激电测深在资源调查评价中的研究

杨 兴， 赵 旭， 李继安， 王逢涛

激电测深在资源调查评价中的研究

杨 兴， 赵 旭， 李继安， 王逢涛

(核工业203研究所，陕西 咸阳 712000)

将激电测深方法应用于青海柴北缘查查香卡与埃姆尼克山地区，通过对数据的处理分析，从中发现了多处激电异常(视极化率ηs和视电阻率ρs异常)，圈定了地球物理异常晕及构造蚀变带，并根据该地区的地质条件和矿化特征可以分析出与矿产资源赋存有关的地质特征，对该地区资源勘查工作具有一定的指导作用。

激电测深；资源勘查；构造蚀变带

杨 兴，赵旭，李继安，等.2017.激电测深在资源调查评价中的研究[J].东华理工大学学报：自然科学版，40(3)：284-292.

Yang Xing, Zhao Xu , Li Ji-an，et al.2017. Research of induced polarization sounding in resources investigation and evaluation [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):284-292.

激电测深是通过不断加大供电极距，依次探测由浅到深不同地层的视极化率ηs，从而达到测深目的的一种探测手段(张秋光，1983)。激发极化法因投资低、探测能力强等特点，成为硫化物和部分氧化物等矿床勘查中主要物探方法之一(喻翔等，2014；刘国辉等，2009；曹军等，2015)。激电测深是以地下岩(矿)石的电性差异为基础，人工建立地下稳定直流电场或脉动电场，通过逐次加大供电(或发送)与测量(或接收)电极极距，观测与研究同一测点下垂直方向不同深度范围岩(矿)石电阻率的变化规律，以查明矿产资源或解决与深度有关的各类地质问题的一组直流电法勘查方法。已经查明，在柴达木盆地东北缘，铀矿化与构造蚀变带有着密切的关系，因而查明构造蚀变带的产状、深部延伸状况及具体位置，对于进一步的探矿工程提供勘查依据，成为地质工作者的当务之急。

1 地质概况及地球物理特征

1.1 区域地质简况

柴北缘夹持于南祁连陆块与柴达木陆块之间，可划分为宗务隆山—青海南山晚古生代—早中生代裂陷槽、欧龙布鲁克陆块、赛什腾—锡铁山—哇洪山新元古代—早中生代缝合带(简称柴北缘缝合带)。查查香卡及埃姆尼克山地区位于欧龙布鲁克陆块与裂陷槽或缝合带的接合部位(莫午零等，2007)。

柴北缘构造带主体为元古界花岗质侵入体和变质岩，榴辉岩和石榴子石橄榄岩等，虽出露面积很小，但它们指示了这一构造带曾经在早古生代经历过高压和超高压变质作用。该带内出露了众多含榴辉岩的前寒武纪中～深变质结晶岩块和由早古生代蛇绿岩、岛弧火山岩以及形成于不同构造环境下的陆缘碎屑岩和中酸性火山岩以及碳酸盐岩组成的蛇绿构造混杂岩岩块，其上被泥盆纪磨拉石建造(牦牛山组D3m)不整合覆盖，之后几乎连续接受晚古生代浅海环境下的碳酸盐岩及少量碎屑岩沉积。柴北缘南断裂带和柴北缘北断裂带及宗务隆山南断裂带及其两侧的剪切带对柴北缘成矿带的成矿作用起着决定性的重要作用，并控制成矿带内的矿床(点)分布，同时控制着沉积组合和岩浆活动。成矿的热动力来源于碰撞造山带导致的地热增温，其形成、演化受大陆岩石圈和深断裂的控制。

1.2 测区地质条件

查查香卡地区由陶力隆起、泽日肯隆起夹持的托莫尔日特蛇绿混杂岩带组成，铀矿化区位于托莫尔日特蛇绿混杂岩带与泽日肯隆起结合部位。含铀建造为奥陶—志留系灰绿色斜长角闪片岩，为一套变质火山岩。矿化带受北西西向构造破碎带控制，夹持于泽日肯隆起及托莫尔日特蛇绿混杂岩带之间。矿化带东西长约9 km，宽20～100 m，产状20°∠50°～46°。在其中2 km长的范围内，铀、钍矿化较好，矿化断续长几十米至几百米，宽几十厘米至十几米。铀、钍矿化沿走向品位大于0.01%较连续，大于0.03%的部分连续，大于0.05%的不连续，呈扁豆体产出。往深部有钍变贫、铀变富的趋势。有的地段品位达到0.05%以上。该含矿构造带中的铀矿化主要与热液活动有关。并在地表路线调查中发现铜、金等矿化。

