激发极化法在广西某铅锌矿勘查中的应用

王艳丽，刘兴华，孙成林

（广东省核工业地质调查院，广东 韶关 512000）

0 前言

激发极化法（简称激电法）是以地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的直流（时间域）或交流（频率域）激电场的分布规律进行找矿或解决地质问题的一组电法勘探分支方法（傅良魁，1983，1982；傅良魁，李金铭，史元盛，1986）。实践证明，激电法是勘查各类金属矿产的主要方法，特别是对电阻率与围岩相差不大的侵染型金属矿床而言，与电阻率法和电磁法相比更为有效。另外，激电法在寻找地下水和探测石油、天然气方面也能发挥作用，并取得了比较令人满意的结果［1］。

在激电剖面法中常用的装置类型有中间梯度装置、偶极装置、近场源装置和联合剖面装置。其中，在近场源装置中又有三种装置可供选择，分别为近场源二极（AM）、近场源三级（AM·N）和近场源四极（AM·AN）（又称双二极）［1］。

在激电测深法中常用的装置类型有对称四极装置、等比装置和固定点源装置［1］。

结合场区具体地质情况，利用以往前人在找矿方面的成功案例［2－7］，本工区采用中间梯度装置和对称四极装置。

1 工区概况

工区位于南华活动带大瑶山凸起北东缘，广西山字型构造前弧东翼与粤北山字型前弧西翼之交汇部位，区域性大宁深断裂东侧，属桂东多金属成矿区北东端。以中低山为主，最高海拔1236m，最低海拔460.3m。测区总体上北东高，南西低。最低海拔标高490m，最高海拔标高888m，一般相对高差80～200m，最大高差400m。工区植被发育，通行极为困难。

2 仪器设备及方法原理

2.1 中梯激电测量

2.1.1 仪器设备

采用重庆奔腾数控研究所生产的 WDFZ-5型5kW功率激电仪，整流电源为 WDZ-5A，接收机两台 （WDTS-2 型）。发 电 机 使 用 闽 东 本 田EC6500CXS型，其额定电流为22.7A，最大输出功率为5.5kW。

2.1.2 方法原理

中梯激电法的一个主要优点，是敷设一次供电导线和供电电极A、B，便能在相当大的面积上测量。测量电极MN在其中间三分之一地段及离开AB连线AB／6距离范围地段逐点测量（图1）。由于在A、B间的中间地段测量，接近水平极化条件，故对各种形状、产状和相对电阻率的极化体均可得到相当大的异常，且异常形态较简单，易于解释。

2.1.3 方法试验及参数选择

外业测量之前，在工作区现场对设计方案中的测量方法和测量参数进行试验，以选择最佳、最合理的测量方法和测量参数用于野外生产。

试验工作在测区南部4号线10～20号点间进行，试验方法为中梯激电法。

图1 中间梯度装置测量布置示意图

试验参数为供电极距AB、测量极距MN、供电时间和延迟时间等。

（1）供电极距AB和测量极距MN的选择

供电极距AB的大小主要依据勘查目的（深度）、勘查效果，以及工作区现场地形、地物和地电条件确定。通过对比试验，确定供电极距AB＝1800m。

考虑到本项目的特点和规范要求，并获得较大的测量电位差，以提高信噪比，经对比试验，确定测量极距MN＝50m。

（2）供电周期和延迟时间的选择

做供电周期试验时，供电极距AB＝1800m，测量极距MN＝50m，延迟时间Δt＝250ms。选择供电周期t＝16s和t＝24s分别进行试验测量，结果见表1。从表1中可看出，两组数据基本一致，选择t＝16s或t＝24s均能获得较大的极化电位差和保证观测精度。为了提高生产效率，确定供电时间t＝16s作为野外生产测量参数。

为了减少大地的电磁耦合影响，又能测得较大的极化电位差，在选择延时时，需综合考虑上述因素的作用，以提高信噪比。本次试验中，选择延时分别为150ms、200ms和250ms进行对比测量，在4个测点上分别重复测量3次，其它工作参数与供电周期试验参数一致，测量结果见表2。从表2中可看出，延时为150ms和200ms时，极差稍大，重复性稍差，受大地的电磁耦合影响较大；延时为250ms时，极差较小，重复性较好。因此，确定延时250ms作为野外生产测量参数。

表1不同供电周期对比试验测量结果表

表2不同延时对比试验测量结果表

2.1.4 外业测量

据试验结果及目的任务，外业测量的参数选择如下：工作网度50×25m2，供电极距AB＝1800m，测量极距＝50m，供电电流I≥2A，供电周期t＝16s，延迟时间为250ms。

