1、113地质勘探Geological prospecting探讨多金属矿区中激电法物探技术的应用马冬，史良乾，叶霈摘要：近年来，我国的经济、科技获得了飞速发展，社会各行业对金属能源的需求也在不断提高，从而进一步促进了金属探测技术的飞跃。在应用于多金属矿区的探测技术中，激电法物探技术是一种新型技术，主要利用金矿石所产生的电磁场来分析各种矿物质的种类，并准确预测金属矿的分布特点。本文首先介绍了多金属矿的分布特点，继而介绍了激电法物探技术，最后结合具体的多金属矿区探测案例，探讨了激电法物探技术的应用方法。关键词：多金属矿区；激电法；物探技术；应用多金属矿资源为各种生产性行业的发展提供了源源不断的生命力
2、，多金属矿区的探测与开发直接关系我国金属资源的利用率，对于国民经济、工业、尖端技术的发展具有重要意义。新时期下，社会对金属矿资源的需求也在不断提高，自改革开放以来，我国进入了经济飞速发展时期，多金属矿区的探测技术的研发也取得了可喜成果，从最初单一的探测技术逐渐向多元化技术发展。激电法物探技术在多金属矿区的探测工作中具有突出优势，但应用难度较大。如何克服激电法物探技术的实践困难，成为多金属矿区探测工作研究的重点课题。1 多金属矿区的特点分析1.1分布特点我国地大物博，幅员辽阔，但同时资源分布十分不平衡，从北部地区到南部地区，各矿区的分布特点各不相同。正因如此，本文主要集中研究一个矿区，矿区背部资
3、源有变质砂岩、变粒岩、云母石英片岩等。南部资源包括粉砂岩、凝灰质砂岩等。矿区历经长时间、反复的挤压与拉伸，在漫长的变迁过程中，矿区内部结构发生了无数次的聚合与裂解，最终形成极为复杂的地质层。矿区为东北-西北走向，多样化的地质特点为多种金属矿的聚集创造了有利条件。1.2物性参数特点要想确定多金属矿区的物性参数，需要全面分析类似矿区的实地勘察资料，通过对资料的研究，发现矿区内变质砂岩、变粒岩、云母石英片属于高阻低级化率；凝灰质砂岩、粉砂岩属于中低级化率。1.3成分特点实地勘察发现，矿区主要为东北与西北走向断裂的次一级断裂所控制，矿区内包含凝灰质砂岩与变粒岩两种类型。矿物质成分有金、银、铅、锌、铜等
4、，矿体主要集中在断裂破碎带和蚀变带，矿体产生和矿区结构、规模密切相关，但和矿岩的岩性并无太多关系。2 激电法物探技术概述全面掌握不同矿石之间的电性差异，是物探技术的主要原理，在此基础上研究电场的分布特点，然后查询地质构造形态，并根据结构形态探查地下金属资源的存储情况。户外勘察工作中，技术人员应根据实际情况和探测要求选择仪器、设备，常用的仪器有SQ-3C双频激电仪与多频模组，该仪器可以自动消除电磁耦合，且具有良好的中小功率兼容性以及抗干扰能力。结合地形特点、探查任务、地质条件等多种因素选择级距，刨面采用三级排列方式，装置序列：a=20m，n=3。然后严格按照地质勘察的要求布设对测网，线距与点距均
5、为10m，刨面长度400m。激电法主要采用时间区域模式，同时结合岩层分布与矿石的电极效应排布电场。在多金属矿产资源中，电场排布会产生大量电磁效应，为激电法物探技术的应用提供了基本原理，通过电磁效应以实现对矿区的探测。总体而言，激电法物探技术是在高频检测的基础上，遵循电磁检测原理完成工作。如果在运用技术的过程中发现电磁现象、成像效果出现异常，则应根据电磁效应下的电磁法、激电法共同探查矿床中岩层结构的特点，然后在实验中获得数据，为激电法的应用提供参考依据。理论上，激电法能够充分满足普通多金属矿区的探测要求，然而，真正将激电法应用到实践中，却会发现理论设想的困难。技术应用过程中经常出现异常状况，比如
6、受到电磁波的干扰，导致矿区探测结果失真。近年来，随着物探技术的发展与完善，激电法也越来越成熟，应用激电法探测多金属矿，基本能够客观呈现矿区内的岩石层分布规律，明确地质中存在的不确定因素，为实地勘察减少了大量工作，降低了探测误差，而且更容易了解金属矿资源的真实情况。激电设备中的电极受到外界电场的影响，信号载体的导体114地质勘探Geological prospecting会产生电位，在外部电源数值很大的情况下，电子系统内部会形成稳定的自我排布方式。将激电法应用于电子设备内部，能够调整设备电位偏高问题，继而产生一系列完整的化学、物理反应。3 激电法物探技术的应用难点激电法是探测多金属矿区的重要技术
