激電中梯在新疆塔斯喀克銅礦中的應(yīng)用研究

寧 剛 湯洪志 吳 楠 湯 磊

（東華理工大學(xué) 勘察設(shè)計(jì)院，江西 撫州344000）

0 引言

我國(guó)激電法的實(shí)驗(yàn)研究和推廣， 始于20 世紀(jì)50 年代末和60 年代初。 半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)的實(shí)踐證明，激電法是勘查各類(lèi)金屬礦產(chǎn)的重要方法，特別是勘查電阻率與圍巖相差不大的浸染狀金屬礦床，與電阻率法和電磁法相比更具優(yōu)勢(shì)。 另外，激電法在尋找地下水和探測(cè)石油、天然氣方面也頗有成效，取得了另人滿意的結(jié)果。激發(fā)極化法已經(jīng)成為普查金屬硫化物礦床的主要方法之一[2-5]。

本文在研究已有地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，主要采用地質(zhì)、物探等綜合方法手段，對(duì)新疆富蘊(yùn)縣塔斯喀克銅礦預(yù)查區(qū)銅礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)意義和開(kāi)發(fā)建設(shè)可能性做出評(píng)價(jià)，提出是否有進(jìn)一步普查的價(jià)值。 認(rèn)真分析研究區(qū)內(nèi)地層、巖石、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、礦化蝕變特點(diǎn)，采用1∶5 萬(wàn)地質(zhì)測(cè)量、物探測(cè)量，大致了解區(qū)域地質(zhì)特征和成礦遠(yuǎn)景，大致了解礦區(qū)成礦地質(zhì)條件和控礦因素，優(yōu)化工作靶區(qū)。初步總結(jié)礦體空間分布規(guī)律，指導(dǎo)找礦及工程布置。 初步了解預(yù)查區(qū)構(gòu)造形態(tài)，初步評(píng)價(jià)預(yù)查區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度。初步了解礦脈形態(tài)、產(chǎn)狀和主要礦脈的分布范圍、地質(zhì)特征和礦石質(zhì)量。 大致了解其他有益礦產(chǎn)賦存情況。 對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)意義作概略研究。

1 測(cè)區(qū)地質(zhì)概況

預(yù)查區(qū)地處準(zhǔn)噶爾盆地北部沙漠邊緣地帶，地勢(shì)低平，屬低山丘陵沙壟地形，比高小于100 米，海拔高程一般為700 余米。微地貌以坡度緩、比高小的孤立殘山和壟崗沙丘地貌最為發(fā)育，基巖裸露差。預(yù)查區(qū)外圍整體地貌為遼闊戈壁景觀。 預(yù)查區(qū)地形總體為北東高、南西低和南東高、北西低。 區(qū)域地層屬天山—興安區(qū)東準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)二臺(tái)地層小區(qū)，出露地層為泥盆系，區(qū)內(nèi)第三系、第四系分布廣泛。

區(qū)內(nèi)華力西中期侵入活動(dòng)頻繁，侵入巖廣泛分布，巖漿侵入活動(dòng)以中深成相Ⅰ型為主，均侵于泥盆系地層內(nèi)，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，總體展布方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，為北西—南東向。 巖石類(lèi)型從基性—酸性巖均有出露，主要有：石英輝長(zhǎng)巖、角閃輝長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、角閃二長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖。

2 方法原理

以體極化球體為例，了解中梯裝置建立的均勻電流場(chǎng)中極化球體上激電異常場(chǎng)的空間分布特征，用等效電阻率法寫(xiě)出地面上的一級(jí)近似異常的表達(dá)式：

式中μ12=ρ2/ρ1,其他符號(hào)所代表的內(nèi)容見(jiàn)下圖,有以上兩式代入

即可得到視激電率Gs和視極化率ηs的公式， 根據(jù)其技術(shù)結(jié)果便可討論異常的空間分布。

3 野外工作

激電測(cè)量使用一臺(tái)重慶奔騰公司生產(chǎn)的“WDFZ－5A 型”大功率智能發(fā)射機(jī)和兩臺(tái)“WDJS－2”數(shù)字直流激電接收機(jī)。

接收儀開(kāi)工作前分別用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行了校驗(yàn)和一致性檢測(cè)，按照電阻率統(tǒng)計(jì)儀器一致性誤差為0.2%，按照極化率誤差統(tǒng)計(jì)，儀器一致性誤差為0.8%，儀器一致性良好。 經(jīng)檢測(cè)合格后甲方現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理同意后投入使用。

每天開(kāi)始工作前均進(jìn)行了發(fā)射機(jī)、 接收機(jī)的時(shí)鐘檢查與調(diào)校，保證各儀器時(shí)鐘達(dá)到秒級(jí)同步。 整個(gè)施工過(guò)程中采用了統(tǒng)一的發(fā)射、接收參數(shù)設(shè)置，其中：發(fā)射機(jī)供電周期及接收機(jī)測(cè)量周期均為8s，發(fā)射機(jī)自動(dòng)將發(fā)射電流、電壓、時(shí)間、日期存儲(chǔ)在儀器的存儲(chǔ)器中，記錄間隔為1 分鐘。 接收機(jī)測(cè)量參數(shù)設(shè)定為：疊加次數(shù)2 次，延時(shí)50ms，采樣寬度40ms， 每個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)結(jié)束后將測(cè)點(diǎn)觀測(cè)結(jié)果自動(dòng)存入接收機(jī)內(nèi)存中，包括線號(hào)、點(diǎn)號(hào)、自然電位、一次位、M1、M2、M3、M4、觀測(cè)時(shí)間、日期等。