铀矿化体赋存于断裂带内，受构造及热液影响，围岩蚀变比较强烈，主要有硅化、钠(钾)长石化、黄铁矿化、赤铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化等(刘林等，2008)。

1.3 地球物理特征

根据本地区铀矿的地质特征，无论是查查香卡还是埃姆尼克山，目前所发现的铀矿化均受断裂构造破碎带控制，并且具有强烈的近矿围岩蚀变，围岩蚀变中普遍存在金属硫化物矿化和硅化。金属硫化物具有较强的激发极化效应，可形成较高的视极化率ηs异常；而硅化可严重影响岩矿石的导电性能，形成较高的视电阻率ρs异常。因此可通过圈定视极化率ηs高值异常和视电阻率ρs高阻异常来寻找多金属矿化体。测区具备采用激电方法间接圈定多金属矿化体的地球物理前提条件(萨姆纳，1981；罗孝宽等，1991)。

根据查查香卡及埃姆尼克山的实际情况，共布置了五条激电测深剖面。其中查查香卡测区布置了三条激电测深剖面，方向为20°，主要目的是探测区内已发现的两条控矿构造蚀变带深部含矿情况，并寻找其它与矿化有关的激电异常；埃姆尼克山测区布置了两条激电测深剖面，剖面方向分别为30°和50°，其目的主要是寻找与矿化有关的激电异常，并了解矿化体的深部空间产态及含矿情况。

2 野外工作方法

本次工作剖面敷设采用先进的GPS卫星定位系统定位。测深点距为40 m。工作仪器采用重庆地质仪器厂生产的DZD—6A多功能直流电法仪，供电电极采用铁质钎状电极，测量电极采用不极化电极，供电电源采用发电机，最大供电电压可达1 000 V。极化率测量供电时间采用5 ms，延迟时间200 ms,积分宽度dt1为40 ms,dt2～dt7为80 ms。工作中对于异常点和畸变点进行必要的重复观测和检查观测, 要求ηs相对误差小于±10%，若不符合这一要求的读数进行多组重复观测，并舍去误差较大者。工作装置采用对称四极装置，供电极距AB/2的变换采用对数坐标等间距一级8个点的办法，最小AB/2为2.8 m，最大为1 500 m。测量极距MN/2按照AB/2的1/10等比变换。布极方向与剖面线方向一致，布极时小极距借助导线上标注的极距定位，极距较大时采用剖面线上的点号以及GPS定距放线。工作中极距较大时，供电电极一般采用8～10根，电极之间的距离为其入土深度的2倍，并且要求电极入土尽量深一些，以减小接地电阻，确保接地良好；测量电极的埋设保持与地表的良好接触，并除去小坑内的杂草、碎石等杂物；操作员观测报数后，记录员准确回报并记录，现场绘制ρs、ηs测深曲线，发现畸变时，及时进行重复观测或检查观测。

3 资料整理及成果解释

3.1 资料整理

对野外采集的数据进行整理，检查无误后，对视极化率ηs拟断面、视电阻率ρs拟断面进行平面等值线图绘制。图件的编绘全部在计算机上完成，从而形成5条激电测深剖面图件。

3.2 成果解释

为了方便解释，将视极化率ηs拟断面、视电阻率ρs拟断面以及所推断的地质断面放置在一张图上，构成激电测深综合断面图。

3.2.1 查查香卡测区激电测深资料的解释

(1)查查香卡1线激电测深资料的解释。对激电测深来讲，在正常背景下，随着供电极距AB/2由小到大，视极化率ηs反映为逐渐递增的背景特征。当遇到极化体存在时，极化体产生的异常便叠加在这种逐渐递增的背景之上，因此，在等值线断面图上，很难直观的来圈定视极化率ηs异常。

