岩（矿）石电性参数测定方法研究与应用

黄文清

（江西省地质局第六地质大队， 江西鹰潭 335000）

电法勘探的物性基础是勘查对象与围岩存在电性差异，根据这种岩（矿）石之间电学性质差异来寻找金属矿和解决水文地质、工程地质中某些地质问题的一类物探方法。进行电性特征的标定和电性参数的研究，是决定能否采用电法进行勘查的重要物性前提［1］。本文拟对常见的电性参数测定方法进行试验工作，主要选取了露头小四极法、小极距测深法和标本法3种方法进行电性参数测定，并分析各方法解决某些地质问题的有效性与适用性。

1 电性参数测定方法介绍［2］

1.1 露头小四极法

露头小四极法是在岩（矿）石露头、槽探、坑道等基岩露头的地点进行电性参数（视极化率、视电阻率）测定的主要方法。要求所测单一岩性岩（矿）石的露头直径比所用的AB极距大一倍以上，且向下延深应大于AB极距，在露头中间部位测定。

1.2 小极距测深法

小极距测深法是露头测定的一种，一般选用小极距对称四极测深装置，在浮土或覆盖层不厚的条件下，通过人工供以微弱的脉冲电流，在中心位置采用接收电极接收信号达到对下伏地层岩（矿）石的测定。加大供电极距以保证能够观测电性参数的尾支渐近线变化趋势稳定，从而可以了解起伏地形下岩（矿）石的（视）电阻率和（视）极化率的测定方法。

1.3 标本法

标本法是对野外采集的标本在室内进行直接测定，主要有封腊法、泥团法、标本架法等标本测定方法。封腊法是将标本置于瓷盆中，把标本的三个面与盆壁间用石腊或橡皮泥密封，使其两边的水仅可由标本内渗过从而达到测量电性参数的目的。

2 工区简介与测定方法

2.1 工区简介

工区位于云贵高原西北部，地处横断山东侧、金沙江东岸大雪山山脉南延余支的山岭地带，为中低山丘与山间盆地及溪沟相间的波状起伏地形。主要地层有三叠系湖泊相的白云岩，侏罗系砂岩与泥岩，局部沉积灰岩并夹杂少量白云岩。主要含矿层是一个火山碎屑岩的透镜体，下部以火山角砾岩数量较多与火山碎屑堆积厚度大的火山喷发特征岩性；上部为厚度较小的角砾凝灰岩与凝灰岩特征岩性。矿体形态呈层状、似层状展布。

2.2 测定方法［3］

根据电性参数的测定与进一步工作的需求，在工区测量了2条岩性剖面，包含了主要岩性、构造、矿体信息，并测定了一条典型剖面，岩性相对简单，厚度较大，有岩体露头及钻探编录信息。试验中选取了与成矿作用有关的岩（矿）石，主要是针对石英钠长岩、云母石英片岩，含矿石英钠长岩，含矿云母石英片岩等四种岩（矿）石进行测定。

测定仪器采用中装集团重庆地质仪器厂DZD-6多功能直流电法仪，仪器的主要技术参数电压测量精度±1%±1个字，视极化率测量精度±1%±1个字，电流测量精度±1%±1个字，自然电位补偿范围±1V。

（1）在露头上采用小四极方法，主要装置和技术参数包括：供电极距10m，接收极距2m，且O、O′重合。采用双极性脉冲供电方式，供电周期32s，供电时间8s，延迟200ms，第一子样宽度40ms，叠加4次，测量结果为测量的平均值，测定结果如表1。

表1 露头小四极法电性参数测定表

（2）在一薄浮土覆盖层的岩（矿）石区域，经过踏勘资料和先期资料查明为同岩性地层，具有小极距测深的物性基础。装置系数采用的供电极距从1m开始，采用等比例测深方法。经过现场曲线描绘和分析，在供电极距为128m（共8次）时可见明显的尾支渐近线特征，测定结果如表2。

表2 薄浮土小极距测深法电性参数测定表

（3）选择具有明显的特征岩性标本各16块，在室内采用封腊法测定，将标本的三面用蜡与瓷盆三面封死，使电流只能通过岩样进行导通，将接收电极紧贴在岩样两侧，统计观测值，对于装置系数计算电阻率时采用样品截面积(S)和样品厚度(L)，测定结果如表3。

表3 封腊法电性标本参数测定表

3 岩（矿）石物性参数处理与分析［4-5］

上述三种测定方法计算（视）极化率和（视）电阻率时，通常采用以下公式：

式（1）和（2）用于露头小四极法与小极距测深法计算视极化率与视电阻率；式（3）和（4）用于标本法计算极化率与电阻率。

采用三种岩性测定方法的（视）极化率如图1所示：

图1 岩性（视）极化率参数测定示意图

由图1可知：

（1）三种方法测定的（视）极化率在统计方面具有良好的一致性，指示三种测定方法均具有测量统计和岩性（视）极化率的电法及地质意义。

（2）含矿岩石的（视）极化率大于不含矿岩石（视）极化率，这为进行电法找矿提供了电性参数基础。

（3）采用三种岩（矿）石测定方法测定的数值有较大差异，其中对称小极距测深法数值最小，露头小四极法数值次之，标本法测定的数值最高，并且标本法测定的极化率比小极距测深法测定的视极化率大1～2个数量级，露头小四极法测定结果是小极距测深法的数倍。

采用三种岩性测定方法的（视）电阻率如图2所示。

图2 岩性（视）电阻率参数示意图

（1）三种方法测定的（视）电阻率在统计方面具有良好的一致性，指示三种测定方法均具有测量统计和岩性视电阻率的电法及地质意义。

（2）含矿岩石的（视）电阻率小于不含矿岩石的（视）电阻率，这为进行电法找矿提供了另一个电性基础。

（3）采用三种岩石测定方法测定的数值有较大差异，其中小极距测深法数值最小，露头小四极法数据次之，标本法测定的数值最高，并且标本法测定的电阻率比小极距测深法视极化率大1～2个数量级，露头小四极法测定结果是小极距测深法的数倍。

4 结论

（1）通过与钻孔ZK2901、ZK4101地质编录和激电测井、侧向测井资料对照，小极距测深法测定的岩（矿）石电性参数与所处测量结果最符合，分析认为，该方法野外测量的数据不仅有目标岩（矿）石，还有围岩、构造、断裂体等影响，由此形成的是极化率和电阻率的综合效应；其次是露头小四极；标本法由于没有围岩等影响，测定结果显著偏大。

（2）从上述三种电性参数测定结果和统计分析，每种方法均具备一定找矿意义。但三者由于测定方法的差异，不能够混合使用与整理，在同一工区根据勘查任务和地质特征选择其中一种方法测定电性，否则容易出现假异常：当覆盖层较薄、覆盖层与岩（矿）石有明显的电性差异时，可以采用小极距测深法，对于分析视极化率和视电阻率平面拟等值线图具有重要的指导作用；当覆盖层很薄或基岩裸露区，可以采用露头小四极法，对于研究岩（矿）体沿平面展布、规模、延展性和勘查成果解释具有直接借鉴意义；对于地形切割特别厉害，水网密布的地区，地质构造又尤其复杂的地区，采用标本法测定不仅能够排除众多的地质因素，更能取得显著的电性参数结果。