激电测量在甘肃某矿床应用效果研究

2018-05-23马伟庆薛世虎喻小兰

世界有色金属 2018年6期

马伟庆，薛世虎，喻小兰

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃酒泉735000）

激发极化法是寻找矿产资源最为有效的一种地球物理勘探方法，其利用浸染型矿中所含电子导电体在人工电场作用下产生体极化的特点，使总的极化效应被矿体内无数电子导电体颗粒构成的电偶子场叠加，从而增强了观测场的综合信息，同时又能提取电阻率参数，固有可能发现一定深度下的隐伏矿体。这是一种良导体，在激电测量中表现为低阻高极化体。

1 矿区地质概况

本区地处阿尔金大断裂北侧一隅，位于堆若格特向形转折端东部。出露地层简单，褶皱、断裂构造较为发育，侵入岩不甚发育，仅有零星脉岩分布，矿区的矿物质主要赋存在太古宇—古元古界敦煌岩群，赋矿岩石以白云母石英片岩为主，大理岩次之，矿体的顶底板与赋矿岩石岩性一致，是一套典型的变质沉积岩组合含矿建造。矿体为层状、似层状和透镜状，产状与围岩片理及区域构造线方向一致。其呈显微鳞片—鳞片状分布于脉石矿物颗粒之间，说明矿质与地层岩石同时沉积。

勘查区内，没有与矿同期或者更早期的岩浆活动派生产物，但在沉积后期见有岩浆侵入，岩浆侵入造成围岩温度升高，并伴随有褐铁矿化、黄钾铁矾化、赤铁矿化、高岭土化及碳酸盐化等为主的混合岩化作用，致使矿体晶片随脉石矿物颗粒增大的过程中一再增大，并进一步聚集，从而形成本区的晶质矿体。

2 勘查区地球物理特征

在勘查区内开展物性工作主要为岩矿是标本测定。从物性测定结果看，区内矿石视极化率最高，算数平均值达72.9%，其视电阻率均值约21.1Ω·m；主要赋矿岩性白云母石英片岩视极化率及视电阻率随石墨含量的变化起伏较大。

不含石墨或石墨含量较低的情况下视极化率一般低于10%，其视电阻率一般在500Ω·m～4000Ω·m之间，随石墨品位升高至边界品位（3%）左右视极化率一般可达15%～20%，视电阻率一般低于200Ω·m；黑云斜长片麻岩视极化率均值约9%,视电阻率一般在300～1000之间；其他岩性如大理岩极化率一般低于8%。

物性研究表明，该Ⅸ岩矿石具有如下电性特征：①极化率：矿＞白云石英片岩＞大理岩＞黑云斜长片麻岩＞花岗伟晶岩；②电阻率：花岗伟晶岩＞黑云斜长片麻岩＞大理岩＞白云石英片岩＞矿。

综上所述，该区内的目标地质体与其围岩之间存在较明显的极化、电阻率特性差异，具备用激发极化法勘查的地球物理前提。

表1 物性测定结果

3 工作方法技术综述

利用激电中梯装置圈定激电异常，发现异常后利用激电测深对异常进行解剖，以达到寻找隐伏矿体的目的。经野外方法有效性试验，选取AB=1200m，MN=40开展工作，观测段为600m。

确定仪器的工作参数为：供电周期T=8s，采样延时td=200ms，第一块采样宽度t1=40ms，叠加3次，激电中梯使用长导线进行。

激电测深工作使用长导线工作方式进行，采用对称四级等比装置进行野外测量工作，AB∶MN=5∶1，AB/2最小为2.5m，最大为1000m。

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4 物探成果与钻探验证对比分析

4.1 平面异常解释

经激电中梯面积测量，结合地质资料及物性特征，划定本区视极化率异常下限为10%、视电阻率上限为20Ω·m并圈定异常5处，分别编号JDⅠ、JDⅡ、JDⅢ、JDⅣ、JDⅤ。异常位置见图1、图2。

（1）JDⅠ号异常。异常呈条带状，位于测区中部，自西向东贯穿整个测区，异常走向方位约110°，长约2500m，宽约150m，其东侧未封闭。该异常呈“低电阻高极化”特征,视电阻率一般小于30Ω·m，视极化率一般大于12%，ηs最高为23.4%。

结合地质资料分析认为JD由含二云石英片岩引起，经槽探工程控制并进行样品分析，异常处圈定出了工业品位矿体，矿体平均厚度约60m，矿石平均品位4.7%，矿体位于含二云石英片岩与含透闪石化大理岩界限一侧。

