激发极化法在矿产勘探中的应用研究

王萧 吴显国

摘要：我国激发极化法的研究和推广开始于20世纪50年代末与60年代初。最初是主要是时间域激发极化法，剖面装置大部分为中间梯度装置，而测深装置则大多数是对称四极。中间梯度装置具有工作效率高的优点，并且异常形态相对其他方法较为简单，并易于解释。本论文分析了岩矿石的激发极化的物理化学机制，与直流电场下的面极化特征和体极化特征，讨论了各种直流激电装置的激电异常。在这次勘查工作中，在勘查区展开了激电扫面工作，并在有异常的区域加设纵轴五极激电测深剖面。

关键词：激电测深;时间域激发极化法;电法勘探;中间梯度

1.引言

激发极化法是各种金属矿产勘查的一种重要的方法，尤其是在勘查与围岩电阻率相差不大的浸染状的金属矿床时，与电磁法和电阻率法相比更有优点。此外，在探测石油、天然气和寻找地下水的方面激电法也很有成效，取得了令人满意的结果。除此之外，其在找铁矿、铜矿、铅锌矿以及在超基性岩地区找镍铬矿和金矿等方面也取得了很好地成果。

2.工区概况及地球物理特征

勘探区位于绩溪县荆州乡与浙江西部的交界位置，1：5万地形图图幅编号为H50E011020（岛石坞幅）。从绩溪县至荆州乡约45km，有乡间公路，但是山路崎岖，通行条件较差。勘探区以山地地貌为主，海拔最低處约650m，最高处超过lOOOm，地形比高大，植被发育，通行比较困难。普查区出露地层为寒武系中下统和震旦系地层，从老至新分别为：休宁组、雷公坞组、兰田组、皮园村组、荷塘组、陈岭组、杨柳岗组。工作区外围岩体发育，北边为伏岭花岗岩体，工作区东北部出露后山庵似斑状花岗岩岩株。工作区中部出露闪长玢岩岩脉，分布在F1逆断层中，走向北东，倾向推测南东，脉岩长lOOOm，岩体呈深灰色，块状构造，斑状结构，斑晶主要由斜长石和角闪石组成，基质主要为长英质矿物。

3.工作方法

激发极化法（简称激电法）是电法的一种分支，它是基于不同岩石与矿石之间存在的激电效应差，通过观测与分析大地的激发极化效应，用来探索地下的大致地质情形。其本质就是在充放电的过程中会产生随时间变化的附加电场。通过实践证明，激发极化法在金属矿产勘查占据着非常重要的角色，特别是对于那些电阻率与围岩相差不大的浸染型金属矿床而言，激发极化法与电磁法和电阻率法相比较要更为有效。

4.资料解释与分析

本次投入的物探方法主要是激电测深，布置3条测深线，1线测线方向为N37E，2线测线方向为0°，3线测线方向为N82W，点距40m，最大极距AB/2=lOOOm，最小极距AB/2=20m。

4.1 1线激电测深断面资料处理分析

1线整体以F1断层为界，左侧为高阻，反映出皮园村组（Z：p）条带状硅质板岩特性;右侧为低阻，反映出荷塘组（∈：h）黑色炭质板岩特性，极化率整体较高，如图1所示。

DZ-1视电阻率呈低阻异常：位于1250-1350号点。异常区地表出露寒武系荷塘组（ E2h）黑色炭质板岩。在异常左侧有北东向F2断层经过。

从视电阻率断面图看出，1线1250-1350号点附近形成一个由地表向下延伸的低阻带，低阻带宽度在lOOm左右，下延较大，产状近于垂直，推断此处为一构造带并由于构造带中的含炭硅质板岩被水库的水渗透引起的低阻带反应。低阻带左侧1150号点有视电阻率梯度带，产状比较陡（80°-90°），推测该点号处为一断层反应，倾角很大，产状右倾。

JD-1高极化率异常：位于1线1150号点。异常区地表出露震旦系皮园村组（Z2p）条带状硅质板岩。

从视极化率断面图可以看出，在1150号点有一条状近似乎直立的高极化率异常带，视极化率峰值为8.26%，异常范围宽度在lOOm左右，异常顶部宽度较小，底部范围较大，呈水滴形向下展布，埋深在150m-300m，结合视电阻率和视极化率断面图得出，在1150号点附近视电阻率为400Ω-m，和视极化率套合比较好，表现为低阻高极化特征。根据附近钻孔ZKO01号的钻孔柱状图推测，此处为铜矿（化）体引起的异常，产状直立。

