激发极化方法在实际工作中的应用

于文涛

摘 要 激发极化法是我国金属矿电法勘探的主要手段。本文通过在实测资料（测区位于扎兰屯市，属中低山～丘陵区）上的应用与分析，表现激发极化方法在实际工作中的应用。理解激发极化方法的特点和工作原理。

关键词 激发极化；激电中梯；扎兰屯；视极化率异常；多金属矿普查

中图分类号 P624 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0189-02

1 激电极化方法的特点和工作原理

1.1 特点

激发极化法是一种常用的地球物理勘查方法，以不同岩、矿石激电效应的差异为基础，通过采集激发极化数据，为相关的地质勘查工作提供地球物理依据。它常用的有中间梯度、联合剖面、对称四极测深、和偶极等装置。激电中梯装置的最大优点是“一线供电，多线测量”，即敷设一次供电电极，能够同时使用多台接收机，在一定范围内，同时在多条测线上进行观测。因此，具有较高的工作效率和较低的施工成本，尤其适合进行面积性工作，大多地勘单位在生产实践中也因此选用该方法。生产实践中常用的装置还有对称四极激电装置，它的生产效率较低，因此，一般在扫面和剖面工作之后进行，主要提供极化体的纵向断面信息，例如埋深、产状等。

1.2 工作原理

激发极化法来自于电阻率法的生产实践，人们在电阻率法生产实践中发现：向大地进行供电时，保证供电电流不变的情况下，供电一段时间，地表两个测量电极间的电位会随时间的延长慢慢增大，然后在某一时刻达到饱和值，增加一个小电位。断电后，该测量电极间电位会突然降低，但是不会消失，仍然存在一个电位差，这个电位差与增长的电位差相同，它随时间的增加而先快后慢衰减直到恢复天然场，这个现象被称为激发极化效应。通过研究这个激发极化效应，人们把供电一段时间后的总电位称为一次场，断电后某一时刻的电位称为二次场，二次场与一次场的比值称为极化率，人们发现，不同的岩（矿）石，引起的极化率不同，极化率可以作为一个用来区分地下岩（矿）石的参数，利用这一特点可以达到找矿的目的。

关于激发极化原理，一般分为离子导体和电子导体两类，两种导体浸泡在溶液（地下水）中，受外界人工电场作用，电子在导体内部和溶液中迁移，当外界电场消失后，电子恢复原来位置，电子回移的过程产生电流，从而被观测到电位差，也就是二次场。

2 激发极化法在扎兰屯市某多金属矿中的找矿效果

2.1 位置交通及自然地理概况

测区位于内蒙古自治区扎兰屯市，有简易公路相通，交通便利。属中低山～丘陵区，海拔500m～800m，山坡低缓，沟谷深度相对较小，露头出露程度中等。气候属亚寒带大陆性气候。冬季漫长而寒冷，夏季炎热而短促，当年10月至次年4月为冰冻期，最低气温达-40℃。七、八月份为雨季，年均降雨400mm～500mm，水系较为发育。属限牧山区，经济欠发达。通过激电工作，初步查明了异常体的埋深、产状等空间赋存状态。

2.2 区域地质概况

工作区位于兴安地槽褶皱区，斜跨大兴安岭中华力西褶皱带与内蒙晚华力西褶皱带两个二级构造单元，处于三级构造单元阿尔山复背斜南东翼与乌兰浩特复向斜北西翼上，位于大兴安岭中生代火山岩区中部。按地质力学观点为新华夏系构造第三隆起带上。按板块构造则属西伯利亚古板块大陆边缘向南增生部分。

燕山期构造运动对本区影响较大，形成大面积盖在前期构造层之上的燕山构造层。根据区内部岩相建造和生物组合面貌等特征可进一步划分出第一亚构造层和第二亚构造层，前者为火山—沉积岩系；后者为中酸性火山岩系。

2.3 矿区地质概况

矿区内出露地层主要有上二叠统孙家坟组（P2sn）、中侏罗统塔木兰沟组上段（J2t2）、上侏罗统满克头鄂博组（J3m）及第四系全新统，塔木兰沟组上段中基性火山岩为本区多金属赋矿层位。

2.4 地球物理特征

物性测定用面团法，统计结果如表1所示。

从本次测定结果看，在地表采集的样品极化率较低，平均在1.5%左右，电阻率变化范围较大（102Ω·m～104Ω·m）。平均值较高，西区平均2 000Ω·m东区平均5 000Ω·m。在岩芯里采集的样品，测定结果极化率较高，平均在11.53%，其中极化率在10%～25%之间的样品数为20个，约占49%。极化率测定结果与扫面和测深结果一致。电阻率变化范围较大（102Ω·m～104Ω·m）。平均值2 269Ω·m。地表岩（矿）石可能受风化作用，雨水淋滤影响，矿物氧化，而未显示高极化率特征。

2.5 工作方法与技术参数

激电工作投入方法为激电中梯扫面和对称四极激电测深。供电方式：采用短导线双向短脉宽供电。本次工作使用的大功率激电测量系统由重庆地质仪器厂生产，接收机为该厂DJS-8B型微机激电仪，配套的整流供电设备型号为DJF10-2型大功率发射机、发电机采用大洋10KW发电机。本次工作供电极距为2000m。接收机参数采用：供电周期16S、延时100ms、第一取样宽度40ms，叠加次数为1次。

图件编制采用Surfer8.0、MapGis6.7绘制。

2.6 异常分析

宏观上视极化率异常非常集中，主要异常位于测区北东部，异常近似椭圆状，长约3.5km，宽约1.5km。异常与背景场界限分明，界限处等值线梯度变化明显。而次要异常主要位于测区南西部，异常近似条带状，有三处。

宏观上视电阻率高值异常具有明显的分区特征。东区普遍较高，中部和西区只有北边有高值，其他部分电阻率呈低阻特征，并且与地表采样标本的物性测定结果吻合。

随后施工的对称四极激电测深工作揭示了异常体埋深较浅，产状较陡，范围较大，钻探工作发现了大量的黄铁矿，化验结果显示银铅锌等多种元素含量较高。

3 结论

本工作是激发极化法作为探矿手段的一次实践过程，通过本次工作体现了激发极化法的以下特点：1）可以发现和研究浸染型矿体。当矿体含有黄铁矿方铅矿闪锌矿等金属硫化物时，聚集体和侵染体都能引起激发极化效应；2）观测结果受地形、覆盖层、地下水的影响较小，本区属大兴安岭林区，覆盖较厚，地下水发育。3）激发极化法不能有效区分黄铁矿化、石墨化、或者其他的干扰项。

本工作区地形为山地林区，第四系覆盖较厚，其间有河流通过，激电工作未受其影响，成功发现较大规模的激电异常，为进一步工作提供了有效的地球物理依据。然而经过后期钻探验证，发现较多的黄铁矿化，给异常的解译带来较大的困难。

参考文献

[1]刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京：地质出版社，2005，1.

[2]时间域激发极化法技术规定（DZ/T 0070—93）.