野外生产过程中的各项工作严格按《时间域激发激化法技术规定》（DZ／T0070－1993）和其它有关技术规定进行。此外，生产过程中要着重做好以下工作：

（1）测线上的畸变点和异常点在现场进行复核性检测；

（2）原始记录要详实，随时记录与测量有关的地质现象和特殊点等情况，以备资料解释用；

（3）测量数据当天要回放至电脑，并进行简要的分析，查找当天工作存在的问题，及时纠错与调整；

（4）及时检查、总结前一阶段的工作，对存在问题的勘查线进行检查测量。测线的系统检查测量随机选取，对解释推断、验证工程有意义或质量有疑义的测点（线）应重点检查。检查工作量不少于总工作量的5%，测量误差符合规范要求。

2.2 激电测深

2.2.1 仪器设备

与中梯激电法采用的设备相同。

2.2.2 方法原理

激电测深法与中梯激电法的方法原理基本相同，不同之处是激电测深法是在同一测点逐次扩大电极距，使探测深度逐渐加大，这样便可得到观测点处沿垂直方向由浅到深的电性（激化率ηs、视电阻率ρa）变化情况，从而达到解决地质问题和地质找矿的目的。

2.2.3 参数选择

激电测深采用对称四极装置，供电周期和延迟时间的选择参照中梯激电法进行。电极距（m）的选择方案见下表3。

表3 电极极距系列一览表

2.2.4 外业测量

根据中梯激电的测量成果，并在充分析研究激电异常的分布特征和对指导下一步探矿工作的实际意义后，有针对性地布置了15个激电测深点，分别为19号线的21～28号点（25号点除外）（7个点）、22号线的23～30号点（8个点）。

野外生产过程中的各项工作严格按《时间域激发激化法技术规定》（DZ／T0070－1993）和其它有关技术规定及有关安全生产规定进行。

3 数据处理

测量数据当天要回放至电脑，并当天进行检查验收，及时发现问题和处理问题。在对原始记录检查的基础上，对计算所用的常数进行100%的复核，对全部的计算进行100%的复算。野外观测结果复核整理后，及时编制各种成果草图，以便指导下一步野外工作和进行资料的综合研究。上图的数据及曲线，进行100%的自检和互检。

4 资料解释

本次完成激电测深剖面两条，分别为19号线（21～28号点）和22号线（23～30号点）。

19号线（21～28号点）的视极化率（ηs）曲线类型图见图2，22号线（23～30号点）的视极化率（ηs）曲线类型图见图3。从图2和3可以看出，视极化率（ηs）曲线类型主要为HK型，个别为AK型。曲线前支、中部总体上呈上升趋势，曲线尾部均有不同程度的下降，说明视极化率（ηs）值总体上由浅往深呈升高趋势，而在深部则有不同程度的降低。曲线峰值位于AB／2＝350～600m。

图5为19、22号线视极化率（ηs）断面等值线图。从图5可看出，浅部（AB／2＜200）的极化率相对较小，一般小于5%，深部一般在5.5%以上。19号线视极化率（ηs）的高值异常位于剖面平距525～550m、深度AB／2＝350～600m间。22号线视极化率（ηs）的高值异常位于剖面平距625～750m、深度AB／2＝350～750m。

图2 19号线视极化率（ηs）曲线类型图

6 结论

通过本次物探工作，查明了在测区北东部和中南部存在一条呈南北向展布、贯穿测区、规模大、连续性好的激电异常带。通过比对，该异常与往年某物探队勘查发现的激电异常在位置和规模上大体相同，说明本次勘查发现的激电异常是客观存在的，勘查的成果质量可靠。本次物探成果可作为下一步地质研究、深部揭露和其它有关探矿工作的依据。

图3 22号线视极化率（ηs）曲线类型图

图4 19、22号线视极化率（ηs）断面等值线图

物探工作方法的选定与场区的地球物理条件有直接关系，方法选定的正确与否取决于事前对场区地质资料收集工作的完成情况。本案例除采用激电法外，还结合了高密度电法进行勘探，使得勘查资料得以相互佐证，提高了资料的准确性。

［1］李金铭.地电场与电法勘探［M］.北京：地质出版社，2005.

［2］刘国兴，王喜臣，张小路，等.大功率激电和瞬变电磁法在青海锡铁山深部找矿中的应用［J］.吉林大学学报（地球科学版），2003（4）：551-555.

［3］吴国学.大功率激电法在团结沟金矿外围找矿中的应用［J］.黄金，1995（6）：2-6.

［4］刘振山，张振邦.大功率电法在国土资源大调查中的应用效果［J］.矿产与地质，2003（8）：482-484.

［5］祁晓雨，张胜业，石砚斌.大功率激电测深在内蒙古某铅锌矿的应用［J］.工程地球物理学报，2008（6）：719-723.

［6］孙晓昔.大功率激电测深在寻找有色金属矿方面的应用［J］.地质装备，2007（6）：15-17.

［7］张瑜麟.河南省祁雨沟地区金矿物探找矿方法应用研究［J］.中国地质，2001（12）：30-36.