激电中梯在新疆塔斯喀克铜矿中的应用研究

【摘 要】激发极化法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。激发极化法的应用范围已日益广泛，在找矿方面除了寻找铁矿、煤矿、铅锌矿以外，在寻找铜矿方面也取得了一定的地质效果。本文是采用激发极化法的中间梯度法在新疆塔斯喀克铜矿进行预先调查，通过对实测的图件进行分析，可以发现这种方法在寻找铜矿方面的效果是非常好的。

【关键词】激发极化法；中间梯度法；铜矿；应用

0 引言

我国激电法的实验研究和推广，始于20世纪50年代末和60年代初。半个多世纪以来的实践证明，激电法是勘查各类金属矿产的重要方法，特别是勘查电阻率与围岩相差不大的浸染状金属矿床，与电阻率法和电磁法相比更具优势。另外，激电法在寻找地下水和探测石油、天然气方面也颇有成效，取得了另人满意的结果。激发极化法已经成为普查金属硫化物矿床的主要方法之一[2-5]。

本文在研究已有地质资料基础上，主要采用地质、物探等综合方法手段，对新疆富蕴县塔斯喀克铜矿预查区铜矿产资源的经济意义和开发建设可能性做出评价，提出是否有进一步普查的价值。认真分析研究区内地层、岩石、构造、岩浆活动、矿化蚀变特点，采用1∶5万地质测量、物探测量，大致了解区域地质特征和成矿远景，大致了解矿区成矿地质条件和控矿因素，优化工作靶区。初步总结矿体空间分布规律，指导找矿及工程布置。初步了解预查区构造形态，初步评价预查区构造复杂程度。初步了解矿脉形态、产状和主要矿脉的分布范围、地质特征和矿石质量。大致了解其他有益矿产赋存情况。对矿产开发的经济意义作概略研究。

1 测区地质概况

预查区地处准噶尔盆地北部沙漠边缘地带，地势低平，属低山丘陵沙垄地形，比高小于100米，海拔高程一般为700余米。微地貌以坡度缓、比高小的孤立残山和垄岗沙丘地貌最为发育，基岩差。预查区整体地貌为辽阔戈壁景观。预查区地形总体为北东高、南西低和南东高、北西低。区域地层属天山―兴安区东准噶尔地层分区二台地层小区，出露地层为泥盆系，区内第三系、第四系分布广泛。

区内华力西中期侵入活动频繁，侵入岩广泛分布，岩浆侵入活动以中深成相Ⅰ型为主，均侵于泥盆系地层内，呈岩株状产出，总体展布方向与区域构造线方向一致，为北西―南东向。岩石类型从基性―酸性岩均有出露，主要有：石英辉长岩、角闪辉长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、二长花岗岩、角闪二长花岗岩、碱长花岗岩、钾长花岗岩。

2 方法原理

以体极化球体为例，了解中梯装置建立的均匀电流场中极化球体上激电异常场的空间分布特征，用等效电阻率法写出地面上的一级近似异常的表达式：

ρ■=ρ■1+2■r■■■（1）

ρ■■=■1+2■r■■■（2）

式中μ■=ρ■/ρ■，其他符号所代表的内容见下图，有以上两式代入

Gs=ρ■■-ρ■

η■=■（3）

即可得到视激电率Gs和视极化率η■的公式，根据其技术结果便可讨论异常的空间分布。

3 野外工作

激电测量使用一台重庆奔腾公司生产的“WDFZ-5A型”大功率智能发射机和两台“WDJS-2”数字直流激电接收机。

接收仪开工作前分别用标准信号发生器进行了校验和一致性检测，按照电阻率统计仪器一致性误差为0.2%，按照极化率误差统计，仪器一致性误差为0.8%，仪器一致性良好。经检测合格后甲方现场监理同意后投入使用。

每天开始工作前均进行了发射机、接收机的时钟检查与调校，保证各仪器时钟达到秒级同步。整个施工过程中采用了统一的发射、接收参数设置，其中：发射机供电周期及接收机测量周期均为8s，发射机自动将发射电流、电压、时间、日期存储在仪器的存储器中，记录间隔为1分钟。接收机测量参数设定为：叠加次数2次，延时50ms，采样宽度40ms，每个测点观测结束后将测点观测结果自动存入接收机内存中，包括线号、点号、自然电位、一次位、M1、M2、M3、M4、观测时间、日期等。

