隐伏铝土矿物探电性异常特征分析

李 超

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250000）

伴随着现代化技术的不断发展，对于矿产资源的勘探与采集方式都出现了质的转变，利用现代设备对地质特征及矿区资源分布情况进行研究已经成为一种主流趋势[1]。与传统方法对比，这样的方式不仅可以在极大程度上降低成本开销，同时，也可以提高对矿产勘探的效率和准确性。现阶段，物探是在找矿初期一种较为常用的方法，在实施过程中，物探不受地质环境变化的影响，可以以最直观的方式展示探测地区的地质特征[2]。其探测结果也是进一步实施深入的探测工作的重要依据。铝土矿中蕴含的金属资源对于现代工业发展具有十分重要的作用，因此，对其的开采需求也相对较大。以隐伏铝土矿形式存在的矿产资源在铝土矿中具有相当高的占比，对该类型矿产的探测也备受关注[3]。在对隐伏铝土矿进行物探的过程中，由于铝元素对磁力作用的响应强度较小，同时自身密度较低，因此，重力勘探和磁力勘探的效果并不理想，在此背景下，电法勘探成为了一种最为主要的应用方式。电法勘探主要是根据勘探区域内岩石和矿石的导电性、电化学活动性、介电性等情况，实现对地质构造判断，作为一种以矿产本身特性为基础开展的探测手段，其具有较高的可靠性，对于隐伏铝土矿的找矿工作具有十分重要的指导价值。

在此基础上，本文研究了隐伏铝土矿物探电性异常特征，通过分析隐伏铝土矿在电性方面具有的特性，以期为实际的物探工作提供一定的参考。

1 视电阻率异常特征

在实际的地质物探过程中，对于隐伏铝土矿的物探主要是以中梯剖面为基准进行的，这样做的目的可以提高电性异常的输出结果，同时也可以以更快的速度实现对矿体位置、走向及范围的确定，使钻探设计阶段的工作能够获得可靠。因此本文在分析隐伏铝土矿的物探定性异常特征时，以中梯探测为基础进行，在供电电极的两端垂直于矿体走向为前提条件，开展相应的分析。

对于脉状隐伏铝土矿体而言，中梯视电阻率异常情况与矿体所在地层深度和矿产的分布直接相关。对于大多数隐伏铝土矿体，其矿体产状一般都以近似倾斜板状体的形式存在。通过对比地质剖面和中梯异常剖面不难发现，倾斜矿体在投影段会出现一段较为明显电性异常，具体表现为电阻急剧下降到极低值。这种异常会随着矿体的深度加深而逐渐减小，最终的电阻极小值会出现在较浅部位。在矿体的反倾斜方向上，视电阻率的变化趋势与上述相反，会出现升高现象，随着反倾斜的角度逐渐增加，距离逐渐增大，视电阻率会出现明显的波峰，但在波峰出现后，会伴随有小范围的波谷连续出现，这是因为在矿体的正上方反倾斜会使矿体的分布出现小规模的离散，这种连续出现的波谷会导致低阻情况出现的时间有所延长。在后期，随着离散程度的逐渐缩小，视电阻率也会逐渐升高。图1为较为经典的隐伏铝土矿视电阻率分布方式。

图1 经典隐伏铝土矿视电阻率分布图

根据电法理论，在隐伏铝土矿的板状体上，反倾斜方向的中梯视电阻率会有所升高，但并非以线性形式变化的，而是呈现出明显的不对称性，当视电阻率出现极小值时，对应位置的矿体延伸方向信息就表明了隐伏铝土矿的倾向信息。这是因为在物探过程中，电流场的变化趋势会随着矿体的倾斜而出现斜交的情况，隐伏铝土矿对于电流的吸引能力明显高于其他周围的其他地质环境，致使近地表的倾斜处，电流的密度会小于其他位置，引起低阻极小值的出现。但在实际的测量过程汇总，也会出现较为特殊的情况，当矿体的深度达到一定程度时，在矿体周围的一定范围内，高阻围岩的含量也会增加，同样也会引起视电阻率极小值出现位置的变化。同时这一特征也在侧面证明了矿体深度与中梯剖面视电阻率异常之间存在一定关系。当物探的供电功率保持不变的条件下，矿体所在位置的深度越深，视电阻率异常的表现就越不明显。

