于江西东华理工大学地球物理勘探专业, 获工学学士学位，助理工程师。