高密度电阻率法在粤西南某地区铀矿普查找矿中的应用

■桂永进

（广东省核工业地质局二九三大队 广东 广州510800）

高密度电阻率法在粤西南某地区铀矿普查找矿中的应用

■桂永进

（广东省核工业地质局二九三大队 广东 广州510800）

在铀矿找矿实践中，铀矿化都是受到构造的控制，为了查明工作区与铀矿化赋存有关的构造带的情况，利用高密度电阻率法对其进行探测，运用合理的观测方式，结合已知的地质资料，推断了区内存在两组低阻构造带，为下一步勘探设计提供了依据。结果显示，高密度电阻率法具有有效、快速、准确的特点，是构造破碎带勘查的有效方法之一。

高密度电法“交点”型铀矿化反演

高密度电阻率法是以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地层中传导电流分布规律的一种电法方法。野外测量时只需将全部电极置于观测剖面的各测点上，然后利用程控电极转换和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，当将测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。

近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝址及桥墩选址、采空区、岩溶区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的效果。利用高密度电法并结合已知地质资料，可推断出断裂构造带的宽度、深度、倾向等情况。在铀矿找矿实践中，铀矿化都是受到构造控制，故查明与铀矿化赋存有关的构造带的情况，就能为进一步的铀矿勘探的施工设计提供依据和建议。

1 原理及工作方法

1.1 高密度电阻率法基本原理

高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同。它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法，根据在施加电场作用下地层传导电流的分布规律，推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况。通过A、B电极向地下供电流，然后在M、N极间测量电位差△v，从而求得该记录点的视电阻率ρ=K△v/I，K为装置系数。根据实测的视电阻率剖面，进行计算、处理、分析，便可获得地层中的视电阻率分布情况，从而可以划分地层、确定地层电阻率异常的位置等。

1.2 高密度电阻率法特点

高密度电法是为了适应山地物探的需要而提出的一种电法勘探新技术，其基本原理与常规的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电阻率法在观测中设置了较高密度的测点。现场测量时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。与常规电法相比，高密度电法具有以下特点：

（1）电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；

（2）能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；

（3）数据的采集和收录全部实现了自动化（或半自动化），不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误；

（4）可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度。

2 应用实例

图2-1 北界断裂带实测—反演电阻率断面图

2.1 工作区地质概况

工作区位于广东省西南部，信宜市北界镇紫冲地区，同时位于北界花岗岩体的南部。北界花岗岩体是受新华夏系重接复构造带和粤桂隆起构造控制的复式岩体，由加里东、印支、燕山期岩浆岩构成，总体呈北北东向展布。由加里东期的黑色眼球状混合黑云母二长片麻岩和花岗片麻岩；印支期中粗粒、粗粒片麻状黑云母花岗岩，中细粒、中粒片麻状黑云母花岗岩和细粒片麻状黑云母花岗岩；燕山早期中粒、中粗粒二云母花岗岩和燕山晚期细粒二云母花岗岩组成。加里东期花岗岩分布于岩体西部，印支期花岗岩分布于南部，燕山期花岗岩则分布于岩体的中部和北部。岩体中发现大量的铀异常（矿化）点带，具有较好的铀找矿前景。

其次，在工作区南部紫冲-通丈-新田-上俗村一线，出露一组北北东向的中基性岩脉，新鲜岩石呈灰绿色，辉绿结构或呈致密结构，块状结构。风化后呈红棕色或土黄色。围岩为中粒黑云母花岗岩和片麻状花岗岩，与围岩界线明显。工作区南部的铀矿化主要分布在中基性岩脉中。

区内构造复杂，热液活动强烈，主构造呈北北东向展布，主要有北界硅化断裂带、洋鲁上硅化断裂带、白水硅化断裂带。其中洋鲁山硅化断裂带是区内主要的控矿构造，在其北段见到较好的铀矿化赋存其中。工作区内地层出露简单，仅在南部、中部见少量的震旦系片岩、云母石英片岩、变质砂岩等。