7、，经过多年的发展，激电法物探技术在理论上已经十分成熟，实践应用中也取得了可喜成果，利用激电法物探技术探测多金属矿区，为我国的资源开采与利用做出了重大贡献。然而，正如前文所述，激电法物探技术在实践中很容易被外界因素所干扰，尤其是规模较大的建筑、设施所产生的电磁场，会对激电法物探技术的应用造成不良影响，很大程度上制约了矿区探测效率。周围环境也是影响探测工作的重要因素，在应用激电法物探技术时必须充分考虑到各种影响因素，提前采取有效措施消除外界因素对探测工作的干扰。断层岩、岩层、金属矿的分布情况为矿区资源的探测、开发创造了有利条件。探测人员想要明确找矿方向，通常需要以断裂带类型为依据，实践中，探测人员
8、需要了解具体的断层矿脉。比如，在中元古代双桥、石岩系地层勘察到了断裂铜矿床，具有大规模、品质优秀的矿产资源。随着探测工作的深入，在二叠纪地层中又发现了岩铜矿石。从而为后续找矿明确了方向。通过技术检测会发现区域内石灰岩地质结构的特点，岩性活跃度较高，随着地质元素的不断演化，很容易出现岩溶问题，因此出现了金属材料物质交换。地质人员在长期的找矿工作中发现区域内的地层间缝隙发育较好，为熔岩液体与燕山期岩石的移动、存储提供了良好环境。岩石在持续的移动中不断吸收周围矿物元素，自身的强度、结构也会随之发生改变。在地质勘察中发现，地质结构中含量较高的中酸性岩有铜、锌、铅等，二叠纪与中石炭纪的接触面，是重点探测
9、硅型铜金属矿资源的区域。探测人员可在矿区外的深孔礁岩中应用钻孔技术，发现铜矿金属资源，矿体所处深度为zk4210，随着探测深度的不断增加，矿物储备量也会随之增加。现阶段，找矿工作主要集中在金属矿床，尽管部分地区的金属矿物资源比较多样化，但以目前的技术，仍然以火山岩型矿床作为主要的找矿方向，矿区属于矿化类型，需要综合考虑金属矿的外在矿化特点，比如，当地表出现氧化锰矿体或者褐铁矿时，则需要在底层上方发掘铁锰矿，在底层下方探测铜、铅、锌等矿。目前，寻找金属矿资源的依据主要是参考地表构造标志。在探测多金属矿区的过程中，还应准确预测隐藏矿与低级矿，要求探测人员能够掌握隐藏矿的分布特点，用物理探测组合全面
10、探测矿区，详细记录各个地段的矿资源分布情况。低级矿通常处于偏僻位置，以目前的激电法物探技术很难准确得出探测结果。在探测矿区的过程中，考虑到异质体与金属矿都是一种良性导体，而且异质体会发出与金属矿十分相似的反馈信号，探测人员在应用激电法物探技术的过程中应重点分析这些异质体，以免与金属矿资源混淆，影响探测结果的可靠性。尤其是在成矿条件十分复杂的地区，探测人员应该进一步明确找矿方向，提高矿产资源开发的有效性，避免找矿的盲目性，结合实际情况选择勘查技术，提高矿产资源的开发效率。4 激电法物探技术在多金属矿区中的应用4.1矿区概况分析本文研究的矿区位于宗务隆山-青海南山晚古生代-早中生裂陷槽，矿区内岩浆
11、活动比较频繁，内地层暴露比较充分，地质结构复杂，金属矿资源丰富，已经发现矿床点与矿化点18处，主要为铜矿、镍矿、金矿等。铜金多金属的类型主要是矽卡岩型，矽卡岩型矿床位于三叠系隆务河组地层，矽卡岩型矿床所需要的物质、热源主要来自中酸性岩浆活动。总体而言，该矿区的地质条件十分优越，找矿前景乐观。研究区域位于泽库弧后前陆盆地的西南角，按照从老到新的顺序，区域内的地层依次为：三叠纪隆务河组（T12l）、新近纪临夏组（N2l）、第四纪（Q）地层。隆务河组岩性属于一系列砂岩、板岩夹矽卡岩化粉晶灰岩，局部地段夹杂了不稳定砾岩。矽卡岩化粉晶灰岩中含有矿岩层；临夏组岩性组合特点：下部是砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂
