井中激电在金属矿勘查中的应用效果分析

何景枝，王鹏，刘冬节

（安徽省勘查技术院，安徽 合肥 230031）

1 引言

井中激电在金属矿普查和勘探中能发挥重要作用，对区分含矿层位和发现景旁盲矿都能起到不容忽视的作用，本文以大华山—西银坑矿区的ZK101孔为实例，通过激电测井和地—井方式电位测量两种测量方式来说明井中激电的应用效果。

2 工区地质概况

普查区内分布的地层为志留系坟头组至三叠系青龙群，以及新生界第四系，赋矿层位主要是石炭系中统黄龙组、二叠系下统栖霞组、三叠系中下统青龙组，次为泥盆系上统五通组上段和石炭系高骊山组等，特别是其上部有砂页岩盖层时，富集成矿条件更佳。

普查区位于一向斜北翼，地层总体向南陡倾。区内断裂构造比较发育，主要有纵向压性断裂和横向张扭性断裂。区内存在大面积的志留系与岩体的接触带，以及岩体中大量捕掳体的接触带，黄龙组灰岩、栖霞组灰岩、青龙组灰岩捕掳体与岩体接触带则有利于形成矽卡岩型铜多金属矿。

本区岩浆岩侵入体有两种：斑状花岗闪长岩～花岗闪长斑岩和二长花岗斑岩（西银坑岩体）。前者主要与斑岩型Cu、Mo矿化有关，后者主要与部分矽卡岩型Cu、Zn、Fe、S矿化有关。

3 电性参数特征

本区黄铜矿、黄铁矿矿石均具有很高的极化率（其中黄铁矿可能形成干扰激电异常），而其它多类岩石，除铁帽、矽卡岩、砂岩的极化率略微高（3%左右）外，其它岩石极化率平均都＜2%。钻孔中黄铁矿化花岗闪长斑岩极化率几何平均值为10.79%（42.89%～5.73%），黄铜矿化黄铁矿化花岗闪长斑岩极化率几何平均值为6.37%（32.58%～2.98%），闪长玢岩极化率几何平均值为7.69%（22.66%～4.09%），与未矿化的花岗闪长斑岩具有明显差异。

本区岩浆岩类岩石电阻率较高，其中二长花岗斑岩最高，而且电阻率变化范围较大；蚀变岩中除矽卡岩电阻率较低外，其他岩石均较高，角岩最高，而闪锌矿、含铜黄铁矿矿石电阻率最低，一般为几十欧姆米。

4 工作方法技术

对钻孔进行了井中激电（视电阻率和视极化率测量）和地—井方式电位测量两种方法的激电测井。

井中激电在井下采用底部梯度电极系，三极装置，井中供电，井中测量。B极布置在井口，A、M、N极在井下，其中MN=0.1米，电极距AO=1.0米。在电缆下降时测量，测量时确保地面B极接地良好，供电脉宽8秒，一般井段点距为5米，有异常的井段加密到2.5米。常规测量结束后选取重要井段进行检查测量。

图1 地—井方式电位测量电极位置图

地—井方式电位测量是将供电电极A、B布置在地面，测量电极M在井下，N在地面。其中B极则置于“无穷远”距离井口（O）1500米处，电极N位于地面距离井口1600米处，把A极依次布置在钻孔的东（E）、南（S）、西（W）、北（N）四个方位上，距离钻孔约80米，在每个方位上测量A极四个方位相对与M极的电位差，测量点距为5米。电极布置见图1。