根据ηs异常的整体形态并结合ρs异常综合分析，该剖面(图1)引起异常的矿化体应该有两条，分别位于112点和115点附近，即图中的TK11和TK12，基本与已发现的两条控矿构造蚀变带F3和F1相吻合。从ηs异常和ρs异常等值线趋势分析判断，两条矿化体均向北侧倾斜，剔除地形因素，其倾角约为50°～60°。通过对其主体异常进行反演估算，TK11矿化体自地表向下延伸，在150 m以下，其南侧有较强矿化；TK12矿化体顶板埋深约为20～25 m，向下可延伸至300 m以下。

图1 查查香卡1线激电测深综合断面图Fig.1 Depth section of IP sounding in line 1, Chachaxiangka1.激电测深点及编号；2.花岗片麻岩； 3.斜长角闪岩；4.推断矿化带及编号

图2 查查香卡2线激电测深综合断面图Fig.2 Depth section of IP sounding in line 2, Chachaxiangka1.激电测深点及编号；2.花岗片麻岩； 3.斜长角闪岩；4.辉长岩脉；5.推断矿化带及编号

(2)查查香卡2线激电测深资料的解释。从视电阻率ρs拟断面图(图2)可以看出，ρs高阻异常的形态、趋势与ηs高值异常非常相似，具有很明显的正相关关系。ρs高阻异常可能为矿化体的围岩蚀变的反映，总之与矿化有一定的关系。

依据ηs异常的分布特征(图2)，推断该剖面206点、209点以及212点附近各存在一条矿化带，矿化带应向剖面的右侧即北侧倾斜，剔除地形因素后，其倾角约为50°左右，即图2中的TK21、TK22和TK23。TK21和TK22基本与已发现的两条控矿构造蚀变带F3和F1相吻合。

图3 查查香卡3线激电测深综合断面图Fig.3 Depth section of IP sounding in line 3, Chachaxiangka1.激电测深点及编号；2.花岗片麻岩； 3.斜长角闪岩；4.推断矿化带及编号

(3)查查香卡3线激电测深资料的解释。从视电阻率ρs拟断面图(图3)可以看出，ρs高阻异常的形态、趋势与ηs高值异常也非常相似，具有很明显的正相关关系。

依据ηs异常的分布特征(图3)，推断该剖面309点及312点各存在一条矿化体，矿化体应向剖面的右侧即北侧倾斜，剔除地形因素后，其倾角约为50°左右，即图中的TK31和TK32。此处推断的矿化带也与基本已发现的两条控矿构造蚀变带F3和F1相吻合。

综上所述，查查香卡测区完成了3条激电测深剖面，A-B线(1线)和E-F线(3线)各发现了两处比较明显的激电异常，C-D线(2线)发现了三处较明显的激电异常。通过对异常的综合分析，A-B线(1线)和E-F线(3线)各推断出了两条矿化带，即TK11，TK12和TK31，TK32，C-D线(2线)推断出了三条矿化带，即TK21，TK22和TK23。将TK11，TK31和TK21相连，恰好与地表已发现的控矿构造蚀变带F3相吻合。将TK12、TK32和TK22相连，恰好与地表已发现的控矿构造蚀变带F1完全吻合。说明了采用激发极化法寻找多金属矿具有良好的地质找矿效果。TK23对应的异常相对较弱，规模也较小，可能为一个较小的构造蚀变带所引起。

3.2.2 埃姆尼克山测区激电测深资料的解释

(1)埃姆尼克山1线激电测深资料的解释。结合视电阻率ρs拟断面图来看(图4)，与ηs高值异常相对应的部位视电阻率ρs也相对较高，具正相关关系。推断这种高阻高极化的组合异常为构造蚀变带所引起。从ηs和ρs等值线的延伸趋势看，构造蚀变带应向剖面的左侧即南西方向倾斜，倾角较陡，大约为70°～80°，即图中的TK11，TK12，TK13以及TK14。从异常纵向上不连续这一特征看，至少可以说明构造蚀变带的矿化程度在纵向上不稳定。

(2)埃姆尼克山2线激电测深资料的解释。结合视电阻率ρs拟断面图来看(图5)，与ηs高值异常相对应的部位视电阻率ρs也相对较高，符合构造蚀变带引起的高阻高极化的异常模式，因此推断此处的ηs高值异常为含矿构造蚀变带所引起。从ηs和ρs等值线的分布特征看，异常体(构造蚀变带)应向剖面的左侧即南西方向倾斜，且倾角较陡，大约为70°～80°，即图中的TK21和TK22。从异常向下延伸的深度AB/2约为500 m判断，含矿构造蚀变带可延伸至300 m以下。