基于此，在对深度较大的隐伏铝土矿进行电法勘探时，单一的视电阻率异常受高围岩影响，容易出现被压制或掩没的情况，这时需要结合激电异常特征，对其进行更加深入的判别，通过这样的方式在确保矿体探出率的前提下，确定矿体范围。

2 激电异常特征

在上文中已经对隐伏铝土矿的视电阻率异常特征做出了分析，并且得出结论，在深层的矿体中，需要结合激电异常特征对矿体进行判断，因此，本文分别从视极化率异常特征和半衰时异常特征两个方面，对隐伏铝土矿的激电异常特征进行分析。

2.1 视极化率异常特征

与地质剖面与激电异常对比，隐伏铝土矿的视极化率异常峰值多出现在矿体顶部。在到达极值的过程中，矿体中部位置会出现一段连续的下降趋势，之后再逐渐升高到峰值。其中，由单一矿体引起的视极化率变化规律较为明显；由两层或更多层矿体引起的视极化率变化则会呈现出一定的阶段化特征。异常值在变化过程中的叠加作用更加突出，当作用的矿体层数为两层时，视极化率在达到极值之前会出现两个峰值。伴随着作用的矿体层数逐渐增加，出现的峰值也会随之增加，并且峰值的会随之逐渐减小。这也与上文所说的异常值是通过叠加的方式体现的理论相契合。图2为不同岩体的视极化率。

图2 常见岩体的视极化率

极化率异常特征的出现是判别隐伏铝土矿的一项重要标准，通过构建电阻率曲线，可以实现对某地段，甚至是某一固定位置矿藏信息的精准识别。当视极化率出现低阻高极化的情况时，则可认为对应位置的隐伏铝土矿可定性的存在。

除此之外，也会有部分及特殊的地区，出现视极化率出现低阻高极化，但开采后未见铝土矿的情况。这主要是因为激电异常的半衰时参数与背景值之间的接近程度较高，影响了最终的判断结果。考虑此，本文分析了激电异常的半衰时异常特征。

2.2 半衰时异常特征

半衰时异常特征是识别地下水对隐伏铝土矿干扰的重要指标，并且具有良好的效果，特别是对于存在矿化现象，但无法准确判断是否为矿体的地段，通过对比半衰时，可以消除假象的干扰。

隐伏铝土矿的半衰时曲线最明显的特征就是其具有双峰。在物探过程中，两次峰值分别出现在矿体顶端和达到顶端之前，这也是单一铝土矿体引最为明显的特征之一。一般情况下，第一个峰值的出现主要是由于矿体所在地层的岩性影响，因此表现强度相对较弱，而第二个峰值的出现主要是受矿体的倾斜作用影响，地下水会导致矿体的倾斜角度加剧，使隐伏铝土矿的半衰时增加。可以理解为，在中梯剖面异常特征在特定环境影响下，发展趋势会发生一定程度变化，在不同的区域，受背景值附加曲线特征的作用，隐伏铝土矿的激电异常特征需要结合视极化率和半衰时两个方面综合进行分析。

3 矿体电性参数特征

由上文的分析可知，隐伏铝土矿的电性会受到地层的影响，随着处出位置的深浅表现出不同的高低值，但总体来说，铝土矿区范围内的地层岩性在整体上是保持一致的，因此，不同电性特征参数也基本稳定在一定范围内。其中，矿体视电阻率常见值在[2264~3157]Ω·m范围内，近地表区域的视电阻率会出现明显的下降情况，视电阻率基本在[750~1460]Ω·m范围内；视极化率常见值在[2.05~3.57]范围内，在近地表区域可上升至多1倍，受深度影响，至多可降低正常值的1/3。半衰时基本在[750~1650]ms之间。根据隐伏铝土矿的电性参数范围，利用中梯电性异常特征，即可实现对于隐伏铝土矿矿体的快速定位。

4 结语

不同的金属矿资源受其本身的特殊属性影响，在物探过程中显示出的电性也不同，对其特征进行研究对于提高探测准确性具有十分重要的现实意义。本文提出隐伏铝土矿物探电性异常特征分析，明确了视电阻率异常特征的变化趋势，以及激电异常与矿体之间的关系。通过该研究，以期为隐伏铝土矿的探测工作提供有价值的帮助，提高勘探效率和准确性。