■桂永進

（廣東省核工業(yè)地質局二九三大隊 廣東 廣州510800）

高密度電阻率法在粵西南某地區(qū)鈾礦普查找礦中的應用

■桂永進

（廣東省核工業(yè)地質局二九三大隊 廣東 廣州510800）

在鈾礦找礦實踐中，鈾礦化都是受到構造的控制，為了查明工作區(qū)與鈾礦化賦存有關的構造帶的情況，利用高密度電阻率法對其進行探測，運用合理的觀測方式，結合已知的地質資料，推斷了區(qū)內(nèi)存在兩組低阻構造帶，為下一步勘探設計提供了依據(jù)。結果顯示，高密度電阻率法具有有效、快速、準確的特點，是構造破碎帶勘查的有效方法之一。

高密度電法“交點”型鈾礦化反演

高密度電阻率法是以巖、土導電性的差異為基礎，研究人工施加穩(wěn)定電流場的作用下地層中傳導電流分布規(guī)律的一種電法方法。野外測量時只需將全部電極置于觀測剖面的各測點上，然后利用程控電極轉換和微機工程電測儀便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速和自動采集，當將測量結果送入微機后，還可對數(shù)據(jù)進行處理并給出關于地電斷面分布的各種圖示結果。

近年來該方法先后在重大場地的工程地質調查、壩址及橋墩選址、采空區(qū)、巖溶區(qū)及地裂縫探測等眾多工程勘察領域取得了明顯的效果。利用高密度電法并結合已知地質資料，可推斷出斷裂構造帶的寬度、深度、傾向等情況。在鈾礦找礦實踐中，鈾礦化都是受到構造控制，故查明與鈾礦化賦存有關的構造帶的情況，就能為進一步的鈾礦勘探的施工設計提供依據(jù)和建議。

1 原理及工作方法

1.1 高密度電阻率法基本原理

高密度電法的基本工作原理與常規(guī)電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎的一種電探方法，根據(jù)在施加電場作用下地層傳導電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質體的賦存情況。通過A、B電極向地下供電流，然后在M、N極間測量電位差△v，從而求得該記錄點的視電阻率ρ=K△v/I，K為裝置系數(shù)。根據(jù)實測的視電阻率剖面，進行計算、處理、分析，便可獲得地層中的視電阻率分布情況，從而可以劃分地層、確定地層電阻率異常的位置等。

1.2 高密度電阻率法特點

高密度電法是為了適應山地物探的需要而提出的一種電法勘探新技術，其基本原理與常規(guī)的電阻率法完全相同，所不同的是高密度電阻率法在觀測中設置了較高密度的測點?，F(xiàn)場測量時，只需將全部電極布置在一定間隔的測點上，然后進行觀測。在設計和技術實施上，高密度電測系統(tǒng)采用先進的自動控制理論和大規(guī)模集成電路，使用的電極數(shù)量多，而且電極間可自由組合，這樣就可以提取更多的地電信息，使電法勘探能像地震勘探一樣使用覆蓋式的測量方式。與常規(guī)電法相比，高密度電法具有以下特點：

（1）電極布設一次性完成，減少了因電極設置引起的干擾和由此帶來的測量誤差；

（2）能有效地進行多種電極排列方式的測量，從而可以獲得較豐富的關于地電結構狀態(tài)的地質信息；

（3）數(shù)據(jù)的采集和收錄全部實現(xiàn)了自動化（或半自動化），不僅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出現(xiàn)的誤差和錯誤；

（4）可以實現(xiàn)資料的現(xiàn)場實時處理和脫機處理，根據(jù)需要自動繪制和打印各種成果圖件，大大提高了電阻率法的智能化程度。

2 應用實例

圖2-1 北界斷裂帶實測—反演電阻率斷面圖

2.1 工作區(qū)地質概況

工作區(qū)位于廣東省西南部，信宜市北界鎮(zhèn)紫沖地區(qū)，同時位于北界花崗巖體的南部。北界花崗巖體是受新華夏系重接復構造帶和粵桂隆起構造控制的復式巖體，由加里東、印支、燕山期巖漿巖構成，總體呈北北東向展布。由加里東期的黑色眼球狀混合黑云母二長片麻巖和花崗片麻巖；印支期中粗粒、粗粒片麻狀黑云母花崗巖，中細粒、中粒片麻狀黑云母花崗巖和細粒片麻狀黑云母花崗巖；燕山早期中粒、中粗粒二云母花崗巖和燕山晚期細粒二云母花崗巖組成。加里東期花崗巖分布于巖體西部，印支期花崗巖分布于南部，燕山期花崗巖則分布于巖體的中部和北部。巖體中發(fā)現(xiàn)大量的鈾異常（礦化）點帶，具有較好的鈾找礦前景。

