對(duì)天然場(chǎng)激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗(yàn)效果的探討

■張明

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)廣東廣州510800）

對(duì)天然場(chǎng)激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗(yàn)效果的探討

■張明

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)廣東廣州510800）

我國(guó)歷史時(shí)期的劃分為舊石器時(shí)代、新石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代。其時(shí)代劃分依據(jù)都是以當(dāng)時(shí)人們開發(fā)利用的主要礦產(chǎn)種類為特征。對(duì)礦產(chǎn)的利用與開發(fā)，正是人類適應(yīng)自然、認(rèn)識(shí)自然以及改造自然的過程。然而，眾所周知，礦產(chǎn)是不可再生能源，雖然礦產(chǎn)具有極高的利用價(jià)值，但對(duì)礦產(chǎn)的開采要有一定的限度，并要提高礦產(chǎn)的開采率。激發(fā)極化法應(yīng)用于多金屬礦區(qū)，能夠有效探尋礦產(chǎn)中的金屬元素，是有效提高金屬礦產(chǎn)開采率的方法。

激發(fā)極化法 多金屬礦區(qū) 野外試驗(yàn) 效果

礦產(chǎn)是指埋藏于地表層一下，或經(jīng)過巖石風(fēng)化、沉淀的，可供人類利用的天然礦物或者巖石資源。而金屬礦產(chǎn)，則是經(jīng)過冶煉，可以從中提取金屬元素的礦產(chǎn)。激發(fā)極化法是一種電法勘探技術(shù)，根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學(xué)性質(zhì)，如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性，以及電化學(xué)特性的差異，通過對(duì)天然電場(chǎng)等空間分布規(guī)律和時(shí)間特點(diǎn)的研究，用于尋找金屬、非金屬礦床，解決人工無法找尋的深層地質(zhì)礦產(chǎn)，提高金屬礦產(chǎn)的開采率。

一、激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)礦區(qū)基本概況

此次試驗(yàn)的目的是對(duì)天然場(chǎng)激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗(yàn)效果探討[1]。因研究主題是多金屬礦區(qū)，因此特選擇國(guó)內(nèi)具有豐富礦產(chǎn)資源的廣東某個(gè)多金屬礦區(qū)作為野外試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)。選擇此礦區(qū)的原因是，廣東地處歐亞板塊與太平洋塊交接處，是國(guó)內(nèi)具有豐富礦產(chǎn)資源的省份之一，具有“稀有金屬和有色金屬之鄉(xiāng)”的稱號(hào)。對(duì)此礦區(qū)礦石鉆孔進(jìn)行采樣，發(fā)現(xiàn)礦石中含有大量黃鐵，且黃鐵有礦化的跡象。

1.2試驗(yàn)礦區(qū)采樣測(cè)試

對(duì)礦區(qū)進(jìn)行鉆孔采樣，對(duì)此礦區(qū)中黃鐵以及周圍巖石進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，分別計(jì)算兩者極化率與電阻率的范圍值，具體測(cè)試結(jié)果如下表所示：

電阻率變化最小值電阻率變化最大值名稱極化率變化最小值（%）極化率變化最大值（%）極化率平均值（%）?。é浮）?。é浮）黃鐵13257260400圍巖1.542.8250350

此測(cè)試結(jié)果顯示，該礦區(qū)所選取的黃鐵礦與巖石之間的電性存在差異，是具有激發(fā)極化前提的，可選取此礦區(qū)作為對(duì)天然場(chǎng)激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗(yàn)。

1.3野外試驗(yàn)方法

此礦區(qū)野外試驗(yàn)采用的機(jī)器設(shè)備是DWJ～1微機(jī)激電儀接收機(jī)以及DJF～1型發(fā)送機(jī)，在此礦區(qū)垂直的方向，貫穿一條1000m長(zhǎng)的測(cè)線。激發(fā)極化法測(cè)量裝置采用中間梯度裝置[2]，中間梯度裝置參數(shù)設(shè)置如下：AB=1500m，MN=40m，點(diǎn)距25m；供電周期16s，電流1700mA。將AB測(cè)線分為3段測(cè)試此礦區(qū)的視電阻率ρs和視極化率?s。測(cè)探方式為電磁陣列（EMAP）形式，每個(gè)EMAP設(shè)置至少6個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)電道采集站，并在電磁陣列兩端各設(shè)置一個(gè)磁道采集站，測(cè)探方式為全張量方式。

由此測(cè)試設(shè)備與方法，測(cè)試礦區(qū)的阻抗及相位。試驗(yàn)結(jié)果顯示，激發(fā)極化法測(cè)試出現(xiàn)異常的區(qū)域在測(cè)線的250m～850m之間，礦區(qū)中黃鐵以及周圍巖石野外試驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下：

?