激電面積測(cè)量工作采用中梯測(cè)量裝置，AB=1600 米，MN＝60 米。

采用一線供電， 多線觀測(cè)的施工方式。 AB 供電極沿測(cè)線方向布設(shè)，測(cè)量范圍為AB 極間三分之二AB 距的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行。 旁測(cè)線距AB供電極的垂直距離最大為250 米，滿足旁剖面與主剖面間的最大距離小于五分之一的AB 距的要求。

圖1 實(shí)測(cè)視電阻率平面等值線圖（上疊視極化率剖平圖）

4 資料處理與解釋

野外當(dāng)天采集的原始數(shù)據(jù)在收工后即時(shí)傳入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行100%的核對(duì)檢查,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整齊全，合格后作為原始文件保存，同時(shí)將采集的數(shù)據(jù)按以下公式計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的視電阻率ρs：ρs＝K×VP／I

再通過(guò)專(zhuān)用軟件繪制圖件（平面等值線圖）。

圖2 實(shí)測(cè)視極化率平面等值線圖

4.1 電阻率異常分析與解釋

激電測(cè)量的視電阻率異常與地層、 侵入巖的分布及斷裂構(gòu)造對(duì)應(yīng)較好（見(jiàn)圖1），測(cè)區(qū)內(nèi)視電阻率異常值的變化范圍在144Ω·m-2263Ω·m 之間，大于800Ω·m 的高阻異常占了主導(dǎo)地位，這種高阻異常主要對(duì)應(yīng)酸性侵入巖（花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等），測(cè)區(qū)東北角處的高阻異常具有近似圓形特征，推斷為巖基型大花崗巖侵入體，其它高阻體基本都呈線性的巖枝或巖墻裝，成帶分布，說(shuō)明該區(qū)侵入巖為2 期以上。 小于800Ω·m 的相對(duì)低阻異常區(qū)則對(duì)應(yīng)中性-中基性的火山熔巖及火山碎屑巖，100-300Ω·m 的線性低阻異常則為斷裂構(gòu)造引起。

4.2 激化率異常分析與解釋

本區(qū)的實(shí)測(cè)的視極化率異常值在0.99%-2.99%之間，視極化率異常不發(fā)育。 測(cè)區(qū)內(nèi)小于1.5%的低極化區(qū)對(duì)應(yīng)中低阻地層分布區(qū)，屬低極化背景區(qū)，表明火山沉積地層內(nèi)硫化物很少。高阻的酸性侵入巖（花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖）區(qū)視極化率異常略高于地層的低極化背景，尤其是測(cè)區(qū)北東部的花崗巖體對(duì)應(yīng)1.7%-1.9%的視極化率異常，表明這類(lèi)高阻侵入巖帶有少量硫化物，其硫化物含量略高于地層。 大于2%的高極化異常區(qū)僅發(fā)現(xiàn)了2 個(gè)帶，測(cè)區(qū)中東部的IP1 號(hào)異常幅度在2%-2.99%，異常寬度最大超過(guò)200 米，長(zhǎng)度達(dá)1500 米，具有很大的規(guī)模，其規(guī)模是值得進(jìn)一步開(kāi)展工作的。 IP1-2 號(hào)異常的中心視極化率讀數(shù)大部分在2.4%以上，在剖面平面圖上明顯區(qū)別于低背景異常區(qū)，可以確定為高極化異常，尤其是IP1 號(hào)異常分布在地層中的低阻斷裂構(gòu)造帶上， 這種低阻區(qū)視極化率值一般在1.5%以下，而IP1 號(hào)異常區(qū)出現(xiàn)了明顯增高，并且具有明顯的圈閉特征及濃集中心，表明該部位出現(xiàn)了硫化物的局部富集，具有一定的找礦前景。IP3 號(hào)異常位于同一個(gè)高阻異常帶上，異常幅度僅僅在2%左右，找礦前景不樂(lè)觀。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)工區(qū)的勘探結(jié)果，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的地質(zhì)資料，得出一下結(jié)論：

1)本區(qū)實(shí)測(cè)視極化率異常值在0.99%-2.99%之間，視極化率異常不發(fā)育。 測(cè)區(qū)內(nèi)小于1.5%的低極化區(qū)對(duì)應(yīng)中低阻地層分布區(qū)，屬低極化背景區(qū)，表明火山沉積地層內(nèi)硫化物很少。高阻的酸性侵入巖（花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖）區(qū)視極化率異常略高于地層的低極化背景，尤其是測(cè)區(qū)北東部的花崗巖體對(duì)應(yīng)1.7%-1.9%的視極化率異常，表明這類(lèi)高阻侵入巖帶有少量硫化物，其硫化物含量略高于地層。

2)測(cè)區(qū)中東部的IP1 號(hào)異常幅度在2%-2.99%，異常寬度最大超過(guò)200 米，長(zhǎng)度達(dá)1500 米，具有很大的規(guī)模。 IP1-2 號(hào)異常的中心視極化率讀數(shù)大部分在2.4%以上， 在剖面平面圖上明顯區(qū)別于低背景異常區(qū)，可以確定為高極化異常，尤其是IP1 號(hào)異常分布在地層中的低阻斷裂構(gòu)造帶上，這種低阻區(qū)視極化率值一般在1.5%以下，而IP1號(hào)異常區(qū)出現(xiàn)了明顯增高， 并且具有明顯的圈閉特征及濃集中心，表明該部位出現(xiàn)了硫化物的局部富集，具有一定的找礦前景。

［1］傅良魁.電法勘探教程[M].北京:地質(zhì)出版社,1983.

［2］傅良魁.激發(fā)極化法[M].北京:地質(zhì)出版社,1982.

［3］張勝業(yè),潘玉玲.應(yīng)用地球物理學(xué)原理[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2004.

［4］李金銘.地電場(chǎng)與電法勘探[M].北京:地質(zhì)出版社,2005.

［5］程志平.電法勘探教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.