激电面积测量工作采用中梯测量装置，AB=1600米，MN=60米。

采用一线供电，多线观测的施工方式。AB供电极沿测线方向布设，测量范围为AB极间三分之二AB距的区间内进行。旁测线距AB供电极的垂直距离最大为250米，满足旁剖面与主剖面间的最大距离小于五分之一的AB距的要求。

4 资料处理与解释

野外当天采集的原始数据在收工后即时传入计算机并进行100%的核对检查，保证数据准确、完整齐全，合格后作为原始文件保存，同时将采集的数据按以下公式计算每个测点的视电阻率ρ■：

K=2π/1/AM-1/AN-1/BM+1/BN

ρ■=K×V■/I

再通过专用软件绘制图件（平面等值线图）。

图2 实测视极化率平面等值线图

4.1 电阻率异常分析与解释

激电测量的视电阻率异常与地层、侵入岩的分布及断裂构造对应较好（见图1），测区内视电阻率异常值的变化范围在144Ω・m-2263Ω・m之间，大于800Ω・m的高阻异常占了主导地位，这种高阻异常主要对应酸入岩（花岗岩、花岗闪长岩等），测区东北角处的高阻异常具有近似圆形特征，推断为岩基型大花岗岩侵入体，其它高阻体基本都呈线性的岩枝或岩墙装，成带分布，说明该区侵入岩为2期以上。小于800Ω・m的相对低阻异常区则对应中性-中基性的火山熔岩及火山碎屑岩，100-300Ω・m的线性低阻异常则为断裂构造引起。

4.2 激化率异常分析与解释

本区的实测的视极化率异常值在0.99%-2.99%之间，视极化率异常不发育。测区内小于1.5%的低极化区对应中低阻地层分布区，属低极化背景区，表明火山沉积地层内硫化物很少。高阻的酸入岩（花岗岩、花岗闪长岩）区视极化率异常略高于地层的低极化背景，尤其是测区北东部的花岗岩体对应1.7%-1.9%的视极化率异常，表明这类高阻侵入岩带有少量硫化物，其硫化物含量略高于地层。大于2%的高极化异常区仅发现了2个带，测区中东部的IP1号异常幅度在2%-2.99%，异常宽度最大超过200米，长度达1500米，具有很大的规模，其规模是值得进一步开展工作的。IP1-2号异常的中心视极化率读数大部分在2.4%以上，在剖面平面图上明显区别于低背景异常区，可以确定为高极化异常，尤其是IP1号异常分布在地层中的低阻断裂构造带上，这种低阻区视极化率值一般在1.5%以下，而IP1号异常区出现了明显增高，并且具有明显的圈闭特征及浓集中心，表明该部位出现了硫化物的局部富集，具有一定的找矿前景。IP3号异常位于同一个高阻异常带上，异常幅度仅仅在2%左右，找矿前景不乐观。

5 结语

通过对工区的勘探结果，同时结合现有的地质资料，得出一下结论：

1）本区实测视极化率异常值在0.99%-2.99%之间，视极化率异常不发育。测区内小于1.5%的低极化区对应中低阻地层分布区，属低极化背景区，表明火山沉积地层内硫化物很少。高阻的酸入岩（花岗岩、花岗闪长岩）区视极化率异常略高于地层的低极化背景，尤其是测区北东部的花岗岩体对应1.7%-1.9%的视极化率异常，表明这类高阻侵入岩带有少量硫化物，其硫化物含量略高于地层。

2）测区中东部的IP1号异常幅度在2%-2.99%，异常宽度最大超过200米，长度达1500米，具有很大的规模。IP1-2号异常的中心视极化率读数大部分在2.4%以上，在剖面平面图上明显区别于低背景异常区，可以确定为高极化异常，尤其是IP1号异常分布在地层中的低阻断裂构造带上，这种低阻区视极化率值一般在1.5%以下，而IP1号异常区出现了明显增高，并且具有明显的圈闭特征及浓集中心，表明该部位出现了硫化物的局部富集，具有一定的找矿前景。

【参考文献】

[1]傅良魁.电法勘探教程[M].北京：地质出版社，1983.

[2]傅良魁.激发极化法[M].北京：地质出版社，1982.

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

[4]李金铭.地电场与电法勘探[M].北京：地质出版社，2005.

[5]程志平.电法勘探教程[M].北京：冶金工业出版社，2007.