高密度电法在物探工作中的应用分析

喻小兰

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

1 概述

相较于其他探测手段，高密度电法具有非常高的自动化程度，而且具有很高的探测效率，异常形成直观的优点。因此在很多领域当中都有着普遍的应用，特别是地质勘察地质灾害和考古工作方面，高密度电法都发挥着非常重要的作用。在20世纪80年代我国有关部门，对高密度电法应用开展了相应的研究，并结合理论与实际，进一步深入探讨，对有关技术理论逐渐丰富与提升。近年来高密度电法在工程地质调查领域获得了巨大的发展，取得的效果也非常突出。在工程地质调查过程当中，采空区问题不仅具有很强的普遍性，而且还严重威胁到人们的生命财产安全，也因此引发人们的普遍重视。下文当中以拟建尾矿库规划区块物探工作为背景，通过高密度电法对场区范围开展相应的探测，了解和掌握场区范围中有无采空区断裂构造破碎带，为工程建设提供有效指导。此次利用高密度电法开展测量过程当中，共进行三条高密度电法剖面测量，约为640m的施工坡面长度，为320个，主要为2m的点距[1]。

2 研究区的地质背景

2.1 地质概况

①地层。中生代以及晚古生代是该区的主要地层出露，同时还发育新生代以及第四系松散堆积物。充分考虑中生代地层具有较高的含金量和火山沉积绿岩（太古代）建造当中具有普遍富金的特点，岩浆构造在后期中生代地层遭受破坏与进行改造和演化等相关历史。认为该区金矿矿源层主要为中生代地层，处于地球深部喷发的火山物质是金元素的主要来源。②构造。该区当中非常发育断裂构造，展布方向呈现为35°～50°，总体呈现40°方向展布，向南东方向倾斜，角度处于35°～55°之间。在不同岩性接触面发育断裂，构造具有复合性的特点，有一到三条主断裂构成锻炼带，而且这些断裂呈现类似的展部特征，次级断裂发育于主断裂的下盘，和主断裂共同形成“入”字型，断裂带有着宽窄不一的特点，主要处于50m～800m宽度之间，构造在带中较为发育。花岗岩（碎裂状）以及碎裂岩和断层泥（灰黑色）是其主要组成，蚀变带矿化主要发育于断裂带中，是非常重要的空矿断裂带，控制矿田矿脉的二级断裂，主要呈现NNE向以及NE向和NEE向展布，向NW以及SE向倾斜，具有较为陡峭的倾角，主要处于50°～70°，断裂性质属于张扭性。矿田当中的很多矿脉受控于二级控矿断裂。③岩浆岩。该区当中非常发育岩浆岩，侵入岩是其主要类型。依照同源岩浆演化以及脉动理论，共进行超单元（7个）、单元（18个）划分。a单元。在矿区的东部区域上分布，斜长角闪岩是其主要的岩性特征，高角闪岩相变质因素对超单元影响较大。b单元。主要表现为岩基状，发育片理构造。花岗闪长岩以及奥长花岗岩和英云闪长岩是其主要的岩性特征，处于2610Ma～2885.8Ma同位素年龄，在新太古代形成。通过全面系统的研究发现，岩浆在发生侵位时，含金物质从地幔当中向地壳进行带入，同时不断富集下来，成为金矿成矿最初的“矿源岩”。c单元。在矿区的东北部区域上分布，斜长角闪岩是其主要的岩性特征，产出特点主要为包含体特征。d单元，细粒花岗闪长岩（片麻状）是其主要的岩性特征。e单元，含石榴二长花岗岩（中粒）以及二长花岗岩。（含斑粗、中粒）是其主要的岩性特征，这一单元和该区金矿有着非常紧密的联系。f单元。呈现集中的分布特点，展布方向主要呈现为北东南西向，呈现条带状特征。有研究者认为，这一单元和区内金矿成矿物质具有同源岩的特点，同一岩浆系列是二者的主要来源。这一单元当中的岩浆后期热液，是形成金矿床，成矿早期阶段重要的物质来源，这一单元这一单元是形成金凤的重要单元，为形成金矿床提供了丰富的成矿物质。g单元。这一单元和金矿成矿有着非常紧密的关联性。岩浆主要为超单元岩浆，演化侵位时在地壳当中带入一些漫源成矿物质，而且对中生代较为富集的金矿成矿物质大量的进行捕获，并在同一岩浆系统当中混入二者。所以金矿成矿物质主要是有该单元所提供，是重要的同源岩[2]。

2.2 对该区电信特征进行研究

此次测定电信参数过程当中，通过野外露头测量以及标本测量形式来进行测定。前一种方式测定过程当中，主要应用小四级装置进行测量，极距存在很大不同，并反复多次测量同一露头，多次的测量同一岩性，使其代表性尽量提升。选择应用WDYX-1型岩样测试信号源，是重要的供电仪器，由重庆万马物探仪器有限公司所生产，接收仪器相同于野外生产，主要为数字直流激电接收机（WDJS-2型）由重庆万马物探仪器有限公司所生产，为16s供电周期以及200ms断电延时时间，应用40ms采样宽度和二次叠加次数。不同岩矿石物性参数具体参见下表1。