5 测量成果和解释

5.1 激电测井

根据钻孔的实际情况，ZK101孔有效的测量井段为井深95米至530米，激电测井测量参数为视电阻率和视极化率，实测结果见图2。

激电测井的异常特征为低阻高极化特征，ZK101钻孔主要的激电测井异常井段有5段：①140～145米，相对的低阻高极化，视电阻率最低570 ，视极化率最高7.2%，对应泥质粉砂岩层，有沿裂隙面分布的星点状或团块状的黄铁矿化，含量较少；②235米附近井段，典型的低阻高极化特征，视电阻率值198 ，视极化率13.43%，对应泥质粉砂岩层，有黄铁矿化；③305～315米，相对的低阻高极化，视电阻率最低550 ，视极化率最高8.2%，对应泥质粉砂岩层，有含量较少的星点状黄铁矿化；④365米附近井段，低阻高极化特征，视电阻率值340 ，视极化率18.15%，对应石英闪长玢岩层，有黄铁矿化，呈星点状或团块状分布，局部呈脉状分布；⑤520米附近井段，相对的低阻高极化，视电阻率最低550，视极化率最高8%，对应石英闪长玢岩岩层，有含量较少的黄铁矿化。

通过激电测井证实了黄铁矿（化）有明显的低阻高极化特征，且黄铁矿（化）含量越大低阻高极化特征越明显，另外激电测井能真实的反映井壁周围以黄铁矿（化）为代表的硫化物的含量。

5.2 地-井方式电位测量

已知不同位置的A极在M极产生的点电位为：

其中I为供电电流，ρ为AB间的电阻率，可用井中激电所测钻孔上部的平均电阻率代替，RA、RB分别为A极距离M极及B极距离M极的距离。

地表—井中方式电位测井，A极及无穷远B极在地面无穷远N极产生的点电位为：

由于RA和RB很大，故UN远比UM小，UMN=UM-UN≈UM，旁侧视电阻率，各方向K，I值一致，ρ值与UMN值成正比。

参考图2可知，地-井方式电位测量的测量结果为东、南、西、北四个方位的电位差，由于A极的位置不同，各个方位上测得的电位曲线的形态和强弱也就不一样。利用这种差异就可以定性推断井旁盲矿体相对于钻孔所在的方位。现对主要的异常进行推断分析。

⑴120米，四个方位的电位差均明显变小，但南、西、北三个方位的电位差值相当，东方位的电位差相对较大，对应的地质描述为青灰色泥质粉砂岩，黄铁矿主要沿裂隙面分布，呈星点状或小团块状，含量较少。推断异常是由黄铁矿化引起，且黄铁矿化向南、西、北三个方向展布较多，向东展布相对较小；

⑵155～160米，155米 处 四个方位电位差均变小，且东方位最小，160米处只有西北两个方位的电位差值较小，且北方位电位差值最小，对应的地质描述为青灰色石英闪长玢岩，主要为黄铁矿化，主要沿裂隙分布，呈星点状或小团块状分布，局部呈脉状分布，推测异常是由黄铁矿化引起，且矿化体总体倾向为西北，向东北方向展布相对较多。另外210～215米和425～430米曲线异常特征与本段异常特征相似，且均有黄铁矿化，故推断相同；

⑶275米，四个方位的电位差均明显变小，但西、北两个方位的电位差值最小，东方位的电位差相对较大，对应的地质描述为青灰色石英闪长玢岩，有黄铁矿化，主要沿裂隙分布，呈星点状或小团块状分布，局部呈脉状分布，推测异常是由黄铁矿化引起，且黄铁矿化向西北方向展布较多，南次之，向东展布相对较小；

图2 ZK101孔激电测井曲线图

⑷300～305米，300米处，四个方位电位差值均较小，北方位电位差值相对大于其他方位，305米只有北方位电位差值较小，对应的地质描述为青灰色泥质粉砂岩，黄铁矿化主要沿裂隙面分布，呈星点状或小团块状，推断异常是由黄铁矿化引起，且黄铁矿化体总体北倾。

根据井底附近曲线形态判断钻孔底部附近无大规模盲矿。

6 结语

激电测井探测范围小，可以反映井周岩石的细节变化特征，可以有效的区分含矿（化）层位，并提供一定范围内岩矿石的视电阻率和视极化率变化情况。地-井方式电位测量可以发现井旁和井底盲矿，判断矿（化）体的产状和延伸方向，两种电法测井方法的结合在金属矿勘查种可以达到较好的应用效果。