伪随机抗干扰电法在河北省西北部矿集区找矿预测中的应用分析

段凌峰

摘要：在河北省西北部矿集区，优选预测区，以金、银、铅锌为主矿种，开展深边部地物化综合找矿，运用“三位一体”的研究思路，构建找矿预测地质模型。本次电法工作使用新一代KGR-1B型伪随机抗干扰电法仪，通过激电中梯扫面和三极测深工作，在勘查区圈定了10处激电异常，利用res2dinv软件进行反演，在其中3处成矿有利地段解释推断出极化体的空间分布特征，通过钻探验证在已知矿边部发现了隐伏的银铅锌矿体。

关键词：抗干扰；电法；时间常数

笔者主要阐述激电中梯和三极测深在河北省西北部矿集区找矿中的工作成果及分析，以及伪随机抗干扰电法在已知干扰矿区中的运用效果及其特点。经实践应用分析，在干扰矿区伪随机抗干扰电法仪性能优于传统的电法仪器，找矿效果显著。通过对圈定异常的解释推断-电测深反演-钻探验证，最终发现了铅锌银矿体，取得了很好的找矿效果。

1.方法原理

本次电法工作使用仪器为北京勘查技术工程有限公司生产的新一代KGR-1B型伪随机抗干扰电法发射机和接收机。

干扰环境下的电法勘探，实际上是在低信噪比甚至是负信噪比环境下的系统辨识问题。然而地面上发射的供电信号，在深部矿体上产生的响应信号异常非常容易衰减。即使供电信号达到目前工程的极限200千瓦，异常信号也很可能会淹没在工业杂散电流之下，达到-40dB以下。当干扰信号在我们工作关心的频带内时，单纯用滤波、多次叠加和简单的频率域积分已经无法克服。传统的电法仪器及信号处理方法无法解决这个问题，而抗干扰电法仪优于传统的电法仪器。

仪器特点：其具有极强的抗干扰能力；一次观测可获得大地的瞬变响应和频谱，完成时间域和频率域观测；能通过多次叠加和其它数据处理压制干扰；发送机和多道接收机分置，不需太大的功率；观测系统轻便快捷。

2.预测区地质概况

2.1地层

工作区地层出露太古界单塔子群变质岩及第四系。

南东部地层岩性主要分为两种，即黑云角闪斜长片麻岩（Ardn）和斑状混合岩（Bh）。

由于片麻岩遭受不同程度混合岩化，该区岩性除大理岩（Mb）、角闪斜长片麻岩外，还有均质混合岩（Jh）及各种混合岩化的片麻岩（Ar）。

2.2构造

预测区位于北北东向上黄旗穹断束北段石缘四岔口～青石砬断裂带东侧，构造极为发育。构造线方向以北北东向为主，北西向和北东向次之。

2.3岩浆岩

区内岩浆活动具多旋回性，岩石类型多样。喷出岩以晚侏罗世流纹岩、流纹质凝灰岩为主，分布于测区外部西侧和北侧。侵入岩以花岗岩（r）为主，分为早期的粗粒花岗岩和晚期的细粒花岗岩。

2.4地球物理特征

岩矿石物性特征见表1。

本区岩矿石电性η、ρ参数，具有如下物性特征：

（1）大理岩、混合岩极化率值较低，中高阻，一般不会引起明显的激电异常。

（2）花岗岩、角闪斜长片麻岩极化率值较低，中低阻电性特征，一般不会引起明显激电异常。

（3）硅化角砾岩、铅锌银矿属高极化、中低阻电性特征，能引起明显激电异常。

（4）石墨化混合岩具有高极化、低阻电性特征，能引起明显激电异常。

综上所述，硅化角砾岩、铅锌银矿与围岩有较明显的电性差异，具备本次电法勘查的地球物理前提。

3.野外工作方法与技术

3.1激电中梯测量

使用仪器为新一代伪随机抗干扰电法仪。面积测量1/ 1万22km2（2.75km×8 km），测网密度（100×20）m，供电电极距AB=4300m，测量极距MN=40m，测线方向90°，观测区段为极距中间段的2/3AB，跨线距小于1/5AB。

