瞬变电磁物探法在矿产资源调查中的应用

郭 勇

（中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队，福建 福州 350001）

本文选取南平市政和县进行矿产资源调查，地处洞宫山与风山凹一线的东南坡，群山绵绵，岩种复杂，溪流曲折。境内气候冬冷夏凉，最高气温34.7℃，最低气温-12.2℃，年平均气温14.7℃，昼夜温差大，具有典型的“南原北国”气候特点[1]。属单季稻区。受夏季风影响，成为政和县的降雨中心，平均年降水量1926.2mm，坂头、洞宫、翠溪一带夏秋之交常受大风冰雹袭击。地势略向东南倾斜，平均海拔800m以上。中低山高丘地貌。在调查区东部一带应用瞬变电磁物探法开展1：5万地质测量等工作圈定1：1万工作区，进一步确定重点工作区并进行1：1万地质测量、槽探工程、物探工作、采样分析等工作方法和手段，初步了解调查区叶蜡石矿的分布范围、形态、产状及质量特征，研究其赋存特征和规律，圈定叶蜡石矿找矿靶区，并预测资源量。

1 瞬变电磁物探法在矿产资源调查中的应用

瞬变电磁物探法在矿产资源调查中的具体应用是通过视电阻率中梯测量，圈定异常范围，并结合地质调查，确定矿体平面分布；其次，在确定的矿体平面分布范围内采用激电中梯装置进行剖面测量，依据剖面上激电异常，进一步确定矿体在一定深度范围内的边界位置；最后，采用电阻率测深装置进行视电阻垂向测深作业，了解电阻异常沿垂向的变化特征，并结合视电阻率中梯和激电中梯测量结果综合评价异常，推断解释矿体展布形态。

1.1 确定矿产资源电性参数

为了选择激电中梯剖面的工作参数，在地质工作程度较高 的0线110点～150点以点距20m，MN=40m做不同供电周期、不同的采样宽度、不同的延时试验，其结果是表明：8s、16s供电周期视电阻率异常对比曲线、视极化率异常对比曲线趋势相似，供电周期加大，视电阻率、视极化率值增大；不同的延时两者的视电阻率相近；40ms采样宽度较20ms更加平稳；综合分析认为，试验区段激化体埋藏较浅，为尽可能增大勘探深度并能突出异常，选用供电周期16s，延时250ms，采样宽度40ms作为本次中梯测量工作参数。

1.2 测量激电中梯剖面

电测深的原理是随着供电电极距的加大，探测深度也加大，一组极距系列的观测结果即可反映出观测点下方不同深度地质体的导电性。本次视电阻率测深采用三极装置，供电电 极 距AB/2=5m、7.5m、10m、15m、22m、33m、50m、75m、100m、150m、220m、330m、500m、750m（部分点），测量电极距MN/2=1m、5m、20m，当更换MN时，均有2个接头点。

具体工作过程按《电阻率测深法技术规程》（(DZ/T0072-1993）要求进行。电阻率剖面法是通过测量电极均沿测线方向逐点进行测量，以探测地下一定深度内地电断面沿水平方向的变化。由于中梯法的两个供电电极AB相距很远、固定不动，而观测是在其中间地段进行，在地下岩石为均匀、各向同性情况下，该地段的电场可近似地看作均匀电场。因而，计算中梯法的视电阻率异常，可归结为研究均匀电流场中赋存有电性不均体时所产生的视电阻率异常。本次电阻率中梯测量采用AB=1200m，MN=20m，点距20m[2]。观测在AB中间1/2段进行，旁侧不超过1/5AB。本次视电阻率中梯剖面测量参数实验工作及剖面观测工作与激电中梯剖面测量同步开展。

