井中激电在金属矿产勘查中的应用效果探讨

张 鼎

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250100）

我国地域辽阔，金属矿实际勘查过程中，仍存在部分缺陷难以解决，如深部盲矿探查。井中激电作为勘查多金属及贵金属硫化物矿床核心方式之一，特别针对探查深部盲矿具有较佳成效，有效应用该勘查措施，切实扩大钻井控制范围，提升地质工作质量及成效。井中激电主要包含三种工作方式，即地-井测量、地面供电以及井中测量，不同测量方式最终呈现结果具有一定差异性，所以需把控其工作方式误差点，并将其降至最低，确保勘查成果质量。

1 井中激电探测要求

传统金属矿产探测方式，主要以曲线形态，判定地下异常物体分布及形态变化，而针对井中激电探测方式而言，其探测方式多样化，需正确掌握探查技巧，被测目标不仅应实施梯度测量，而且应确保进行点位测量，将电位测量最终结果利用公式转换，此种方式可确保被测目标实际梯度分布，具有较强的全面性及准确性。应用井中激电方式勘查金属矿产时，若遇特殊状况，如全孔充水等，同点多次读数正负值尽不相同，增加点位实际数值读取难度。因此，针对上述问题，可适当将被测点位电阻加大，如此电位差也随之增加，总电场差值增加后，利用井中激电测量方式，便可确定其数值。

2 井中激电在金属矿产勘查中的应用要点

2.1 准备工作

金属矿产勘查实际工作之前，需高质量完成各项准备工作，准备工作作为金属矿产勘查成果核心保障，主要从以下几方面做好准备：①根据地质勘查任务目标，掌握地质及施工现场状况，将钻井相关数据资料汇总，包含井深、井径、液面高度等。抽调专业人员对勘查中设备进行检查，确保其相关技术性能满足实际要求。②将设备合理安排于井场中，牢固绞车和滑轮，且两者应具有一定的通视距离，精准测量电极系记录点与电缆零记号间的距离，其深度计算需以地表为初始点。③需较大供电电流时，应适当将接地电阻降低，可通过增加电极数量等方式，不建议直接增加供电电压。大于3倍背景值属于异常状态，其中一个异常值应具有三个侧点控制。

2.2 工作方法

2.2.1 地-井测量

将两个供电电极分别放置于地面，分别表示为A、B，将A电极与井口实际距离表示为r，将供电电极B布设于∞，将被测电极M、N放置于井中进行探测，该工作方式核心特征是，一方面基于钻孔，促使被测物体倾向于测量电极，从而使激电出现显著异常；另一方面，可灵活调整电极A位置，促使被测目标极化方向和强度。根据实践研究表明，该方式中激电出现异常状况，与r数值密切相关，伴随r数值增大，其探测范围也不断增加，两者并非呈现为正比关系。实际勘查过程中，根据其钻孔深度，最终确定其r数值，深度不超过500m，应选取100m～300m；孔深度处于500m～1000m，r最终取值应为300m～500m。同时，采用梯度装置时，应严格控制供电电极B与井口距离，通常其与井深度之比为2:1，选用电位装置时，应与井深度之比为5:1。该工作方式应用，通常涉及两个参数是视极化率、二次异常电位差。其中视极化率与实际测量二次场电位差成正比，与实测总场电位差成反比，二次异常电位差主要与背景值选取密切相关，伴随其背景值增大，二次异常电位差减小。其误差主要源于以下几方面：①供电电极B处于无穷远距离时，观测点产生的电位引起误差；②仪器设备、线路布设缺乏合理性，造成一定的误差，所以选取测量设备过程中，需确保其仪器灵敏度较高；③点位缺乏准确性引起误差，所以应严控其点位实际位置；④实际测量过程中，供电电流引起误差，需时刻观察其电流；⑤自然电位、电极电位发生变化，以及外来干扰引起误差等[1]。