JD-2高极化率异常：位于1250-1350号点。异常区地表出露寒武系荷塘组（∈2h）黑色炭质板岩。 从视极化率断面图看出在1300号点附近形成一个不规则的高极化异常带，视极化率峰值为9.26%，异常埋深70m-150m，宽度30m左右，为两个单点高极化异常，根据地质剖面图推断为含碳硅质板岩中，碳质板岩及黄铁矿化而引起的高极化反应。

4.2 2线激电测深断面资料处理分析

2线测深断面上以F2断层为界，两边电性特征差别很大：左侧为高阻，反映出休宁组（Z1x）砂岩特性;右侧为低阻，反映出杨柳岗组（E2y）黑色层状含炭板岩特性，极化率整体较低，如图2所示。

D2-2视电阻率呈低阻异常：位于2线1250号点。异常区地表主要为第四系覆盖，出露震旦系休宁组（Zix）砂岩、泥质粉砂岩地层、寒武系杨柳岗组（ E2y）黑色层状含炭板岩、泥灰岩地层。有北东向断层经过。

2线1250号点有视电阻率梯度带，梯度带左侧视电阻率值较高，平均值约lOOOΩ.m;梯度带右侧视电阻率值较低，平均值约250Q-m;视电阻率梯度带产状比较陡，产状右倾倾角约75。，推测该点号处为一断层反应。

JD-3视极化率偏高：位于2线1300号点-1600号点。地表为第四系覆盖，出露寒武系杨柳岗组（ E2y）黑色层状含炭板岩、泥灰岩地层。有北东向断层经过。异常最大值为9.72%，异常近椭圆状，浅表部宽约150m，向下150m后尖灭，产状右倾，倾角约45°;异常主要集中在浅表部，推测为次级小断裂引起的局部矿物富集，建议结合地质、化探采取浅井揭露异常体，具有找矿意义，有待进一步工作。

4.3 3线激电测深断面资料处理分析

3线整体呈现出高阻低极化率的特征，与该处的休宁组砂岩的物性相吻合，如图3所示。

D2-3视电阻率呈低阻异常：位于3线1100号点。地表出露寒武系杨柳岗组（E2y）黑色层状含炭板岩、泥灰岩地层，震旦系休宁组（Z1x）砂岩、泥质粉砂岩地层;有北东向断层经过。

3线1100号点有视电阻率梯度带，梯度带左侧视电阻率值较低，平均值约200Q·m-400Q·m;梯度带右侧视电阻率值较高，平均值约800Q-m-lOOOQ-m;视电阻率梯度带产状比较陡，产状左倾倾角约75°，推测该点号处为一断层反应。

D2-4视电阻率呈低阻异常：位于3线1550号点。地表出露震旦系休宁组（Zix）砂岩、泥质粉砂岩地层，地表见有花岗斑岩脉。

低阻异常带切穿反应休宁组砂岩物性的高阻带，使得连贯的视电阻率断面曲线在此处断开;低阻带产状较陡，左倾，倾角在70°左右，推断此处为一条构造带，应为一断层破碎带。

JD-4视极化率偏高：地表出露寒武系杨柳岗组（E2y）黑色层状含炭板岩、泥灰岩地层，震旦系休宁组（ Zix）砂岩、泥质粉砂岩地层，见有花岗斑岩脉。

異常最大值为5.8%，出露深度较大，通过断面图得出埋深大于400m，异常呈基底状，向下未封闭;在整个视极化率断面图上，整体极化率比较低，与砂岩的地球物理特征相吻合。在1900-2000点号处和1300-1500点号处浅部分别有一低激电异常，异常规模较小，推测应为硫化物引起，地质断面图上此处有一条脉岩，结合推断浅部异常为围岩蚀变产生，深部异常应考虑隐伏岩体的影响。综合推断，3线断面线深部应有一规模较大异常体，根据皖南的地质特征和电性特征，推测在400-500深度处应为岩体的可能陛较大。

5.结论

通过这次勘查任务，圈定了4个极化率异常带和4条电阻率异常带。并结合地质等资料，对引起异常的原因进行了合理解释，推断出致矿异常一处，由炭质板岩引起的假异常一处，并对1线、3线物探异常进行了重点解断，提出今后的工作方向，为本项目的下一步工作提供了良好的基础。

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