王立兵 贾明坤
河北省地质测绘院 065000
摘要：激发极化法是以地下不同岩、矿石激电效应的差异为基础，通过观测和研究大地激发极化效应来勘查地下地质情况的一种电法勘探方法，近年来，该方法在寻找深部隐伏矿体的找矿中发挥了重要作用，取得了良好的效果。通过野外实地踏勘，区内矿产伴生有较强黄铁矿化，因而采用激发极化法进行对区内成矿远景进行评价。本文就借此对找矿中激发极化法的应用进行简要的分析研究。
关键词：找矿；激发极化法；应用
引言
近些年以来，近地表矿产资源近乎被开发殆尽，寻找深部隐伏矿产已经成为近年来矿产勘探中的重点方向。利用激发极化法能够较准确的预测深部隐伏矿体的存在。特别是矿产大多数与金属硫化物伴生，硫化物通常是黄铁矿或毒砂，偶尔也有磁黄铁矿，使用激发极化法测量这些伴生矿的物理场特征，结合地学理论就可以间接找出矿产。
一、激发极化法的工作原理及方法
1、激发极化效应。电阻率法测量时，在向地下供入稳定电流的情况下，仍可观测到测量电极间的电位差随时间而变化，并经相当长时间后趋于某一稳定的饱和值；断开供电电流后，测量电极间的电位差在最初一瞬间很快下降，而后便随时间相对缓慢地下降，并在相当长时间后衰减接近于零。这种在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场的现象称为激发极化效应。
2、激发极化法。激发极化法是以不同岩、矿石激电效应的差异为基础，通过观测和研究大地激电效应来探查地下地质情况的一种分支电法。激电法的应用范围很广，无论在金属与非金属固体矿产的勘查方面，还是在寻找地下水资源、油气藏和地热田方面，都取得了良好的地质效果。
3、激电测量装置。矿区激电测量工作分为：中间梯度装置扫面（图1），对称四极装置测深（图2）。
图2对称四极装置示意图
二、矿区地质概况
本文以我国华北地区某矿产为例，分析了激电中梯、激电测深和联合剖面等方法在勘查中的应用效果。通过在该区开展勘探工作，发现了区内的极化体范围，查明了区内成矿的有利位置，并利用激电测深和联合剖面对极化体进行解剖，为矿山下一步的找矿工作提供地球物理依据。矿区大地构造位置位于中朝准地台、燕山台褶带、承德拱断束、大庙穹断束构造单元东缘。出露地层仅见太古界单塔子群白庙组和新生界第四系全新统。太古界单塔子群白庙组岩性主要由角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩组成。矿区内岩浆活动较强烈，主要为燕山期脉岩，岩石类型以酸性为主，次为中性；此外尚有超基性岩体侵入，为辉石岩，粒状结构，块状构造，其蚀变主要为蛇纹石化、叶腊石化、绿泥石化。
区域构造决定了矿区的构造格局，在矿区内构造形迹主要表现为断裂构造，分为NW、NE向以及近SN向，是矿区主要控岩、控矿构造。围岩蚀变主要围绕3组不同方向的断裂破碎带发育，以线性分布为主，局部地段呈面形分布，围岩蚀变随深度变化有所加强，蚀变以硅化、褐铁矿化、黄铁矿化为主，高岭土化、绿泥石化、碳酸盐化次之。区内围岩蚀变均属中低温热液蚀变，矿产与脉岩伴生明显，与矿产化关系密切的蚀变为硅化、褐铁矿化、黄铁矿化等。
三、地球物理特征分析
矿区各种矿石及强黄铁矿化类岩石具有较强的激电效应，极化率一般较高，与背景场岩石存在一定的差异，其中以辉石岩（ψ）、角闪斜长片麻岩（Arp）、及与铅锌有关的蚀变岩（ps）最高。电阻率参数较离散，但通过对各岩矿石的电性参数进行统计，发现具有一定的规律性，其中以斜长角闪岩（Arj）、混合花岗岩（Arh）、角闪斜长片麻岩（Arp）最高，变粒岩及与铅锌有关的蚀变岩次之，超基性岩（ψ1）及矿石最低。因此，矿区矿（化）体与围岩电性差异明显，具备明显地球物理前提。
四、找矿成果分析与研究
此次工作采用奔腾数控技术研究所研发的WDFZ-10大功率智能发射机，WDJS-2数字直流激电仪。激电中梯供电极距（AB）为1500m，供电周期为16s，供电延时为200ms，采样宽度取40ms。激电测深采用对称四极测深。电异常特征为低强度的激电背景下发育的不同规模的高强度激电异常。研究可知，范围较大大，幅值较高，视极化率最大值可达14%的异常区主要分布于中部及南部，整体上呈现南高北低、西高东低格架，多呈近SN、NNE、NNW向分布，与区内总体构造方向相同。视电阻率幅值变化较大，分带性较明显，在南部为一面积较大的近似圆形低阻区，视电阻率一般低于400Ω?m，其外围发育有近SN、NW向的中低阻条带异常，再外围为大于1000Ω?m的高阻区。电性特征大多为中低阻高极化异常。
