双频激电法在玻利维亚某铜矿勘查中的应用

赵然　徐飞　白慧慧　赵旭阳

摘要：玻利维亚是典型的资源型国家，矿产资源十分丰富。本文阐述了双频激电法在该国某铜矿区的应用，首先通过激电中梯扫面工作圈定出多个激电异常，明确找矿范围，然后通过单极-偶极激电测深工作，进一步查明矿（化）体的赋存部位、分布规模等。

关键词：双频激电法；激电中梯；单极-偶极测深

中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）30-0201-03

0引言

国内的激发极化法研究始于1957年，此时国外对此方法的前景尚有爭议，方法技术也未解决。1959年激发极化法经推广，成为我国在矿产勘查和水文调查应用最广、效果最好的方法之一。何继善院士从70年代初期开始此方面的研究，于80年代前后正式提出双频道激发极化法。

该方法的本质是将特殊波形的高、低两种频率电流信号同时发送和接收，因此与其他激发极化法相比具有抗干扰能力强、受发送电流变化影响小、测量精度高、观测速度快、工作效率高、装置轻便等优点。适合在地形复杂、环境恶劣及干扰较多的地区开展工作。在许多地方均有成功的工程应用实例，尤其在针对金属矿的找矿工作中取得了较好的应用效果。

该矿区以往有部分小规模开采坑，可能开采了少量地表氧化铜矿石，但未见有选矿等其他矿业活动的痕迹。工作区内见有多个小采洞，一般深度10m～30m，但这些工程都没有见有形成原始资料。

2012年～2013年，Compania de Minas Kawsaqi S.R.L.公司在本区陆续完成3个钻孔施工，进尺750余米。其中，其中1钻孔见到4层铜矿体，从浅部到深部，4层矿体单工程平均品位、穿矿厚度分别为Cu2.53%/7.4m、1.03%/2m、1.4%/5m、0.98%/8.7m，铜矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，次为辉铜矿。

为进一步圈定矿（化）体，并确定其产状、走向及延伸情况，在矿区南部地表见孔雀石化区开展激电剖面和单极-偶极测深工作，并对各类岩（矿）石的物性特征进行了测定分析。

1工作区地质和地球物理概况

1.1地质概况

矿区处于东科迪勒拉山脉西侧（西部边缘）玻利维亚南段。在区域上仅有两个有代表的沉积旋回，即Tacsafian旋回和Andean（安第斯）旋回。矿区处于东科迪勒拉Au-Sb成矿带与东科迪勒拉Pb-Zn成矿带的过渡部位。矿区地处安第斯造山带之东科迪勒拉构造带西部边缘。区域构造经历了板块挤压、造山抬升等一系列复杂强烈的演化过程。

矿区地层出露以白垩系一套中基性火山—沉积建造为主，总体呈近南北向带状展布。其中，上白垩统阿诺依菲雅组（K2ar）最为发育，是区内与成矿关系最为密切的层位之一。奥陶系中-下奥陶统地层为矿区最老的基底建造，主要在矿区北东和南部零星出露：新生代新近系、古近系地层主要出露于矿区南东部：第四系地层主要在矿区东部山前斜坡或洼地（沟系）大面积分布。

本矿区铜矿化主要赋存在上白垩统阿诺依菲雅组第三岩性段（K2ar3）中-基性火山岩系，铜矿体严格受北西向、北东向断裂构造控制，沿断裂构造地表形成褪色矿化蚀变带。矿区铜矿石以稠密侵染状-细网脉状、角砾状为主，次为块状、细脉状、脉状和杏仁状铜矿石。

1.2地球物理特征

本矿区同一岩（矿）石的幅频率存成分、结构、构造变化较大。玄武岩幅频率最高，铜矿石次之，砂岩和火山角砾岩极化率低。不同岩（矿）石间的极化率（幅频率）差异特征可作为本区开展激电工作找矿和矿床评价的地球物理依据。

2工作技术与方法

仪器使用中南大学自主研发生产的S0-3C双频激电仪，接收机可同时观测来自地下含有两个主频率的电场信息，获得低频电位差ΔU_fD和高频电位差ΔU_fG，并计算视幅频率（F_s）和视电阻率（ρ_s）。视幅频率Fs=（ΔU_fD-ΔU_fG），△U_fG×100%，其物理意义和极化率一样，都是描述激发极化效应的重要参数。

