阵列式激电在华阳川铀铅矿勘查中的应用与研究

杨文刚，樊金生，朱 恩

（西安西北有色物化探总队有限公司，陕西 西安 710068）

随着地质找矿不断深入，地表矿越来越少，找矿难度越来越大，“探深找盲”已成为地质找矿的主要任务。物探方法以其寻找隐伏矿、深部矿独特优势，越来越受到重视。激发极化法是寻找隐伏矿、深部矿的常用的物探方法。但在山区地形复杂条件下存在工作效率低，生产成本大、数据量小的问题。阵列式激电具有布极灵活、工作强度相对较小的优势，其数据中包含偶极装置数据、轴向三极装置数据、对称四极装置数据和中梯测深装置数据。具有优势互补，减少探测盲区，提高观测数据密度，达到探测深度大、数据量大的优势。本次在华阳川铀铅矿Z2剖面进行试验研究，采用阵列式装置数据进行反演，14道不同时段的极化率均参与反演，获得电阻率、极化率和时间常数三个激电测深，减小了体积效应影响，能够更准确的推测矿体位置，减小了打钻验证的风险。

1 地质概况

Z2剖面位于华阳川东沟-饮马店沟一带。地表出露花岗片麻岩、花岗斑岩、伟晶岩、铀铌铅矿等，矿体处在花岗斑岩附近，走向290°～310°，倾向北东，倾角40°～50°。矿体一般长150～600m，个别大于900m。厚度一般5～20m，最大100m,最小不足5m。有四个钻孔控制，最大控制深度925m。矿体品位0.51～1.5%。矿体在剖面上大致平行或似雁行排列，铅矿体平面水平间距一般为5～20m，最大可达80m。矿群总厚度500m左右。

2 区内地球物理特征

区内以往开展过少量激电测量工作，结果显示铅矿化与视极化率异常关系密切，与视电阻率关系不密切。铅矿化的激电异常特征为中低阻高极化率。

中陕核集团二一四大队有限公司2015年对本区岩矿石电性进行了测定（见表1）。结果显示，含矿岩石的极化率一般在4.58%～11.93%，是其它岩石极化率的3～5倍，差异较大；含矿岩石的电阻率一般200Ω.m～500Ω.m，与矿区内混合岩、含角闪石二长花岗岩电阻率差异较大，最大差异在2000Ω.m以上，与其他岩石的电阻率差异较小。总体而言，含矿岩石具中低阻高极化性质。

表1 华阳川铀铅矿岩（矿）石电性特征一览表

3 阵列式激电工作方法技术

3.1 仪器设备

本次供电是将重庆地质仪器厂大功率直流发送系统（DJF-2A）与借线遥控发射机（JYT－A（AB）型）、供电A、B电极开关接收盒（JYZ－2）联合使用，进行发射，使用加拿大IPR-12时间域激电仪进行接收。供电脉冲宽度2秒，延迟时间100ms,采集不同时段的是极化率M1～M14和Mx（360～720 ms）。14块积分窗口参数如表2所示。

表2 积分窗口参数一览表

3.2 野外工作布置

阵列激电采用任意排列四极测深装置，基本两类装置：四极装置和偶极-偶极装置（或固定轴向三极测深），其中四极装置指测量电极MN在供电电极AB之间，但其间的距离不定；偶极-偶极装置指测量电极MN在供电电极AB的一侧，但其间的距离也不统一。这种装置突出的特点是布极灵活、数据量大、工作强度相对较小，是直流激电方法发展的方向之一。

图1 阵列激电工作剖面示意图

野外按200m左右间距共布设A1～A9、B1～B9共18个供电电极，由于地形和遥控距离因素影响，实际工作中使用A1～A7、B1～B8共15个供电电极进行试验，最大供电极距AB达到2200m，测量基本点距50m，每个点观测A1～A6、B1～B6共6组供电极的所有电极组合（少量排列8组供电组合）供电的数据，其中包括激电中梯测深、正向偶极（固定A极轴向三极测深装置）、负向偶极（固定B极轴向三极测深装置）等装置。工作布置示意图见图1。

本次试验，共采集数据749个，所有装置MN间距最小22.2m，最大73.11m，绝大部分在40～60m，占总数据93%，均值为49.63m；AB/2在52～1146m之间，大部分为416～964m之间，占总数据77%。MN间距基本为50m，AB/2主要集中在较大距离，数据分布合理。

4 数据处理和解释

4.1 数据预处理

本次阵列式激电数据的反演，采用俄罗斯ZOND软件。它的优点是对所有装置数据均可自动识别，不受装置限制，可以将所有数据一次按格式要求进行整理、输入，进行反演，数据整理简便；它采用所有窗口数据（本次使用的IPR-12激电接收机有Ms1～Ms14个窗口数据）进行高斯平滑、重新求出综合视充电率参数（Mx）后，再进行反演计算，减少了一般软件只利用1个窗口数据进行反演，数据可能存在的偶然误差对反演结果的影响的可能性，反演结果更加可靠；另外，它还可计算出时间常数参数（τs），与频谱激电时间常数相近，并可对其单独进行反演，丰富了时间域激电的有效信息。

由于阵列式激电包含多种装置的数据，其中偶极装置测深点主要分布在中、深部，点号分布在剖面的中段；中梯测深数据和中间装置数据主要位于中部，轴向三极装置的测深点主要分布在浅层。本次反演选择全装置数据，包括偶极、轴向三极、中梯测深和中间装置非中梯测深装置数据，共计716个数据进行反演。

4.2 异常解释

利用俄罗斯ZOND软件对Z2剖面全装置数据进行全波段反演（图2），在2600～3600m段、标高1400～900m段圈定一低阻高极化率异常，该异常分布范围和已知矿化体的分布范围、倾向基本一致，异常向下仍有延伸，较好地反映了已知矿（化）体的位置、范围、倾向特征，效果良好。此外，时间常数（τs）在3100～3400m段时间常数为一高值异常，该异常分布范围比极化率异常范围较小，可能反映硫化物富集地段，因此认为与极化率异常和视电阻率异常比较，该参数受体积效应影响较小，可进一步圈定矿化体中富矿体范围，是很有意义的一个参数。

图2 Z2剖面全装置数据ZOND软件反演综合地质断面图

5 结论

（1）阵列式激电测深突破“装置”概念，可根据实际地形条件灵活选择电极位置、充分改善接地电阻，数据量大、信息丰富，提高了数据质量，与传统激电测深探测能力相近，在勘探深度、对矿体细节反映方面比对称四极测深、偶极-偶极测深较好，适合对已圈定的异常或矿体进行详细评价、解剖。

（2）阵列式激电全装置数据反演，利用不同装置探测深度互补，从而达到断面信息丰富，探测深度大的优势。利用全波段反演，极化率断面异常信息丰富，异常范围和已知矿体基本一致，利用衰减特征获得的时间常数能够缩小靶区，圈定矿体的富集部位。