五极纵轴测深和对称四极激电测深在多金属找矿中的对比研究

张 彦，陈兴峰

（天津华北地质勘查局核工业二四七大队，天津 301800）

本文试验区位于内蒙古自治区阿拉善右旗庙台子多金属矿区，地表主要为第四系粘土、砂土为主，通过已知钻孔资料可知，下覆地层为石炭二叠系宝力高庙组晶屑凝灰岩、辉绿岩、晶屑凝灰岩等，中间夹有多金属矿化体，因为多金属矿化体与围岩有着明显的电阻率和极化率差异，直流激电法能够从背景干扰场中分辨出低阻高极化的多金属矿化体异常，满足地球物理勘查的前提，笔者在此进行五极纵轴和对称四极直流激电测深实验，寻找浅部多金属矿点，比较两种方法的探测效果。

1 方法原理

1.1 对称四极测深

对称四极测深装置如图1所示，它的主要特点是在测量电极M、N不动的情况下，供电电极A、B对称地逐渐向两边拉开。

通过不断加大AB距离，来达到了解从浅到深地下电性(导电性和激电性)变化的测深目的[1]。

对称四极测深装置的装置系数计算式为：

图1 对称四极测深装置示意图

1.2 五极纵轴测深

五极纵轴电测深法的电级排列方式如图2所示，在地面以测深点A为原点设直角坐标系，电流强度为+I的中心供电电极位于原点A，沿X轴在A点两侧放置电流强度均为-I/2的供电，电级B1和B2，且AB1=AB2=L[2]。

图2 对称四极测深装置示意图

整理后所得装置系数K：

2 野外工作简述

布极前首先以测深点为坐标原点布设直角坐标系，一般应根据地形及地质构造性标定坐标系的横轴（x）及纵轴（y），力求使x轴垂直于勘探对象的长轴方向，同时尽可能把y轴放在地形平坦、地表土质均匀及接地条件良好的方位上，按照图1和图2分别布极测量。通过极距实验确定极距，为做好接地条件，确保电流的稳定可靠，本次用多跟铜电极串联模式，在地表干燥地方用盐水浇灌，使得两边供电电流的相等。

3 岩石的电性参数测量测量统计

岩矿石电阻率极化率参数源于全区所采露头标本及钻井岩心，采用小四极装置实测。从统计表表1中可以看出第四系粘土砂土主要表现为低阻低激化；晶屑凝灰岩、辉绿岩、晶屑凝灰岩电阻整体较高，电阻率品均值在1500Ω以上，而极化率最大值为1.78%，最大平均值在0.88%，矿化体表现为低阻高激化，平均激化率统计高达7.46%，电阻率均值在400Ω以下，与围岩形成明显的电性差异。

表1 多金属矿核心区域岩矿石标本电性参数统计表

4 实验应用效果分析

结合钻孔资料，笔者在测深断面图中用surfer软件分别切取对应钻孔位置的电阻率和极化率数据，再用strater软件成图，从图3中可以看出，该地400m深度范围多金属目标层大体分3层，两种方法在此钻孔出均有异常显示。

（1）第一层在深度60m～80m处，该出岩芯比较完整，岩石中可见较多的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等金属颗粒，黄铁矿大小在0.2mm～0.5mm之间，个别能达10mm～20mm，部分晶屑较为完整，呈立方体，黄铁矿呈星点状分布于厌食症或沿裂隙面发育。闪锌矿、方铅矿等金属主要沿裂隙面发育，裂隙面夹角一般在20°～25°之间，沿裂隙绿泥石化蚀变较强。两种方法的电阻值表现为相对低值，极化率值相对较高，电阻率曲线基本重合，极化率曲线五极纵轴测深的极化率反应更加明显。

（2）第二层在深度263m～312m处，该处绿泥石化、绿帘石化等蚀变较强，岩芯较为完整，岩石中可见较多的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等金属颗粒，两种方法的电阻值和极化率值差异较大，但总体趋势一样，五极纵轴测深曲线幅值变化较大，效果更加明显。

图3 电阻率极化率曲线对比图

（备注：上图中实线为对称四级测深数据，虚线为五极纵轴测深数据）

（3）第三层在340m～400m处，该处岩石裂隙发育碳酸盐化蚀变，岩石中可见较多的黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等金属颗粒，五极纵轴测深曲线效果特别明显，表现为低阻高极化率。

5 实验分析总结

通过实验应用对比，笔者认为在直流激电测深中，五极纵轴测深相比对称四极测深，布极简便快捷，在相同供电极距情况下，五极纵轴测深测量深度较大，对于同一测深点而言，五极纵轴测深的供电电极一次性布设，无需再移动，测量点可以灵活选取在地形较好的一侧，供电电流相对比较稳定，降低人为干扰；在相同测量次数情况下，五极纵轴测深的垂向分辨率更高，对多金属的相应识别更加明显，解释直观方便，但理论曲线异常和深度的准确识别需要进一步的研究。