区内铀矿化严格受构造控制，铀矿化类型主要有硅化带型、蚀变碎裂岩型、“交点”型三种。以西江河为界，在工作区北部，铀矿化类型主要为硅化带型、蚀变碎裂岩型。铀矿化主要产于构造带中，严格受硅化带等构造控制；在南部，铀矿化产于蚀变碎裂岩带和中基性岩脉中，并在蚀变碎裂岩（硅化）带与中基性岩脉的交汇部位铀矿化更好。

2.2 地球物理特征

由于地下构造破碎带含有大量的水以及填充物，因此地下含水构造与围岩（花岗岩）具有明显的电性差异（据野外实验所测，详见图2-1），从而具有开展电阻率法的物理前提。根据与围岩的关系，

2.3 工作方法技术

2.3.1 测线布置

本次测网布设采用全站仪定位基线、测线，测绳量距定点，点距10m，测线尽可能与构造形成较大的夹角。本次高密度电阻率法测量工作主要开展了6条剖面线测量。其中L00-L04号线分别为600米，电极数60根（温纳装置），电极距10米，测线间距100米。地质勘探线DZKT-00长500米，电极数50根（温纳装置），电极距10米。完成的主要实物工作量情况详见表2-1。

表2-1 完成主要实物工作量表

2.3.2 装置选择

本次勘查采用的测量仪器与设备为重庆地质仪器厂的

WGMD-9超级高密度电法系统。其主要性能指标满足《电阻率剖面法技术规程》（DZ/T0073-1993），对所使用的仪器设备进行校验，各项技术指标达到要求后才投入野外施测工作。野外每条测线在观测当天均进行一次重复观测，两次观测数据均方差均小于m

（m=2.0%）。

2.3.3 数据采集

本次工作采用高密度电法勘探中的温纳（α）装置进行数据采集，利用瑞典版高密度数据处理软件进行数据处理。由于温纳装置对于电性的垂向变化比水平变化反映灵敏，所获得的电阻率图像是地下地质体对发电电场的综合反映，它能有效地划分岩层的层状构造分布，达到工作目的，所以测量装置采用温纳装置，装置为固定断面扫描测量，测量断面为倒梯形。

温纳排列（α）电极排列如下：

测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；这样不断扫描测量下去，得到倒梯形断面。

2.4 数据处理

高密度电法中测点密度高，另外在资料处理方面，它采取的独特方法起到了抑制随机干扰和消除人为误差的作用，对旁侧影响也给予了一定的抑制，所以更能突出异常，准确性和有效性有了很大的提高。

野外采集的数据需先进行处理，然后再进行反演，这些工作都可以在二维电阻率反演软件下实现。数据处理工作主要是剔除一些由接地不好电极影响的坏数据和采集系统自带的随机高斯干扰数据即剔除了那些电阻率值明显错误的数据点，这些数据点通常是比相邻点奇高或奇低的视电阻率值，使之不影响反演获得的模型，然后把分段数据拼接起来，带上高程文件，形成反演数据。

2.5 资料解释

由广东省信宜市北界镇紫冲地区物探高密度电阻率反演图的显示，结合地质资料综合分析测区共有两组方向上的构造带，分别为近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4构造带，北东向的F2-1、F2-2、F2-3构造带。具体分析如下：

F1-1号带：在该测区内L00号线地表105米11号点、L02号线地表75米8号点、L04号线地表158米16号点，均出现相似的低阻异常形态，结合工作区已有的地质资料及地表出露情况综合分析，这些低阻异常为F1-1号破碎带低阻地质体引起。

F1-2号带：在该测区L00号线地表135米14点、L02号线地表195米20号点、DZKT-00号线地表370米37号点、L04号线地表325米33号点内均出现相似的低阻异常形态，这些低阻异常为F1-2号破碎带低阻地质体引起。

F1-3号带：在该区内L03号线地表180米18号点、L01号线地表290米29号点、L00号线地表365米37号点、L02号线地表358米36号点、L04号线地表425米43号点，均出现低阻异常形态，推断为F1-3号破碎带低阻地质体引起。

