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摘要：激發(fā)極化法是我國應(yīng)用領(lǐng)域最廣、礦產(chǎn)普查勘探中找礦效果較好的地球物理勘探方法。近幾年在甘肅阿克塞化石溝銅礦、肅北紅山井鉬礦普查中，激電法能有效的圈定異常、追索礦體，判定礦體深部的延伸、產(chǎn)狀等，為地質(zhì)找礦及布置鉆孔驗證提供了物理依據(jù)；在肅北敖包山晶質(zhì)石墨礦集區(qū)普查中，采用激電法溫納裝置，抗干擾強(qiáng)，測得的激電異常明顯，經(jīng)工程驗證，激電異常與石墨礦體對應(yīng)良好，找礦效果突出。本文以幾處銅、鉬多金屬礦及非金屬石墨礦勘查中激發(fā)極化法不同裝置應(yīng)用效果為例，總結(jié)了開展激電法的工作要點，為今后在該地區(qū)尋找同類型礦床、選用有效的地球物理勘查技術(shù)方法，具有一定的參考及指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：銅、鉬多金屬礦勘查；石墨烯勘查；激發(fā)極化法、溫納裝置

據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，未來5~10年，是我國以能源革命促進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推動經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵時期，也是全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革從蓄勢待發(fā)到群體迸發(fā)的關(guān)鍵時期。而從原材料角度看，以制造業(yè)為主并向高端制造業(yè)演進(jìn)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)仍將導(dǎo)致更多能源消耗。銅具有良好的導(dǎo)電性和延展性，被廣泛應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域。根據(jù)最新數(shù)據(jù)，目前全球銅資源儲量在7.2億噸，中國銅礦查明資源儲量為1.02億噸。而在最近10年，中國銅消費量約占全球總消費的40%，銅礦自給率低下，嚴(yán)重依靠進(jìn)口。鎢鉬為耐高溫的金屬，具有良好導(dǎo)熱、導(dǎo)電、低熱膨脹系數(shù)、高溫強(qiáng)度、低蒸氣壓和耐磨等特性，是電子電力設(shè)備制造業(yè)、金屬材料加工業(yè)、玻璃制造業(yè)、高溫爐件結(jié)構(gòu)部件制造、航空航天和國防工業(yè)應(yīng)用的重要材料。石墨是制備石墨烯的原料，具有耐高溫、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，還可用做潤滑劑，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具抗熱震性，廣泛用于冶金、機(jī)械、耐火、電器電子、環(huán)保、新能源汽車、航空航天、國防等工業(yè)領(lǐng)域，是支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略物資。目前，我國優(yōu)質(zhì)的大鱗片石墨基礎(chǔ)儲量減少較快，資源保障程度低。因此，尋找晶質(zhì)石墨礦產(chǎn)資源對我國科技發(fā)展、國防建設(shè)有著重要意義。

1激發(fā)極化法技術(shù)及應(yīng)用概述

1.1激發(fā)極化法概述

激發(fā)極化法簡稱激電法，是以巖、礦石激電效應(yīng)的差異為物性前提，用人工地下直流電流激發(fā)，以某種極距的裝置形式，研究地下橫、縱向激發(fā)極化效應(yīng)的變化，以查明礦產(chǎn)資源和有關(guān)地質(zhì)問題的方法。特別是在浸染型礦產(chǎn)勘查中利用礦體所含電子導(dǎo)電體在人工電場作用下使礦體內(nèi)無數(shù)電子導(dǎo)電體顆粒構(gòu)成的電偶子場疊加產(chǎn)生體極化的特點，增強(qiáng)了二次場觀測信息，同時結(jié)合視電阻率參數(shù)，對發(fā)現(xiàn)具有高阻高極化異常特征的浸染狀礦體也有很好的效果。廣泛應(yīng)用于尋找銅、鉛鋅、鎢鉬等有色金屬礦、石墨礦，間接尋找無磁或弱磁性黑色金屬礦、貴金屬礦、稀有金屬礦和放射性礦床勘查等。除此，在尋找地下水資源、油氣礦藏和地?zé)崽锓矫嬉舶l(fā)揮著越來越大的作用。

1.2激電法工作的地球物理

前提自然界中，非礦化巖石的極化率很小，極化率一般在1%～2%，少數(shù)3%～4%，而礦化巖石和礦石的極化率隨電子導(dǎo)電礦物含量的增多（或結(jié)構(gòu)）而變大，可達(dá)n%～n10%。二次場的衰減特征與極化體的成分（包括含量）、結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，當(dāng)被探測的目標(biāo)地質(zhì)體相對圍巖有足夠明顯的電性差異時，目標(biāo)地質(zhì)體產(chǎn)生的明顯異常就能夠從背景異常中識別出來。1.3技術(shù)方法及參數(shù)選擇試驗面積性的激電工作一般采用大功率激電儀，采用激電中梯裝置，短導(dǎo)線測量方式，而剖面測量及激電測深一般采用收發(fā)一體的多功能激電儀，采用長導(dǎo)線測量方式。裝置類型有中間梯度、聯(lián)合剖面、對稱四極（溫納）、以及偶極裝置等，具體選擇根據(jù)工作目的結(jié)合現(xiàn)場試驗效果確定。工作技術(shù)及儀器參數(shù)選擇內(nèi)容主要包括：極距選擇、供電脈寬、延時選擇、采樣寬度、采樣塊數(shù)及迭加次數(shù)等。