其次，在工作區(qū)南部紫沖-通丈-新田-上俗村一線，出露一組北北東向的中基性巖脈，新鮮巖石呈灰綠色，輝綠結構或呈致密結構，塊狀結構。風化后呈紅棕色或土黃色。圍巖為中粒黑云母花崗巖和片麻狀花崗巖，與圍巖界線明顯。工作區(qū)南部的鈾礦化主要分布在中基性巖脈中。

區(qū)內(nèi)構造復雜，熱液活動強烈，主構造呈北北東向展布，主要有北界硅化斷裂帶、洋魯上硅化斷裂帶、白水硅化斷裂帶。其中洋魯山硅化斷裂帶是區(qū)內(nèi)主要的控礦構造，在其北段見到較好的鈾礦化賦存其中。工作區(qū)內(nèi)地層出露簡單，僅在南部、中部見少量的震旦系片巖、云母石英片巖、變質砂巖等。

區(qū)內(nèi)鈾礦化嚴格受構造控制，鈾礦化類型主要有硅化帶型、蝕變碎裂巖型、“交點”型三種。以西江河為界，在工作區(qū)北部，鈾礦化類型主要為硅化帶型、蝕變碎裂巖型。鈾礦化主要產(chǎn)于構造帶中，嚴格受硅化帶等構造控制；在南部，鈾礦化產(chǎn)于蝕變碎裂巖帶和中基性巖脈中，并在蝕變碎裂巖（硅化）帶與中基性巖脈的交匯部位鈾礦化更好。

2.2 地球物理特征

由于地下構造破碎帶含有大量的水以及填充物，因此地下含水構造與圍巖（花崗巖）具有明顯的電性差異（據(jù)野外實驗所測，詳見圖2-1），從而具有開展電阻率法的物理前提。根據(jù)與圍巖的關系，

2.3 工作方法技術

2.3.1 測線布置

本次測網(wǎng)布設采用全站儀定位基線、測線，測繩量距定點，點距10m，測線盡可能與構造形成較大的夾角。本次高密度電阻率法測量工作主要開展了6條剖面線測量。其中L00-L04號線分別為600米，電極數(shù)60根（溫納裝置），電極距10米，測線間距100米。地質勘探線DZKT-00長500米，電極數(shù)50根（溫納裝置），電極距10米。完成的主要實物工作量情況詳見表2-1。

表2-1 完成主要實物工作量表

2.3.2 裝置選擇

本次勘查采用的測量儀器與設備為重慶地質儀器廠的

WGMD-9超級高密度電法系統(tǒng)。其主要性能指標滿足《電阻率剖面法技術規(guī)程》（DZ/T0073-1993），對所使用的儀器設備進行校驗，各項技術指標達到要求后才投入野外施測工作。野外每條測線在觀測當天均進行一次重復觀測，兩次觀測數(shù)據(jù)均方差均小于m

（m=2.0%）。

2.3.3 數(shù)據(jù)采集

本次工作采用高密度電法勘探中的溫納（α）裝置進行數(shù)據(jù)采集，利用瑞典版高密度數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理。由于溫納裝置對于電性的垂向變化比水平變化反映靈敏，所獲得的電阻率圖像是地下地質體對發(fā)電電場的綜合反映，它能有效地劃分巖層的層狀構造分布，達到工作目的，所以測量裝置采用溫納裝置，裝置為固定斷面掃描測量，測量斷面為倒梯形。

溫納排列（α）電極排列如下：

測量時，AM=MN=NB為一個電極間距，A、B、M、N逐點同時向右移動，得到第一條剖面線；接著AM、MN、NB增大一個電極間距，A、B、M、N逐點同時向右移動，得到另一條剖面線；這樣不斷掃描測量下去，得到倒梯形斷面。