3.2电测深测量

采用三极测深装置，共完成了三条测深剖面，物理点100个，AB距最大4000米。

三極装置如下图所示：

（1）极距长度

设每条剖面中心点的坐标为0m，为保证达到任务书要求的勘探深度，最远的A极位于-2000m和2000m的位置。为保证勘探精度，每条剖面设置了50个极距。无穷远极位于测量剖面的中垂线上，为保证信号强度及数据质量，无穷远极距剖面中点的距离为5km。

（2）MN长度

根据开工前的实验结果及扫面工作方案，本次测深工作MN长度为40m。

（3）参数选取

根据实验结果，本次测深工作的参数选取与中梯相同：为码片长度2000，码片宽度6。

4.资料解释推断与验证

4.1激电中梯异常解释分析

全区共发现激电异常3处，编号为D1-D3，时间常数（I. P.）背景值一般为0.5msec。其中分布多个较高值（I.P.）小异常。

D1异常共编7个小异常，位于测区西北，地表出露大理岩、混合岩化角闪斜长片麻岩地层，南段处于南北及东西向断层交汇部位，且穿插正长斑岩脉，是成矿的有利地段。

D2异常共编4个小异常，位于测区中段偏北，地表出露有粗、细粒花岗岩地层，处于成矿构造F1断裂带，赋存于接触带硅质角砾岩中。异常为埋藏较深的银金矿（化）引起。

D3异常共编2个小异常，位于测区中段偏南，地表出露有细粒、粗粒花岗岩地层，处于F1断裂带周围，赋存于花岗岩与混合岩接触带的蚀变破碎带中，是成矿有利地段。

4.2激电测深异常的解释推断

在上述异常有利地段，布测了3条测深剖面（K1、K2、K3）。下面主要阐述测区北部D1异常K1剖面。

K1剖面穿过扫面圈定D1异常区。1020-1036号点存在一向西倾斜的高极化体，该异常体在电阻率方面浅部（标高大于1000m）表现为中高阻，深部（标高小于1000m）表现为低阻，扫面结果在这段区域同样呈现高极化特征，推测为混合花岗岩与大理岩的接触部位，硫化物富集，可能存在矿化。1068-1072号点附近存在一向东倾斜的高阻高极化体，延伸约180m，该异常在扫面结果上同样有表现，对应地质剖面上的矿化带，且有继续向深部延伸的趋势，推断为向东倾的构造破碎带，有良好的找矿前景，可进一步分析和研究。

4.3钻孔验证

为验证激电异常，在K1剖面的1068点实施了钻孔（ZK1），孔深200米。发现了铅锌矿体。

5.结论

伪随机抗干扰电法在老矿区评价过程中作用表明：该方法在地形复杂、工业电磁干扰较大以及采矿影响等方面测得数据优于普通激电仪，其具有效率高、轻便快捷，抗干扰能力强等优点，值得推广。

参考文献：

[1]傅良魁.激发极化法[M].地质出版社， 1982.

[2]张胜业，潘玉玲.应用地球物理学原理[M].中国地质大学出版社， 2004.

[3]刘天佑.地球物理勘探概论[M].地质出版社， 2007.

[4]李金铭.地电场与电法勘探[M].地质出版社， 2005.

[5]刘国兴.电法勘探原理与方法[J]. 2005.

[6]郭胜军.瞬变电磁法（TEM）在工程地质勘查中的应用[J].西部资源， 2013（05）.

[7]刘福兴，刘璐，刘佳林，等.浅层地震和高密度电法在走滑断层探测中的应用[J].西部资源， 2017（01）.

[8]徐勇，陈林，管文慧.变频法电磁耦合效应校正原理与实例[J].西部资源， 2012（04）：190-191.