激发极化法在深部金矿勘查中的应用

李邦勇

（贵州省地质矿产勘查开发局117 地质大队，贵州 贵阳 550018）

黔西南地区广泛发育有赋存于沉积岩中的微细浸染型金矿床- 卡林型金矿床，该类矿床多数沿断裂构造分布，受构造控制明显。但是卡林型金矿的成矿物质来源、成矿作用以及与岩浆活动的关系复杂，加上该区植被茂盛、少有基岩出露、地表找矿信息少、给该类矿床的勘探带来很大难度，特别是对构造深部延伸的推断依据不充分。导致黔西南地区的金矿开发、利用进展缓慢。因此完善勘查理论、发展相关勘查技术手段对卡林型金矿床的生产具有重要意义[1，2]。

目前用于金矿勘查的方法主要有重力勘探、磁法勘探、电法和放射性勘探等[3，4]。其中电法中的激发极化法是最早应用于金矿床勘查的方法之一，当浸染状矿体与其围岩电性差异较小时，体极化作用下矿体的激发极化效应非常明显，且该方法受地形起伏影响较小、抗干扰能力强等优点，是铁矿勘查的首选方法。

1 激发极化法基本理论

1.1 基本原理

激发极化法是通过激电效应即矿脉因电化学作用产生的随时间缓慢变化的附加场现象来寻找金属矿的电法勘探方法[5]。对于呈层状的岩体，激发极化效应表现为面极化，对于浸染状矿体表现为体极化。激发极化法分为时间域激发极化法 （直流激电法）和频率域激发极化法（交流激电法）；与常规电法相似，按照工作性质目的不同又分为测深法和剖面法，其应用装置有对称四极、中间梯度、偶极—偶极等不同的排列形式。

其中直流激电法具体技术方法是：建立地下人工直流电场，依次加大供电电极与测量点电极之间的距离，测量得到不同深度下的地层电阻率数据，分析其变化规律，进而探明有矿产资源及类型。在铜矿床、铁矿床、和金矿等金属矿床均取得了―定的效果。

1.2 激电法极化率和视电阻率计算

激电法勘查矿脉的逻辑思路是得到对应深度上目标介质的视电阻率和极化率，其中就包含了视电阻率的求取以及极化率的计算两个方面。视电阻率计算公式为：

时间域激发极化法电流供入介质是以时间推移的，直至达到饱和，然后切断电源，观测其二次场瞬时电位差 2UΔ 随时间衰减的特点和规律，计算出视极化率 sη 。

式中 ΔU 表示总场，Δ U1为一次场（激发电位差），Δ U2为二次场。

图4 激电测深装置试验曲线对比示意图

图2 充放电时间特性示意图

2 应用实例

贵州省某勘查区要进一步研究区内地层岩性的矿化蚀变特征和断裂构造特征，探索深部构造及蚀变矿化信息。在区内开展物探方法的试验性工作，研究适合该类型金矿床勘查的物探方法；最终确定使用激发极化法开展勘查工作，圈定找矿靶区。

2.1 测量装置和施工方法

根据现场施工条件在区内选用两种装置进行测量：①激电中梯全区勘探（测网密度100m×20m，勘探面积5.8km2）；②激电测深（布设勘探线两条，共计31 个测点）。同时在勘探区内进行了物性测定工作，包括对勘探区内采集的24 块样本岩石的电性测定和在矿体附近及岩石出露较好地段选择各类岩性露头共计23 处进行小四极测定。

激电中梯采用短导线工作方式。根据前期物探方法试验结果选择能突出异常又有较高施工效率的装置：供电极距为AB=1600m，接收极距为MN=40m。采集参数为：供电电流I、一次场电位、视极化率，计算视电阻率。接收采用主剖面加旁侧线观测，观测范围为装置的中部不得大于AB 距的三分之二的范围内，旁侧范围为AB 极距的1/5 范围内。

图3 勘探线布置图

激电测深的目的是对激电中梯面积性测量发现的视极化率、视电阻率异常进行查证，并进一步了解硫化物富集体的空间赋存状态。物探方法试验时对激电测深的装置类型进行了等比和不等比两种试验，实验结束后对两种装置的数据进行了整理，得到如图3 所示的对比曲线图，由对比曲线图可以看出，两种装置所得的曲线对异常都有较好的体现，并无明显区别，因此本次工作选择施工更为高效的等比装置。

2.2 成果解释

激电中梯法施工结束后根据极化率计算公式计算出测点极化率得到全区极化率等值线图，圈定异常区两个，两个异常区极化率异常值大多在1.0% ～3.0% 左右，最高可达7%。DJH-1 异常区对应的视电阻率场表现为沿近东西向展布的条带状的中低阻特征，视电阻率值大多为300Ω·m 左右。该异常区总体表现为“低阻高极化”的电场特征。DJH-2 异常区对应的视电阻率场表现为沿近东西向展布的跳跃的条带状的高、低阻特征，视电阻率值大多在100Ω·m ～2000Ω·m 之间。该异常区中大多小型激电异常均表现为“低阻高极化”的电性特征，部分表现为“高阻低极化”的电性特征。因此，推测DJH-1、DJH-2 由该区部分地层中发育的黄铁矿化及深部构造破碎蚀变带中富集的硫化物所致。同时根据平面异常表现为沿一定走向分布的异常带，或者在背景场中表现为狭窄的低异常带或串珠状低异常现象以及异常区的电性特征，结合地质资料推测断层两条分别为FW1、FW2。随后在两异常区分别布设一条激电测深勘探线，并在测线上布设探槽和钻探施工进行验证取得里良好的效果。

图5 激电中梯探测成果图

4 结论

通过在勘查区综合应用激电中梯法和激电测深法，证明了时间域激发极化法探查技术可以直观地显示勘查区岩层的极性特征和电性分布，能够有效地圈定找矿靶区，为矿产资源开发提供科学的依据。另一方面通过本次激电工作，根据测区电场分布特征结合地质资料，推断断裂构造2 条，表明了激电法在断裂构造的探查中有良好的效果。