表1 岩（矿）石物性参数测定成果统计表

此次研究区主要的岩石类型包括，含石榴弱片麻状二长花岗岩（细、中粒）以及二长花岗岩（含斑粗、中粒），是研究区的主要岩性特征，通过实测物性参数信息发现，石英脉以及变粒岩和斜长角闪岩以及二长花岗岩（中粒）都表现为高电阻率低极化特征。

3 高密度电法概述

在此次研究过程当中，利用高密度电法开展测量，主要仪器高密度电法测量系统（WGMD-9型），超级数字直流电法仪（WDA-1、1A型）是主要的接收机。重庆地质仪器和中装集团技术中心共同研制高密度电阻率测量系统，系统测量过程当中通过全数字自动化开展测量，自动补偿电极极化以及自然电位漂移，主要应用双重模拟数字滤波技术，使系统抗干扰性大幅增强，更好地保证了数据精准性，可以通过高分辨率电阻率法，开展相应的物探工作。

4 研究内容

4.1 在布置物探工作当中

该区共进行三条剖面布置，开展高密度电阻率测量工作，按照二米的点距进行布设，共设置130道测量通道以及100ms供电延时，为16电极隔离系数。SP（自电）以及VP（电位差）和IP（电流）还有ϱa值（计算视电阻率）通过自动测量来获得，主要的装置为温纳装置，通过皮尺进行丈量之后合理布设测点，共设置30层温施层，共约620m的施工剖面总长，主要为320个，其中各条剖面控制点相对坐标如表2。

表2 各条剖面控制点相对坐标

4.2 整理室内资料处理相关数据

在整理室内资料过程当中，主要在计算机中输入通过高密度电法采集的丰富数据，数据预处理过程当中通过相应的软件，来对电法获得的资料数据开展处理，剔除数据当中的突变点，网格化数据，确保数据更加的平滑，之后通过地电断面进行成像，对电阻率色谱断面图进行绘制，并对电阻率色谱断面图进行模型反演，并对该断面图进行正演。

4.3 评述物探工作量

通过分析研究高密度电法视电阻率断面图，利用该方法进行物探工作应用分析过程当中，有着较为稳定的电法测量电流和电压正负周期波形，具有非常好的测量数据质量，科学合理的选择野外测量工作方法，科学合理的采集有关数据，确保与相关规范要求相符合。

5 研究结果

文章当中通过高密度电法在物探工作应用分析，结合某拟建尾矿库物探工作实际，通过高密度电法开展相应的测量工作，获得电法反演模型电阻率色谱断面图，对各个剖面开展详细的分析。

5.1 I剖面

图1 高密度电法I剖面反演模型电阻率色谱断面

通过该剖面图进行分析研究发现，ϱa值在20点～132点浅部呈现较低的特点，主要处于61Ωm～190Ωm变化范围，水库位置与此低阻区相互对应，通过分析研究由于充水的第四系地层所导致，ϱa值在132点向北侧浅部呈现不断增大的特点，认为岩性是导致这一现象的主要因素。

5.2 II剖面

该剖面顺着水库西侧南北方向进行布设，剖面呈现西南东北向布设，有约200m长，按照两米设置布点点距，共100道测量通道以及30层温湿层。ϱa值在36点～64点浅部具有较高的特点，研究认为，是因地表随着河流岩石出露所导致，ϱa值在深部呈现变大的特点。通过ϱamax=407Ωm在80点圈定高阻异常，实地分析发现主要出露伟晶岩脉，研究认为该脉岩是导致阻值异常主要因素，低阻异常主要分布在140点与160点，主要是因充水的采空巷道所导致。

5.3 III剖面

测线在剖面I的东侧分布，布设于垂向沟的南北侧方向上，有约180m的剖面总长，按照两米布设点距，共约90到测量通道，有25层温湿层，ϱa值在20点～120点浅部呈现较低的特点，主要在33Ωm～200Ωm范围内变化，研究认为浅层的第四系地层是导致异常主要因素。ϱa值在120点向北浅部呈现不断增大的特点，研究认为是因岩性所导致，ϱa值越向深部呈现不断增大的特点，没有突出的阻值异常[3-5]。

6 讨论

综合分析认为，在本次物探工作当中应用高密度电法开展测量，获得的数据资料，通过反复的检查与测量，资料信息十分可靠，利用区内已经获知的高密度资料开展综合性的分析研究，该区有着较为稳定的地层特点，两处低阻异常主要分布在。Ⅱ剖面140点以及160点位置上，研究认为可能是由于充水的采空巷道所导致，不会对尾矿库建设造成影响。