①激电中梯扫面：采取一线供电多线测量的工作方式，AB=900～1200m，MN=40m，点距40m；测量区间=2/3×AB，旁测线距供电线最大距离200m；工作频率4-4/13Hz。图1为激电中梯扫面的工作示意图。

②激电测深剖面：采用单极一偶极装置，一个测点测量10个MN偶极深度（n=1～10）：B为无穷远极，位于剖面的中垂线上，MN=40m，工作频率4-4/13Hz。图2为激电测深工作示意图。

3异常的解释与验证

3.1激电异常平面特征

图3为区内视幅频率F_s和视电阻率ρ_s等值线平面图，测区共获得F_s异常4处。

3.1.1视幅频率平面异常特征

本区的F_s异常幅值不大，测区视极化率值变化在0.09%～3.68%之间，平均值为1.7%。从视幅频率异常等值线平面图可见，测区西部视极化率值高于东部，南部视极化率值高于北部，尤其在西南部，出现较大面积异常区。异常走向基本为南北向，局部走向北西，与地层展布基本吻合。

F_s1异常：位于6线82点～9线86点之间，异常走向近南北向，异常范围为100m×400m，F_s峰值3.7%，对应视电阻率为167～416Ωm，对应地表地层为K2ar3，地表见孔雀石化。推测该异常由深部金属硫化物的局部富集引起。

F_s2异常：位于4线50点～9线64点之间，异常走向近南北，异常范围为200m～500m，F_s峰值3.2%，对应视电阻率为202～527Ωm，对应地表地层为K2ar2，地表见孔雀石化。推测该异常由深部金属硫化物的局部富集引起。endprint

F_s3异常：位于4线20点～6线26点之间，异常走向北东，异常范围为100mx400m，F_s峰值3.2%，对应视电阻率为289～538Ωm，对应地表地层为K2ar3，地表无矿化。推测该异常由深部金属硫化物的局部富集引起。

F_s4异常：位于2线32点～4线46点之间，异常走向北北东，异常范围为120m×400m，F_s峰值3.2%，对应视电阻率为181-378Ωm，对应地表地层为K2ar3，地表见孔雀石化。推测该异常由深部金属硫化物的局部富集引起。

3.1.2视电阻率平面异常特征

本区视电阻率值不大，测区视电阻率变化范围39-649Ωm，平均值为228Ωm。测区视电阻率呈现西部高东部低的特征，西部高阻异常区与安山玄武岩的分布范围吻合。北部边缘高阻异常没有封闭。

3.2局部异常的综合分析

为确定F_s1，F_s2，F_s3，F_s4这四个异常地段矿（化）体的空间分布状态，布设了C6激电测深剖面，并进行了反演，异常图见图4。

C6测深剖面长1080m，点距40m，方位0°，垂直穿过上述四条异常带。在120号点至240号点，有一激电异常，幅频率最大值为3.67%，该异常为低阻高极化，异常封闭，异常中心位于地表下约50m。在320号点至480号点，有一激电异常，幅频率最大值为3.9%，该异常为低阻高极化，深部异常未封闭。在520号点至600号点，有一激电异常，幅频率最大值为4.0%，该异常为低阻高极化，异常位于地表，在520点附近见到孔雀石。在680号点至840号点，有一激电异常，幅频率最大值为9.5%，该异常为低阻高极化，异常为封闭。在1000号点至1120号点，有一激电异常，幅频率最大值为6.69%，该异常为低阻高极化，异常封闭，异常中心位于地表下约90m，在1040点位置地表见到孔雀石，推断为深部硫化物富集体引起。

4结论

①通过本矿区激电工作，发现四处激电，其中F_s1，F_s2，F_s4呈中低阻相对高极化异常特征，F_s3呈高阻相对高极化异常特征，并揭示出矿区以北西断裂为主，为确定矿床成因提供了物探依据。②经钻孔验证，激电测量成果表明区内氧化型铜矿化体具有中等幅频率的特点，并且礦体所处位置的岩石种类不同，对应的视电阻率值零乱。③异常与已知矿体的分布十分吻合，表明激发极化法在本区寻找含金硫化物矿是有效的，资料是可靠的。endprint