2應(yīng)用實例

2.1阿克塞化石溝銅礦勘查

2.1.1礦區(qū)地質(zhì)化石溝銅礦地處柴達(dá)木地臺柴北緣華力西褶皺帶與塔里木地臺接合部位的阿爾金斷裂構(gòu)造帶南部，與祁連山造山帶相交切。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動較強(qiáng)烈，具明顯環(huán)形構(gòu)造特點。地層、侵入體多呈近南北向弧形展布。化石溝銅礦產(chǎn)于華力西晚期侵入巖的閃長巖、石英閃長巖、英云閃長斑巖、石英閃長玢巖的接觸帶變化部和斷裂構(gòu)造疊加部位，受構(gòu)造、巖體雙重控制，屬斑巖型銅礦床。礦化帶長15Km，寬100～200m，呈近SN向弧形帶狀展布。通過普、詳查工作，礦區(qū)共圈定礦體45個，其中銅礦體41個，鎢礦體3個，金礦體1個。單個礦體長50～1000m，最長1850m，厚0.45～11.76m，最厚19.4m，銅品位0.21%～2.84%，平均品位0.54%。礦石礦物主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦，次為磁鐵礦、斑銅礦、方鉛礦、毒砂等。

2.1.2電性特征根據(jù)化石溝銅礦電性測定結(jié)果以及在探槽揭露、鉆孔驗證、銅礦礦脈、銅礦化帶上測得的數(shù)據(jù)得知，英云閃長斑巖型銅礦石（原生）極化率最高，極化率平均值一般大于5%，其次為含銅礦化的英云閃長斑巖、石英閃長玢巖，極化率平均值一般在3%左右，其銅含量與黃鐵礦等多金屬硫化物的含量成正相關(guān)關(guān)系。花崗巖、石英脈極化率小于2%。相比較，銅多金屬硫化物引起的低阻、高極化”異常能從背景異常中分辨出來。

2.1.3異常特征及成果化石溝銅礦詳查時，在礦區(qū)北部362～206線完成1:5000激電中梯掃面2.18㎞²，206線以南為點距20m的激電剖面。以視極化率值5%為異常下限，圈定“高極化、低阻異常”激電異常3處。M1異常：長1150m，寬30m～100m，視極化率ηs最高為7.5%。M2異常：156線以南未封閉，長大于3350m，寬80m左右，視極化率ηs最高值為13.6%；激電異常帶與化石溝主礦化蝕變帶位置對應(yīng)。M3異常：位于M2異常東350m處。異常帶長850m，寬80～300m，視極化率ηs最高值為10.9%。經(jīng)地表探槽揭露、多條剖面布置鉆孔驗證，3處激電異常均為銅礦（化）引起。其中M3異常為物探掃面時發(fā)現(xiàn)的盲礦體異常，為化石溝的后期找礦工作提供了新的思路及依據(jù)。

2.2肅北紅山井鉬礦勘查

2.2.1礦區(qū)地質(zhì)紅山井鉬礦位于塔里木板塊的東段，北山南帶晚古生代裂谷活動帶中部，輝銅山至音凹峽多金屬成礦帶東段北側(cè)的次級斷裂東大泉—金場溝深大斷裂控制的銅、鉛、鋅、金、銀、鐵、鎢、鉬多金屬成礦帶上。鉬礦（化）帶嚴(yán)格受構(gòu)造破碎帶控制，呈北西西向延伸，長約2000m，寬200m左右。礦體的頂、底板為正長花崗巖與二長花崗巖。礦床成因類型屬于受構(gòu)造裂隙控制的斑巖型鉬礦床。礦石由含輝鉬礦石英細(xì)脈及其所穿插的花崗巖與輝綠巖構(gòu)成。主要的金屬礦物為硫化物和氧化物。計有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦．赤鐵礦、白鐵礦、錫石、斑銅礦、輝鉬礦等。

2.2.2電性特征經(jīng)物性測定，輝鉬礦石極化率較高，一般在4.5%～6.5%之間，電阻率相對較低；而輝綠巖、鉀長花崗巖、二長花崗巖、石英巖極化率一般在1.5%～4.4%，電阻率相對較高，二者存在電性差異，存在開展激電法的地球物理前提。