（2）JDⅡ异常。异常呈条带状，位于JDⅠ异常南侧，异常走向方位约110°，与JDⅠ异常平行，异常宽约100m，长约300m，东侧未封闭。该异常呈“低电阻高极化”特征,视电阻率一般小于30Ω·m，视极化率一般大于10%，ηs最高为16.1%。

结合地质资料分析认为JDⅡ异常由含二云石英片岩引起，经槽探工程控制并进行样品分析，异常处圈定出了工业品位矿体。

J2矿体平均厚度约20m，矿石品位较低，矿体位于含二云石英片岩与含透闪石化大理岩界限一侧。

（3）JDⅢ异常。异常位于测区中部低阻区北部，异常轴线方位约110°，长约700m，两处异常基本平行、对称展布。JDⅢ异常呈“高极化低电阻”特征，其视极化率异常视极化率异常呈串珠状，异常视极化率一般大于10%，ηs最高为57.2%；同时JDⅢ异常位于视电阻率由北向南升高梯度带上。

该矿体赋存于大理岩与二云石英片岩界线部位。JDⅢ异常与矿体位置对应，为矿致异常。

（4）DⅣ异常。异常位于测区中部低阻南部边缘，呈“高极化低电阻”特征，其视极化率异常呈串珠状，异常轴线方位约110°，长约1200m，两处异常基本平行、对称展布。JDⅣ异常视极化率一般大于10%，ηs最高为18.1%，视电阻率一般小于20Ω·m。

该异常视极化率幅值较JDⅢ略低，异常形态规模与JDⅡ基本一致。地表工程揭露见矿化体异常位置与矿化体吻合。

槽探编录显示矿化体北侧为白云母石英片岩，南侧主要岩性为含透闪石化大理岩。该矿体同样赋存于大理岩与石英片岩界线部位。JDⅣ异常与矿体位置对应，为矿致异常。

（5）JDⅤ异常。异常呈条带状，位于测区中南部，异常走向方位约110°，异常长约1000m，宽约90m，其东西两侧均未封闭。该异常由西向东逐步变窄，异常幅值也随之变小。

异常呈“高极化低电阻”特征,视电阻率一般小于20Ω·m，视极化率一般大于15%，ηs最高为73.8%。结合地质资料分析，JDⅤ异常处对应矿体，此处矿体为矿区内主矿体，经工程控制矿体在平均厚度约62m，矿体厚度与异常规模基本一致。

图3 07线综合剖面图

4.2 典型剖面异常解释与钻探验证对比分析

针对JDⅤ异常主矿体开展了激电中梯剖面测量、激电测深工作，以激电测深异常为指导布设施工8个钻孔，有6个钻孔见矿，整体上所获得的异常数据与地表矿体对应较好，具有“高极化低电阻”特征。

从测深资料综合研究，推测矿体在浅部倾角多在60°左右，深部产状逐渐北倾。

通过钻孔资料及电法资料综合研究，矿体在深部发生了波状弯曲，转折部位深度距地表约250m～300m。现以7线剖面为例进行论述。

7线剖面在445～455测点间发现“高极化低电阻”异常一处，异常编号JDⅤ，其视极化率一般大于12%，ηs最高为65.5%，视电阻率一般小于20Ω·m，异常宽约100m。激电测深反映JDⅤ异常由浅到深逐渐变宽，其地表产状南倾，在深部逐步变陡、直至转向北倾。

经钻孔ZK0704验证，10m～120m发现真厚度约90m矿体，矿体南倾；在ZK0704南侧180m实施了ZK0708钻孔，未见矿体矿，结合激电测深成果推测矿体在深部产状转向北倾，在钻孔ZK0704北侧65米实施了ZK0703交叉孔进行验证比对，在0m～328m处均见矿体，地表产状南倾，在深部逐步变陡、逐渐转向北倾，验证物探推断准确、合理、可靠。

5 晶质矿激电异常特征的讨论及几点认识

（1）利用激发极化法（剖面、测深）进行普查具备一定的物性前提，是行之有效的普查方法；勘查成果充分证明工作方法选择正确、布置合理和质量可靠。

（2）以视电阻率ρs≤20Ω·m异常等值线圈定的异常带，经钻探验证成果为矿（化）体反应，并基本可圈定矿在地表投影的平面异常范围。以视电阻率参数为主要推断依据，结合视极化率参数及物性测定结果对激电中梯面积测量区域进行了整体性地质推断解释，基本划分出测区大理岩、二云石英片岩、片麻岩等主要岩性分布范围，划分了测区主要赋矿层位。