頻率測深在金銅等多金屬找礦中的應(yīng)用效果

【摘要】本文介紹了頻率測深法在找金、銅等多金屬礦中的作用、適用范圍,工作方法原理及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。最后通過應(yīng)用實(shí)例，說明了頻率測深法的有效性、實(shí)用性及認(rèn)識(shí)體會(huì)。

【關(guān)健詞】頻率測深穿透深度低阻高極化構(gòu)造破碎低阻異常

1引言

在礦山老礦區(qū)或資源危機(jī)礦山外圍的深入找礦，是對(duì)地質(zhì)工作者長期以來不斷提出的新課題和一項(xiàng)重要任務(wù)。這項(xiàng)地質(zhì)工作難度大，特別是厚層或外來堆積物覆蓋層廣泛的地區(qū)，這類地區(qū)甚低頻電磁法由于勘探深度小，難以發(fā)揮作用，直流電測深因受地形、供電條件等因素的限制難以開展大面積性工作。而頻率測深可在測區(qū)靈活選擇位置，保持收發(fā)距不變的情況下便可進(jìn)行面積性測深工作 ，從而提高了效率，降低了成本，這種情況下顯現(xiàn)了它的優(yōu)越性。

2方法原理及技術(shù)特點(diǎn)

頻率測深其裝置有水平電偶極子和垂直磁偶極子兩種形式。水平電偶極子裝置是在兩端接地的供電電纜中通以諧變電流作為場源，而垂直磁偶極子是在不接地的水平線圈中通以諧變電流作為場源，由于供電電極之間的距離遠(yuǎn)小于它到測量電極之間的距離，因此場源可視為水平電偶極子和垂直磁偶極子。

頻率測深是在地面測點(diǎn)上，保持收、發(fā)距不變，觀測不同頻率的交變電磁場變化，進(jìn)而研究不同深度的巖、礦石的電阻率分布規(guī)律，用以解決具有電阻率差異的各種地質(zhì)問題。

由電磁理論基礎(chǔ)我們知道，電磁波在地下傳播的穿透深度與其波長有關(guān)，理論上可以證明，在均勻各向同性半空間中， m＝503 。若地層電阻率ρ不變，改變電測率的頻率，就可以改變其波長，從而改變電磁波的穿透深度。向地下發(fā)射高頻到低頻（n.10~100kHz）的電磁波時(shí)高頻電磁波衰減快，穿透深度小，只反映淺部地電斷面的特點(diǎn)。低頻波衰減慢，穿透深度大，可以反映深部地電斷面的特點(diǎn)。通過變頻的方法就可達(dá)到探測不同深度地電斷面的目的。

3應(yīng)用實(shí)例

受廣西南丹丹泉集團(tuán)有限公司委托，新疆匯達(dá)礦產(chǎn)資源開發(fā)咨詢有限責(zé)任公司在新疆若羌縣某地區(qū)開展金、銅礦頻率測深工作，其目的是通過本次工作，查明礦區(qū)內(nèi)礦體基本形態(tài)、規(guī)模、分布等情況，為下一步礦山的開發(fā)提供物探依據(jù)。

新疆若羌縣某地區(qū)金、銅礦工作區(qū)位于與青海省交界的新疆若羌縣境內(nèi)，,工作區(qū)地形平緩，溝壑縱橫，覆蓋較為廣泛。區(qū)出露的地層主要是一套海相碳酸巖-碎屑巖建造，下部是砂質(zhì)、碳質(zhì)板巖，中部是石大理巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造十分發(fā)育，一組近東西向，另一組是北西向，成群出現(xiàn)，平行排列。已知礦脈嚴(yán)格受構(gòu)造控制，無一不在斷裂中產(chǎn)出。

地球物理特征是衡量一個(gè)地區(qū)是否具備地球物理勘查前提的重要條件，通過對(duì)工作區(qū)實(shí)測及收集的各類巖(礦)石的電性參數(shù)（η、ρ）進(jìn)行整理、分析、其統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表（表3—1）：