2.2.3異常特征及成果做激電中梯剖面10條，以視極化率值3.5%為界，圈定“高極化、中低阻”異常3處。M1異常：點異常，ηs極大值為3.76％，地表巖性為鉀長花崗巖，局部穿插輝綠巖，推測該段存在金屬硫化物但含量較少。探槽揭露見較弱礦化，未圈出鉬礦體。M2異常：北西-南東走向，長約950m，寬80m~170m，ηs在4.0％~6.5％之間，對應(yīng)ρs在400~1200Ω•m，具“高極化中低阻”異常特征，該異常巖性主要為鉀長花崗巖和二長花崗巖，并穿插輝綠巖以及石英脈，異常部位與地質(zhì)圈定的鉬礦化帶位置對應(yīng)。多鉆孔驗證異常為鉬礦體引起（如圖3所示），其中東部153、149線鉆探驗證激電異常見到盲礦體。M3異常：測區(qū)東南角，未圈閉，視極化率較高，ηs在6％～10％之間，對應(yīng)視電阻率ρs在150～300Ω•m之間，具“高極化低電阻”異常特征，查證異常為含炭質(zhì)凝灰質(zhì)板巖引起。165測線激電中梯曲線在21～33測點之間發(fā)現(xiàn)較明顯的“高極化、中低電阻”異常，ηs最高值5.8%，異常呈低緩雙峰形態(tài)，與地表礦化帶位置對應(yīng)（輝綠巖和花崗巖的接觸帶部位），局部有石英脈穿插。激電測深反應(yīng)深部存在高極化、低阻異常體。經(jīng)布置鉆孔驗證，見到鉬多金屬礦體。

2.3肅北敖包山晶質(zhì)石墨礦礦集區(qū)勘查

2.3.1地質(zhì)概述敖包山—白臺溝晶質(zhì)石墨礦集區(qū)：地處阿爾金大斷裂北側(cè)，堆若格特向斜轉(zhuǎn)折端東部—南翼，敦煌基底雜巖隆起帶、梧桐溝-紅柳峽太古宙-古元古代鉛鋅、鐵、石墨成礦帶上，出露地層簡單，褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，侵入巖僅有零星分布。出露地層主要為太古宇-古元古界敦煌巖群、長城系熬油溝組、白堊系新民堡群及第四系。敦煌巖群B巖組第二巖段為晶質(zhì)石墨礦主要的賦礦層位，含礦圍巖為二云石英片巖、條帶狀黑云斜長片麻巖及含石墨透閃石化大理巖。

2.3.2物性特征礦區(qū)內(nèi)石墨礦石標(biāo)本的極化率最高，平均值為43.5%，電阻率均值較低，為37.3Ω•m；其次為含石墨二云石英片巖、含石墨大理巖，極化率及電阻率隨石墨含量的變化起伏較大；斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、花崗巖等巖性極化率一般低于10%，電阻率相對較高。說明石墨礦與圍巖存在明顯的電性差異，具備開展激電法的物理條件。

2.3.3應(yīng)用效果在敖包山礦區(qū)，利用大功率激電中梯掃面圈定、追索礦體取得較好的效果效果，但在白臺溝礦區(qū)，由于地表石墨礦體出露，并有大面積含石墨圍分布形成低阻層屏蔽，中梯裝置供電效果不好，造成觀測數(shù)據(jù)困難。經(jīng)方法試驗，改用AM=MN=NB=40m的激電溫納裝置，抗干擾性顯著增強(qiáng)，采集到較強(qiáng)的一次場信號，找礦效果突出。

3結(jié)論

激電法在銅、鉛鋅、鎢鉬等多金屬礦及非金屬石墨礦勘查中取得了較好的地質(zhì)效果，主要源于礦石礦物富含電子導(dǎo)體的金屬、多金屬硫化物及非金屬石墨礦物，礦化體具有高激發(fā)極化特性，與圍巖相比激電性差異明顯。“高極化、中低電阻特征”是地球物理找礦標(biāo)志。激電法工作能有效圈定極化體分布范圍，尋找盲礦，并判定礦化體延伸、埋深、產(chǎn)狀及分布特征等，指導(dǎo)地質(zhì)工程布置。通過激電法在上述幾處地質(zhì)找礦勘查中的應(yīng)用效果及體會，總結(jié)開展激電法的工作要點如下：（1）被探測的地質(zhì)體相對圍巖具一定的激電性差異是設(shè)計、開展激電法的前提條件。（2）一般受構(gòu)造控制或接觸帶型的帶狀“高極化、低阻型”異常體，激電效果尤為明顯。（3）工作布置采用由已知到未知的原則，先行在已知地段進(jìn)行有效實驗，并選擇合適、有效的方法儀器及各項技術(shù)指標(biāo)。（4）必須在礦區(qū)開展一定數(shù)量的巖、礦石電性測定，為正確選擇有效的方法及解釋推斷提供依據(jù)。（5）注重與地質(zhì)資料、其他物化探資料相結(jié)合，對比分析進(jìn)行綜合解釋。在金屬礦勘查時，要注意識別炭質(zhì)巖石引起的干擾，而在石墨礦勘查時，工作方法的選擇要考慮低阻屏蔽影響。（6）對經(jīng)過工程驗證后的礦區(qū)資料，應(yīng)進(jìn)行“再解釋、回頭看”。必要時依據(jù)工程所見極化體和實測物性數(shù)據(jù)進(jìn)行正演計算，與實測異常對比、總結(jié)，提出進(jìn)一步開展工作的指導(dǎo)意見。

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作者：閻學(xué)智；童林；羅天鳳 單位：甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院