F1-4号带：测区内L03号线地表220米22号点、L01线地表385米39号点、L00线地表475米48号点、L02线地表420米42号点出现的低阻异常形态，推断为F1-4号破碎带低阻地质体引起。

F2-1号带：测区内L00号线地表150米15点、L01号线地表225米23号点、L03号线地表195米20号点出现的低阻异常形态，推断为F2-1号破碎带低阻地质体引起。

F2-2号带：测区内L04号线地表45米5号点、L02号线地表105米11号点、L00号线地表285米29号点、L01号线地表335米34号点、L03号线地表265米27号点出现的低阻异常形态，推断为F2-2号破碎带低阻地质体引起。

F2-3号带：测区内L04号线地表240米25号点、L02号线地表285米29号点、L00号线地表405米41号点、L01号线地表455米46号点、L03号线地表370米37号点出现的低阻异常形态，推断为F2-3号破碎带低阻地质体引起。

2.6 成果分析

本次高密度电阻率法资料及已有的地质资料综合分析，在电阻率反演成果图中其电阻率分布形态相对复杂，测区内地质构造也相对复杂。

其中L03号线地表180米-225米范围内F1-3、F1-4、F2-1号带分别在此交汇，所以出现约45米宽的低阻异常，230米以后由于观测过程中自然场较为复杂，这给资料的解释带来很大的困难，所以反演精度相对较低。L04号线总体地表比较干旱，尤其260米-320米范围内，且接地电阻较大，这给数据采集中带来了很大的干扰，且精度相对较低。在地质勘探线DZKT-00线中地表150米位置下方、320米

图2-2 L00线反演电阻率断面图

-370米下方出现较为明显的低阻异常，其中F2-2号带在L01、

L00、L02、L04号线中的异常反应都比较明显。

图2-3 L01线反演电阻率断面图

图2-4 L02线反演电阻率断面图

图2-5 L03线反演电阻率断面图

图2-6 L04线反演电阻率剖面图

图2-7 DZKT-00线反演电阻率剖面图

综述，经过推测共有两组方向上的构造带，分别为近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4构造带，北东向的F2-1、F2-2、F2-3构造带，由于这些带错综复杂，使得在构造带的产状判断上带来了一定的困难。但总体效果较为明显，达到了预期效果。

3 结论

通过对工作区进行高密度电阻率法地面物探工作，初步查明了工区内断裂构造的情况，存在近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4低阻构造带和北东向的F2-1、F2-2、F2-3低阻构造带。依据已有的资料分析，低阻构造破碎带往往与铀矿化有密切的关系，有必要在该地区进行进一步的工作，查明构造带的分布与矿化

的关系，寻找成矿有利地段。

[1]戴盈磊，王亚会.浅谈高密度电法在隐伏断裂探测中的应用［J］.防灾减灾学报，31（2）：56-59.

[2]邓超文.2007.高密度电法的原理及工程应用［J］.韶关学院学报，S1：66-67.

[3]董浩斌，王传雷.2003.高密度电法的发展与应用［J］.地学前缘，10（4）：171-176.

[4]吴信民，杨海燕，杨亚新，等. 2013.论电法勘探的理论探测深度［J］.东华理工大学学报：自然科学版，36（1）：60-64.

[5]杨发杰，巨妙兰，刘全德.2004.高密度电阻率探测方法及其应用［J］.矿产与地质，18（4）：356-360.

[6]任妹娟，曹福祥.2009.高密度电阻率法在红层区地下水勘查中的应用［J］.中国西部科技，8（166）：51-53.

[7]宋希利，宫述林，邢立亭.2010.高密度电法在地下空洞探测中的应用研究［J］.工程地球物理学报，7（5）：599-602.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-12-154-3

桂永进（1970～），男，本科，工程师，研究方向为铀矿地质找矿。在含水岩体上通常大多以低视电阻率的形式出现，通过低阻带来划分构造破碎带，因而具备开展电阻率法的前提及必要性。