此野外試驗(yàn)測(cè)試的視極化率ηs與視電阻率ρs反應(yīng)，該礦區(qū)的電阻率與極化率偏高。其剖面示意圖如下圖所示：

1.4野外試驗(yàn)效果分析

根據(jù)頻散率公式計(jì)算視電阻率頻散率

其中，fd——低頻；

fg——高頻；

ρs（fd）——低頻電阻率；

ρs（fg）——高頻電阻率。

由此公式，計(jì)算電阻率頻散率Ps（fd，fg）反映了頻率域中視電阻率的變化狀態(tài)。由此礦區(qū)野外試驗(yàn)結(jié)果可以看出，黃鐵礦石與周圍巖石作為統(tǒng)一礦區(qū)的礦石，具有相同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，兩者之間的視電阻率大致相同。兩者之間不同的是，有一個(gè)異常點(diǎn)出現(xiàn)在極化體的上方，由頻散率公式計(jì)算異常點(diǎn)相對(duì)視頻散率：

其中，Psn（fd，fg）——異常點(diǎn)視頻散率；

Pso（fd，fg）——背景點(diǎn)視頻散率。

由于相對(duì)視頻散率可以消除背景值對(duì)其產(chǎn)生的影響，得到極化體效應(yīng)。有公式①，取高頻fg=22.4Hz，由此可以計(jì)算測(cè)線上的視頻散率，其分布圖如下所示：

由上圖可知，在10Hz以上的頻段，曲線呈重合的狀態(tài)，從1Hz開始，隨著頻率的減弱，曲線漸漸分離。而到0.01Hz，曲線的走向呈水平的狀態(tài)。而由公式計(jì)算，視頻散率值在0m是最低，在600m時(shí)最高，中間部位也是隨著高度的增加而增大。

通過對(duì)此多金屬礦區(qū)激發(fā)極化發(fā)野外試驗(yàn)分析與計(jì)算，得到此礦區(qū)極化體上方的相對(duì)視頻散率。并且，計(jì)算所得的相對(duì)視頻散率的變化范圍與變化規(guī)律[3]，與背景點(diǎn)的中梯激發(fā)極化變化范圍與規(guī)律一致。此試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)表明，天然場(chǎng)激發(fā)極化法在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)合測(cè)試礦區(qū)的地電特征。

2　結(jié)語

多金屬礦產(chǎn)資源是重要的自然資源，其形成過程更是經(jīng)過幾百年甚至幾千年地質(zhì)變形才形成的。多金屬礦產(chǎn)是我國(guó)歷史發(fā)展的見證，是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)崇尚環(huán)境保護(hù)，在多金屬礦產(chǎn)的開采上，采用激發(fā)極化法，以提高此礦產(chǎn)的開采率。筆者根據(jù)廣東某富含黃鐵的金屬礦產(chǎn)進(jìn)行野外試驗(yàn)，通過此試驗(yàn)向讀者展示激發(fā)極化法在多金屬礦產(chǎn)中的重要作用，望能夠?yàn)槲覈?guó)礦業(yè)的后續(xù)發(fā)展提供幫助。

[1]吳漢榮，王式銘.利用天然電磁場(chǎng)進(jìn)行激發(fā)極化法測(cè)量的可能性 [J].物探與化探，1978,2（1）.

[2]Marali S.羅延鐘，譯.利用大地電流場(chǎng)作為頻率域激電觀測(cè)電源的可能性 [J].國(guó)外地質(zhì)勘探技術(shù)，1983，5（4）.

[3]楊進(jìn)，譚捍東，傅良魁.被動(dòng)源激發(fā)極化法的野外試驗(yàn)結(jié)果 [J].現(xiàn)代地質(zhì)，1998,12 （3）.

P694[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～300～1