2.2.2 井-地测量

将电极A放置于井内初期设计深度，电极B布设于无穷地面，测量电极M、N处于地面上，依照相关测量线进行测量，针对钻孔未穿过矿层井旁盲矿，可将电机A布设于异常最大深度上，B极至井位连线应垂直于测线。其测量方式选取主要包含三种方式，即剖面测量、向量测量以及井-地方式激电测深。首先，选用剖面测量方式，主要包含两方面，即横剖面、纵剖面。横剖面主要指，将平行测量线布设于地面上，应保持测线方向与矿体方向垂直，其线距需根据勘查研究程度确定，通常确定为40m，点距保持10m～20m，MN极距与点距保持一致，测线长度若想保证异常完整性，可适当将某些地段进行加密。选用横剖面测量，其工作效率较高，不足之处是仅利用电场沿线分量，未充分完整应用整个极化场矢量，缺乏一定完整性。特殊状况下，为有效实现矿体走向可控化，在矿上方增设相关的剖面测量。其次，向量测量。保持供电电极A、B电流一定条件下，将被测线路上测点进行标识，最终依照其横纵坐标获取相关矢量。向量测量方式，可突破上述剖面测量瓶颈，具有一定的完整数据，但其测量工作量增加，数据计算汇总复杂，且呈现曲线形态复杂。最后，井-地方式激电测深。其观测方式主要包含两种：其一，在地面主剖面上设定被测点，调整电极A的位置不断变更其供电深度，最终完成观测；其二，在孔中不同位置固定相应的A电极，逐一测量其电极。第一种方式优势受外界影响因素较小，钻孔深度不断增加时，可适当将MN距离增大，反之缩小；第二种方式A极点数与位置依据，取决于地质实际状况，一般布设两个充电口，分别置于井口、底部[2]。

2.2.3 井-井测量

金属矿产实际勘查过程中，需掌握其临近岩层是否衔接，可选用一侧使用单极固定、另一侧选取双极移动观测电位差，供电电极应处于矿层中心与上下界面附近，便于比较测量成效。通常将其测点距设置为10m～20m。需明确井内之外是否存在盲矿，应采用单极或双极固定供电，选用其核心参数为二次异常电位差，若有必要可将供电井和测量井互换，明确其最终测量结果。供电井中供电点布设间距，以及测量井中间距布设，需根据实际状况选取。

2.3 井场记录

金属矿产勘查过程中，进行点测时应将其全部涉及数据记录，并严格计算其相应参数数据，一旦发现异常点可就行重复观测。针对异常或曲线变化幅度较大区域，应适当加密测点最终将测点打印。全部原始记录禁止进行修改，需确保其数据准确性。

2.4 质量检查

金属矿产勘查过程中，使用上述测量方式，其视电阻率、视极化率应进行检查测量，检查工作需在该项工作完成之后，于相同位置进行，其点数与井段应保持测量工作10%。检查点火井段时，应针对异常控制井段质量进行均匀控制，当其实际测量值超过3%时，判定其质量应选用相对误差，不超过3%可使用绝对误差。测量质量评价分为两级，如表1 所示[3]。

3 井中激电在金属矿产勘查中应用实例

3.1 项目概况

该金属矿普查区位于一向斜北部，地层整体倾向于南部，其内部构造存在断裂，以横纵向为主，岩体内存在大量的接触带。该岩浆岩层入体两种方式，斑状花岗闪长岩、二长花岗斑岩。该矿区内部矿石具有较强的极化率，可能对激电造成影响，其他岩层基本处于2%，钻孔中黄铁矿极化率均值是10.85%，黄铜矿均值是6.37%，其与未矿化的花岗岩石存在一定差异性。本区域内浆岩磊岩石电阻率较高，其中二长花岗斑石最高，电阻变化范围大。

3.2 工作方法技术

该金属矿分别使用井中激电、地-井方式点位测量，井中激电在井下布设选用梯度装置，实现井中供电、测量。将供电电极B布设于井口位置，将A、M、N放置于井下。电缆下降时，测定其供电脉宽是5秒，通常井段点距为5m，待常规测量完成之后，选取核心井段进行检查测量。地-井方式测量，主要将其供电电极A、B分别放置于地表，将A放置于钻孔各方位，与钻孔距离保持80m，将B放置于钻孔无穷大处。

3.3 测量成果和解读

根据该项目实际测量，测量井段分别是95m～530m，最终测量其异常井段主要包含5个阶段：第一阶段，140m～145m，其视电阻率最低值为570，视极化率最高7.2%，其岩层主要为泥质粉砂岩层，并伴有少量的黄铁矿；第二阶段，235m附近，其低阻高极化特诊较为明显，存在黄铁矿；第三阶段，315m，视极化率最高达8%，对应泥质粉砂岩层，存在少量的黄铁矿化；第四阶段，365m，其视极化率是18%，存在黄铁矿化，局部主要以脉状分布；第五阶段，其视极化率最高8%，含有少量的黄铁矿化。通过应用激电测井，表明黄铁矿化具有显著的低阻高极化，且其含量与极化程度成正比。

4 结语

井中激电方式属于一种快速探测方式，不仅提升金属矿产探查效率，而且确保最终勘查成果的准确性，成为现阶段水文调查、金属矿探查最行之有效方式，特别是确定深部盲矿具有良好的成效，其中主要包含三种测量方式，其云存在优势及不足，各项参数确定需准确，其与最终计算结果精准性密切相关，选用实际测量方式，应根据金属矿产实际结构决定。