結(jié)果表明礦區(qū)內(nèi)致密塊狀礦體與圍巖有明顯的電阻率差異，礦體表現(xiàn)為低阻高極化，圍巖表現(xiàn)為高阻低極化。因此本工作區(qū)具備開展地球物理勘查的前提基礎(chǔ)。

本區(qū)用400m×100m的網(wǎng)度安排了88個(gè)點(diǎn)的頻率測探工作，控制面積為3km2，主要控制東西向構(gòu)造體系的分布規(guī)律。同時(shí)，還投入了少量面積性激電測深工作，以便用綜合參數(shù)對(duì)成礦遠(yuǎn)景做出預(yù)測。

表3—1 巖礦（石）電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

巖礦（石）名稱 測定塊數(shù) 電阻率ρ(m.Ω) 極化率η(%)

（塊） 最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 平均值

致密塊狀礦體 10 80.6 41.9 61.3 12.22 8.84 10.41

灰?guī)r 5 895.6 509.5 659.6 1.52 0.78 1.09

大理巖 10 193.5 95.9 133.8 3.16 1.94 2.62

炭質(zhì)板巖 10 66.5 32.1 44.3 10.35 5 8.01

根據(jù)頻率測深結(jié)果，推斷了新疆若羌縣某地區(qū)的構(gòu)造框架（斷裂構(gòu)造破碎低阻異常帶）。已知的金、銅礦脈大部分受這一構(gòu)造框架控制。

由于區(qū)內(nèi)大面積存在碳質(zhì)巖石，激電異常較多，但經(jīng)過數(shù)據(jù)處理求剩余異常，則可基本上去掉碳質(zhì)巖的影響。不但在已知的4號(hào)、5號(hào)礦脈上方獲得了正的激電剩余異常 s，在一些未知地段也獲得了激電剩余異常 s，表明了與金、銅礦化密切的金屬硫化物存在，在礦體上方表現(xiàn)為低阻高極化。

圖1-1是16線的綜合剖面圖，從圖中可以看出各種物探方法的相輔相成關(guān)系。頻率測深法在已知的4號(hào)和5號(hào)脈上方產(chǎn)生了低阻異常，激電測深有高極化現(xiàn)象，從4號(hào)和5號(hào)脈出發(fā)，沿垂直北西向構(gòu)造體系的北東向打一條長穿脈，見到了近似等間距的含金、銅破碎帶和工業(yè)礦體。驗(yàn)證結(jié)果與頻率測深反映的控礦構(gòu)造框架相當(dāng)吻合。證實(shí)了綜合物探方法的有效性。

4結(jié)束語

根據(jù)以上工程實(shí)例，結(jié)合以往在頻率測深應(yīng)用方面的工作經(jīng)驗(yàn)，筆者對(duì)頻率測深方法有以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)體會(huì)：

1、對(duì)于已知金屬礦床外圍特別是后覆蓋區(qū)，要求勘探深度大時(shí)，可采用頻率測深法解決具有電阻率差異的各種地質(zhì)問題。頻率測深法具有功效高、成本低、穿透深度大的優(yōu)點(diǎn)，并在已知金屬礦區(qū)外圍的綜合方法勘探中取得了初步的應(yīng)用效果。

2、由于金屬礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)條件的復(fù)雜性，該方的技術(shù)成果尚需進(jìn)一步分析總結(jié)。例如：如何區(qū)分由靜態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生的低阻“異?！迸c陡傾低阻斷裂破碎帶產(chǎn)生的低阻異常 ；如何消除由靜態(tài)效應(yīng)產(chǎn)生的高阻“異常”對(duì)成果解釋的干擾。建議開展工作前選擇測區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況較清楚的已知地段進(jìn)行現(xiàn)場踏勘性的試驗(yàn)工作，了解低阻異常特征，合理選取野外工作點(diǎn)距及收發(fā)距，以便確定頻率測深法在測區(qū)內(nèi)的有效性。

3、頻率測深法在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)與其它少量物探方法結(jié)合，互為補(bǔ)充、驗(yàn)證，發(fā)揮各種方法的優(yōu)點(diǎn)，取得更好的地質(zhì)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

劉少軍，生于1967年2月，1991年畢業(yè)于核工業(yè)天水地質(zhì)學(xué)校物探專業(yè).

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。