豫西某多金属矿区激发极化法的应用研究

2021-01-04赵修军倪云鹏

中国金属通报 2020年21期

关键词：激电等值线极化

赵修军，倪云鹏

（河南省航空物探遥感中心，河南郑州 450000）

1 激发极化方法的特点和工作原理

1.1 特点

激发极化法是建立在物理原理理论基础上的一种新的勘探方法。利用激电效应所反映出岩石和矿石的不同特征，收集激发极化数据，从而获得相关数据为地质研究提供参考。采集内容主要包括中间梯度、对称四极测深、联合剖面和偶极等装置[1]。

1.2 工作原理

激发极化法是在电阻率的基础上形成的。由于电阻率的存在，研究者利用地下供电的方式，在电源电流不变的前提下，经过一段时间后，表面外的两个测量电极的电位会不断变化，且与时间成正比。经过一定程度的饱和，会出现小电位现象。当电源切断时，存在于两个电极电位迅速下降,但不会完全消失，仍有电位差,，其增长过程和电位差保持一致，增加电力供应时间后，电位差出现先快后慢的现象, 之后慢慢衰减, 最终恢复自然天然场，即激发极化效应。通过研究发现，不同类型岩石样品的极化率是不同的，通过这一特征，可以区分地下岩体，为找矿提供参考。

2 工程概况

2.1 工程介绍

预查区位于卢氏县南部，区内海拔最高标高1427 m，最低标高840 m，一般相对高差300m ～500 m，最高高差587 m，属中低山区。沟谷多呈南北向展布，地形切割强烈，一般地形坡度30°～40°，山坡和山间平地灌木丛生。区内汇水支流水流量变化大，雨季水量大，干旱季节枯水，为间歇性流水，属长江水系。

本区属温带大陆性气候，最低气温-25.3℃，最高27.7℃，年平均气温12 ℃～13 ℃。7 ～9 月份为雨季，年降水量429.2mm ～988.2 mm，日最大降水量84.9 mm，年平均降水量617.87 mm。11 月至来年3 月为冰冻期，冻结深度0.3m ～0.5 m。年蒸发量1048.3m ～1322.0 m，气候干燥，春季多风。

2.2 地质概况

预查区位于北秦岭构造带，出露地层为宽坪岩群四岔口岩组下段（Pt2-3s1）和二郎坪群火神庙组(Pz1h)。其中火神庙组出露较少，主要出露地层为四岔口岩组下段。宽坪岩群与金成矿关系密切。区内有瓦穴子—小罗沟断裂通过，呈北西西向延伸，该断层具长期多次活动特征。侵入岩岩性主要为二长花岗岩。

2.3 地球物理特征

本次物性工作在区内采集了157 块标本，测了其电性参数。根据相关参数可以判断出，铅银矿化体的视极化率值最高，其次是含炭质钠长二云石英片岩，然后是钠长二云石英片岩，其它岩性的视极化率值都小于3%。铅银矿化体视电阻率值最低，石英脉视电阻率值最高，围岩的视电阻率值中高。

从电性特征可以看出，矿化体与围岩具有明显的视极化率差异和视电阻率差异。因此，本区采用电法测量探测多金属矿具备地球物理前提条件[2]。

3 找矿中激发极化方法应用

3.1 平面异常推断

依据本次物性标本测定，选取围岩视极化率值的3.2 倍（12%）为激电异常下限，在视极化率等值线平面图上共圈出激电异常区（带）4 处，编号JT-1、JT-2、JT-3、JT-4，见图1。

图1 激电中梯视极化率等值线平面图

3.2 构造解释推断

本次激电中梯剖面测量推断解释了2 条断裂构造（F1 和F2）。见图2。

F1 断裂：位于激电中梯测区中部，近东西走向。视电阻率值等值线反映为明显高低阻梯级带，F1 断裂与地质上已知的断裂构造带（F2）位置基本一致。

F2 断裂：位于东区最南端，区内长约500 m，北西走向。视电阻率值等值线反映为明显高低阻梯级带。

图2 激电中梯视电阻率等值线平面图

3.3 激电测深异常解释推断

依据本次物性标本测定，选取围岩视极化率值的3.5 倍（13%）为激电异常下限，在视极化率、视电阻率等值线剖面图上共圈出低阻高极化异常区（带）3 处，编号JS-1、JS-2、JS-3-1，中高阻中极化异常2 处，编号JS-3-2、JS-3-3。

以激电测深3 线剖面为例。剖面上划分3 个激电异常区，编号分别为JS-3-1、JS-3-2、JS-3-3。JS-3-1 激电异常位于剖面桩号150 ～450 号点，标高300m ～960 m 处，反映为高极化率激电异常。异常由3 个异常中心组成，视极化率异常中心峰值分别为21.0%、23.6%、21.0%，标高分别为820 m、530 m、110 m，距地表埋深约分别为62 m、263 m、520 m。异常形态似等轴状，异常范围较大。相对应的视电阻率异常为低值区（150Ω·m ～450Ω·m）；JS-3-2、JS-3-3 激电异常位于剖面桩号600 ～800 号点，标高分别位于200m ～400 m、550m ～700 m处，反映为中高极化率激电异常。视极化率异常中心峰值分别为10.8%、11.1%，标高分别为640 m、290 m，距地表埋深约分别为221 m、436 m。异常形态大致呈椭圆形。相对应的视电阻率异常分别位于高值区两侧中高值区（400Ω·m ～600Ω·m）。见图4。

地质解释：剖面桩号100 ～150 号点处视电阻率等值线反映为明显高低阻梯级带，产状较陡，推测为F2 断裂反映。剖面桩号400 ～450 号点处视电阻率等值线反映为明显高低阻梯级带，产状较陡，推测为F1 断裂反映。JS-3-1 激电异常位于F1、F2断层之间，从浅到深分布3 个激电异常高值中心，规模大，埋藏深。依据电性特征，结合地质成矿规律分析研究，推断激电异常为矿化体反映；JS-3-2、JS-3-3 激电异常位于F1 断裂东侧，电性异常反映为中高阻中高极化异常。视电阻率异常高值区域（600Ω·m ～800Ω·m），结合地质资料分析，推断为酸性侵入岩反映。JS-3-2、JS-3-3 激电异常，结合地质成矿规律分析，推断为矿化体反映[3,4]。