1.3 探测电阻率异常特征

上岔头调查区视电阻率由南西向北东呈低—中—高分布，整体视电阻率变化平缓，高低阻异常多不连续。调查区视电阻率等值线图，如图1所示。

图1 调查区视电阻率等值线图

通过图1可知，调查区发现低阻异常有四处，F-1位于测区西侧边缘，呈北东向分布，该异常与地质已知构造相吻合；F-2位于测区南东角，走向北东；另两处低阻异常带F-3、F-4呈北西向展布并将整体分割为三块。在调查区中段，在低缓背景上有一较明显相对高阻异常D-I，由132/12向南东延伸至186/11点，异常长度约750m，最大宽度约200m，视电阻率在5832Ω·m～13323Ω·m，该异常与地表揭露的叶腊石蚀变带相吻合，推测可能为矿化异常。调查区北东段整体电阻率为本区最高，其中在210/24～210/4存在相对高阻异常D-II，该异常视电阻率明显高于背景，视电阻率最大值17600Ω·m，且异常不完整，有向东继续延伸的趋势。调查区南西角存在相对高阻异常D-III，由50/35向南东延伸至50/43点，异常长度约250m，最大宽度约80m，异常规模相对较小，且未完整，有向南继续延伸的趋势。

调查区极化率整体较低，视极化率幅值在0.4%～2.2%，反映酸性碎斑熔岩岩体极化率较平稳，异常多以低极化条带状或串珠状异常为主，异常走向以北西向或近南北向为主，与构造带走向一致，反映异常与构造带关系密切。其中，较明显的异常有近南北向130/36～132/43异常和42/23～56/43异常，以及北西向异常140/20～208/4异常。视电阻率高阻异常均位于低极化异常及其附近。同时结合地形地貌发现，低极化异常与水系有一定相关性，对极化率异常的分析有一定干扰[3]。综合视电阻中梯测量成果和视极化率中梯测量成果，区内主要矿致异常表现为高阻低极化特征，而构造反映低阻低极化特征，主要电性异常均位于构造附近，反映矿化体与构造关系密切。本区共发现三处电性异常，其中D-I推测为矿致异常，可开展进一步工作；D-II、D-III异常不完整，需要进一步进行追索和查证。洞宫山调查区视电阻率特征整体呈带状分布，由南向北呈低—高—低，异常分带与地层相关性较为明显，异常走向北北西，与地层方向一致。在中段有一明显高阻异常，异常从132/12点起向南东延伸至110/23，延伸长度约1km，最大宽度200m，视电阻率极值1757Ω·m，位于114/3点和114/7，异常东南侧未封闭，有继续延伸的趋势。该异常整体位于南园组第四段地层与寨下组下段的接触带附近，靠南园组第四段地层一侧，为成矿有利部位，且地表已发现的叶腊石蚀变带也位于该异常中，推测该异常与叶腊石化关系密切。

洞宫山调查区极化率整体较低缓，视极化率（ηs）幅值在0.2%～2.7%，呈南低北高分布，变化平缓，异常并不明显，结合视电阻率异常分析，异常（D-IV）位置为相对低极化反映，与上岔头调查区极化率特征类似。根据视电阻率中梯和激电中梯成果，在0线108～136号点区段开展了激电测深测量，从测深成果看，电性剖面分为三块，南段凝灰质砂砾岩主要为低阻低极化特侦，而北段流纹质晶屑熔结凝灰岩分为上下两层，上层为高阻高极化特征，主要为地表风化地层为主，深部为高阻低极化特征：在120/0号点，为两种岩性接触附近，有较明显的相对高阻异常，由浅部向深部延伸，结合地表的叶腊石矿化反映，推测该异常为矿化体反映。综合视电阻中梯测量成果、视极化率中梯测量成果和电测深成果，洞宫山调查区内主要矿致异常表现为高阻低极化特征，异常位于南园组第四段地层与寨下组下段的接触带附近。本区共发现一处电性异常（D-IV），异常规模较大，与接触带关系密切，且地表已发现叶腊石矿化体，可针对该异常开展进一步工作。

2 结语

通过物探勘查手段，基本查明了调查区的视电阻率和视极化率的分布特征。为下一步的叶蜡石矿资源勘查提供资料依据。调查区内电阻率分布与地层、矿化体、构造关系密切；极化率整体较弱，异常不明显；矿化体异常主要以高阻低极化异常为主。上岔头调查区共发现三处电性异常，异常与构造关系密切，其中D-I推测为矿致异常，可开展进一步工作；D-II、D-III异常不完整，需要进一步进行追索和查证。洞宫山调查区共发现一处电性异常（D-IV），异常规模较大，与接触带关系密切，且地表已发现叶腊石矿化体，可针对该异常开展进一步工作。收集物性资料，开展较全面的物性测试工作，对本工作区各岩石的物性特征有更全面的认识。进一步补充地质、物探工作，对已发现的视电阻率异常进行查证和追索。