除上述两处主要的视极化率ηs高值异常外，该剖面在213点和219点还有两处比较弱的ηs异常。由于这两处ηs异常比较弱，并且深部异常不是很明显，因此没有作矿化带处理，可在以后地质调查工作中略加注意。

综上所述，埃姆尼克山测区完成了2条激电测深剖面，1线发现了4处激电异常，推断了4条含矿构造蚀变带，即TK11，TK12，TK13和TK14；2线发现了2处激电异常，推断了2条含矿构造蚀变带，即TK21和TK22。这些构造蚀变带中，TK11，TK12和TK13等三条在纵向上矿化不稳定，在一定的深度范围内矿化程度有所降低。相对来讲，TK14，TK21和TK22等三条构造蚀变带较好一些，基本上可延伸至300 m以下。

4 结论与建议

通过对柴北缘两个地区激电测深的研究，得出以下几点认知:

(1)通过对柴达木东北缘埃姆尼克山—查查香卡地区铀矿激电测深工作，发现了多处明显的激电ηs异常，通过对这些激电ηs异常的综合分析，推断出了多条构造蚀变带。

(2)查查香卡测区完成了3条激电测深剖面，通过对异常的综合分析， 1线3线各推断出了两条矿化带，即TK11，TK12和TK31，TK32， 2线推断出了三条矿化带，即TK21，TK22和TK23。将TK11，TK31和TK21相连，恰好与地表已发现的控矿构造蚀变带F3相吻合。将TK12，TK32和TK22相连，恰好与地表已发现的控矿构造蚀变带F1完全吻合。说明了采用激发极化法寻找多金属矿具有良好的地质找矿效果。TK23对应的异常相对较弱，规模也较小，可能为一个较小的构造蚀变带所引起。

图4 埃姆尼克山1线激电测深综合断面图Fig.4 Depth section of IP sounding in line 1, Mount Aimunike1.激电测深点及编号；2.砂砾岩； 3.推断矿化带及编号

图5 埃姆尼克山2线激电测深综合断面图Fig.5 Depth section of IP sounding in line 1, Mount Aimunike1.激电测深点及编号；2.砂砾岩； 3.推断矿化带及编号

(3)根据埃姆尼克山测区测量的2条激电测深剖面推断，1线存在4条含矿构造蚀变带，即TK11，TK12，TK13和TK14；2线存在2条含矿构造蚀变带，即TK21和TK22。这些构造蚀变带中，TK11，TK12和TK13等三条在纵向上矿化不稳定，在一定的深度范围内矿化程度有所降低。相对来讲，TK14，TK21和TK22等三条构造蚀变带较好一些，基本上可向下延伸至300 m以下。

(4) 埃姆尼克山测区完成的两条测线距离较远，控制密度过于稀疏，对解释工作带来困难,建议加密激电测深剖面及激电扫面工作，以便更完整地反映物探异常，为地质解释提供更为充分的依据。

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ResearchofInducedPolarizationSoundinginResourcesInvestigationandEvaluation

YANG Xing, ZHAO Xu, LI Ji-an, Wang Feng-tao

(Research Institute No.203, CNNC, Xianyang, SX 712000, China)

By analyzing geology background and mineralization characteristics in North edge of basin, it is considered that there do exist the condition for using induced polarization to locate anomaly for seeking Uranium mineralization tectonic alteration zone in Chachaxiangka and Mount Aimunike, by sorting IP data, we protract 5 profiles of IP sounding, and discovered several IP anomaly(Apparent susceptibility ηsand apparent resistivity ρsanomaly), by analyzing all these anomalies, we have concluded several mineralization tectonic alteration zone in Chachaxiangka and Mount Aimunike, figured out the depth extent and occurrences of mineralization tectonic alteration zone.

induced polarization sounding; resources exploration; structural alteration zone

P631.3+25

A

1674-3504(2017)03-0284-09

2017-05-05

杨 兴(1985—)，男，硕士研究生，主要从事地球物理勘查工作。E-mail: xyz132526@126.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.011