结合地质情况，异常主要分2类：（1）第1类为低阻高极化异常，主要位于测区南部太古界白庙组变粒岩内，异常周围构造发育，蚀变破碎强烈，后期热液活动频繁；（2）第2类异常为相对中低阻中极化异常，位于测区中西部，该类异常的北端及其北部的梯度带上一般与矿产（化）体相对应，视极化率一般为6%～8%。矿区东部和北部为视极化率低值区，视电阻率的高值区，视极化率一般小于4%，是该矿区的视极化率背景场。对矿区发现的异常进行分类及编号，结合地质情况，认为其中IP4、IP5与矿产（化）关系密切，故而布设激电测深和联合剖面进行解剖。IP4异常位为一规模较大中低阻中高极化异常，呈近SN向条带状展布，中部略微东向凸出，异常总长约1300m，宽为100～200m。视极化率异常强度大致呈现南高北低趋势，南部较连续，视极化率最大值达到13%，北部视极化率断续，一般为6%～10%；视电阻率总体上与极化率异常对应，较连续，为200～1000Ω?m，为中、低等电阻率。异常南部为主要出露太古界白庙组变粒岩（Arb），局部有花岗斑岩岩脉出露，中部为第四系覆盖，北部出露为太古界白庙组斜长角闪岩（Arj）及角闪斜长片麻岩（Arp），并有数条NNW向民采矿产（化）体。
Ⅱ#综合剖面视极化率强度高，达到10%，联合剖面法视电阻率曲线无交点，视极化率当极距（AO）为80m时，在166#点出现反交点，随着极距的增大，反交点右移，结合该矿带内单条矿脉的产状为南西倾，而该矿带内的矿脉呈雁列式排列，且单条矿脉的厚度均较小，单条矿脉的物探异常反映不明显，结合激电测深反演结果，异常反映的是呈雁列式排列的矿脉，总体产状东倾。IP5异常电性特征为低阻背景下的中阻中极化，视极化率一般约为7%，视电阻率为400～800Ω?m，异常呈条带状SN向展布，长约400m。为了解异常细部特征，在该异常中部布设地物化综合剖面Ⅳ。
对Ⅲ#剖面联合剖面可知，该异常由东西2个子异常组成，分别位于140#点及130#点附近。东侧异常视极化率反交点当极距（AO）为80m时交于140#点，当极距（AO）为160m时交于138#点，且两分支所夹面积都较小，反映异常近直立，略向西倾，且埋深较浅；西侧异常视极化率及视电阻率曲线皆无交点，视极化率上升较快，视电阻率具有明显异常，通过地表检查发现，西侧异常由蚀变花岗斑岩及其上下盘的矿产（化）体引起，东部异常亦在地表对应有数条规模较小的矿产（化）体。结合测深反演结果，2处异常在底部连成一体，说明地表的矿（化）源可能相同。
通过激电扫面、测深对矿区矿产的成矿分布进行了调查，结合地质资料进行了分析，认为：从异常形态来看，应该与构造与地层有关，由于在该测区地表发现了碳质地层，矿致异常的位置和可能性需要进一步工程验证；建议在本次平面和测深确定的异常区进行钻孔验证，在设计钻孔位置时结合地质及多方资料进行综合分析。
结束语
综上所述，通过此次激电工作，地球物理找矿前景明显，圈定多处激电异常带，说明工作方法选择依据充分，地质找矿效果明显。结合激电测深解剖和探槽工程揭露，激电异常为找矿有利部位，激电工作为后续的工作提供了地球物理依据，指明了该区的找矿方向。
参考文献：
[1]张建维.激电测深法在非洲某铜钴矿区的勘查应用[J].地质与勘探，2014（10）：49-52．
[2]王秋阳.大功率激电在古林西铅多金属矿勘查中的应用[J].山西建筑，2013（15）：122-125.
[3]张键.大功率激电在吉林某铜矿区新一轮找矿中的应用[J].物探与化探，2014（15）：361- 363．
论文作者:王立兵,贾明坤
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期供稿
论文发表时间:2016/1/13
标签：异常论文; 矿区论文; 电阻率论文; 矿产论文; 剖面论文; 黄铁矿论文; 太古界论文; 《基层建设》2015年14期供稿论文;