12、岩，上部是复成分砾岩、夹岩屑长石砂岩、含砾的粗砂岩。区域内断裂构造相对发育，F1、F2北西向断裂呈平行展布特点。地层、矿体、砂浆岩的分布情况基本上由F1断裂构造所控制，同时属于导矿构造，沿着断裂带分布着侵入岩。区域内岩浆活动主要发生于燕山早期，岩浆岩分布于北部、东部，岩珠状产出，岩性比较单一，主要属于花岗闪长岩，其侵入三叠纪隆务河组，局部和临夏组呈现角度不整合现象。4.2蚀变破碎带的特点分析研究区域内发现五条破碎蚀变带，SB1-SB3处于西南部三叠纪隆务河组的地层，介于F1与F2之间，呈现与断裂一致的走向。SB4、SB5蚀变破碎带位于东南部，即岩体和隆务河组相互接触的位置。SB1蚀变破碎带全长
13、2km，宽度30m 120m，走向145，倾向240，带内主要以砂岩和板岩为主，蚀变带相对破碎。地表可见褐铁矿化、矽卡岩化、硅化，局部存在大量网脉状石英脉。SB2 处 于 SB1 南 侧，与 SB1 相 互 平 行，全 长 1.5km，宽 度40m 140m，走向130，倾向220，带内分布着比较破碎的砂岩，地表可见硅化、褐铁矿化、网脉状石英脉，存在大量孔雀石化。SB3全长1300m，宽度约20m，走向110 140，倾向115地质勘探Geological prospecting200 250，矿石以砂岩和板岩为主，地表可见硅化、褐铁矿化、网脉状石英脉。SB4长度约300m，宽度15m左右，走
14、向110、倾向200。蚀变破碎带内主要分布着板岩、花岗闪长岩、砂岩等。花岗闪长岩裂隙中，孔雀石化大量发育，地表可见网脉状石英脉、褐铁矿化与硅化。SB5长约900m，宽度30m 60m，走向110，倾向200，地表以硅化、网脉状石英脉、褐铁矿化。4.3地球物理特点在 研 究 区 域 内 采 集 了 91 块 电 物 性 标 本，并 对 参 数 进行测定，测定结果显示：花岗岩与石英砂岩的电阻率约为16.75m 16.91m，其特点是低阻性，它们的平均极化率都低于2%，说明这两种岩石难以引起激电异常。花岗闪长岩的平均电阻率为28.66m，同样呈低阻性特点，平均极化率约为2.72%，属于中等极化，能够
15、引起低幅度的视极化率异常。孔雀石化花岗闪长岩的平均电阻率为391.30m，具有中-高阻性特点，平均极化率为14.5%，极化性超高，说明激电异常现象主要是孔雀石化花岗岩长岩引起的，从而为矿区内运用激电法物探技术探查铜矿化现象提供了科学支持。5 激电异常的特点SB4、SB5两个蚀变破碎带共探测了三条激电剖面，分别为JP01、JP-02、JP03；SB1 SB3蚀变破碎带探测的激电剖面为JP04、JP05、JP06，共发现七个激电异常位置，下面分别介绍：（1）JD1号异常：异常位置在JP03剖面的北端，平均视电阻率约为600m，视极化率2.3%2.7%，特点是中等电阻、高极化。推测为孔雀石化花岗闪长
16、岩所致。（2）JD2号异常：位于JP01 JP03的剖面上，北西走向，长210m、宽60m，东西两侧没有封闭，中等电阻率，高极化，视电阻率约为400m 500m；视极化率2.5%，最高2.8%，认为是孔雀石化花岗闪长岩引起的。（3）JD3号异常：异常表现在JP01 JP03剖面，和SB4蚀变破碎带非常吻合，北西走向，长200m、宽40m，东西两侧未封闭。视电阻率约550m，视极化率约2.5%，最高2.9%，中等电阻、高极化。认为是SB4蚀变破碎带的孔雀石化花岗闪长岩引起的异常。（4）JD4号异常：主要表现在JP02 JP03激电剖面，东西走向，长100m、宽50m，东侧未封闭，异常特点为中低电阻、高极化。视电阻率137m 600m；视极化率3.0%，最高4.3%，认为是SB5蚀变破碎带的矿化所致。（5）JD5号异常：反映在JP04激电剖面，特点是低电阻、高极化。视电阻率约为500m、视极化率约为2.4%，最高2.7%。推测是SB1蚀变破碎带上的地表矿化引起的。（6）JD6号异常：主要反映在JP04 JP06激电剖面上，呈现出中低电阻、高极化的特点。视电阻率200m 500m；视极化率约