2.4 數(shù)據(jù)處理

高密度電法中測點密度高，另外在資料處理方面，它采取的獨特方法起到了抑制隨機干擾和消除人為誤差的作用，對旁側影響也給予了一定的抑制，所以更能突出異常，準確性和有效性有了很大的提高。

野外采集的數(shù)據(jù)需先進行處理，然后再進行反演，這些工作都可以在二維電阻率反演軟件下實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理工作主要是剔除一些由接地不好電極影響的壞數(shù)據(jù)和采集系統(tǒng)自帶的隨機高斯干擾數(shù)據(jù)即剔除了那些電阻率值明顯錯誤的數(shù)據(jù)點，這些數(shù)據(jù)點通常是比相鄰點奇高或奇低的視電阻率值，使之不影響反演獲得的模型，然后把分段數(shù)據(jù)拼接起來，帶上高程文件，形成反演數(shù)據(jù)。

2.5 資料解釋

由廣東省信宜市北界鎮(zhèn)紫沖地區(qū)物探高密度電阻率反演圖的顯示，結合地質資料綜合分析測區(qū)共有兩組方向上的構造帶，分別為近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4構造帶，北東向的F2-1、F2-2、F2-3構造帶。具體分析如下：

F1-1號帶：在該測區(qū)內(nèi)L00號線地表105米11號點、L02號線地表75米8號點、L04號線地表158米16號點，均出現(xiàn)相似的低阻異常形態(tài)，結合工作區(qū)已有的地質資料及地表出露情況綜合分析，這些低阻異常為F1-1號破碎帶低阻地質體引起。

F1-2號帶：在該測區(qū)L00號線地表135米14點、L02號線地表195米20號點、DZKT-00號線地表370米37號點、L04號線地表325米33號點內(nèi)均出現(xiàn)相似的低阻異常形態(tài)，這些低阻異常為F1-2號破碎帶低阻地質體引起。

F1-3號帶：在該區(qū)內(nèi)L03號線地表180米18號點、L01號線地表290米29號點、L00號線地表365米37號點、L02號線地表358米36號點、L04號線地表425米43號點，均出現(xiàn)低阻異常形態(tài)，推斷為F1-3號破碎帶低阻地質體引起。

F1-4號帶：測區(qū)內(nèi)L03號線地表220米22號點、L01線地表385米39號點、L00線地表475米48號點、L02線地表420米42號點出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F1-4號破碎帶低阻地質體引起。

F2-1號帶：測區(qū)內(nèi)L00號線地表150米15點、L01號線地表225米23號點、L03號線地表195米20號點出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F2-1號破碎帶低阻地質體引起。

F2-2號帶：測區(qū)內(nèi)L04號線地表45米5號點、L02號線地表105米11號點、L00號線地表285米29號點、L01號線地表335米34號點、L03號線地表265米27號點出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F2-2號破碎帶低阻地質體引起。

F2-3號帶：測區(qū)內(nèi)L04號線地表240米25號點、L02號線地表285米29號點、L00號線地表405米41號點、L01號線地表455米46號點、L03號線地表370米37號點出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F2-3號破碎帶低阻地質體引起。

2.6 成果分析

本次高密度電阻率法資料及已有的地質資料綜合分析，在電阻率反演成果圖中其電阻率分布形態(tài)相對復雜，測區(qū)內(nèi)地質構造也相對復雜。

其中L03號線地表180米-225米范圍內(nèi)F1-3、F1-4、F2-1號帶分別在此交匯，所以出現(xiàn)約45米寬的低阻異常，230米以后由于觀測過程中自然場較為復雜，這給資料的解釋帶來很大的困難，所以反演精度相對較低。L04號線總體地表比較干旱，尤其260米-320米范圍內(nèi)，且接地電阻較大，這給數(shù)據(jù)采集中帶來了很大的干擾，且精度相對較低。在地質勘探線DZKT-00線中地表150米位置下方、320米

圖2-2 L00線反演電阻率斷面圖

-370米下方出現(xiàn)較為明顯的低阻異常，其中F2-2號帶在L01、

L00、L02、L04號線中的異常反應都比較明顯。

圖2-3 L01線反演電阻率斷面圖

圖2-4 L02線反演電阻率斷面圖

圖2-5 L03線反演電阻率斷面圖

圖2-6 L04線反演電阻率剖面圖

圖2-7 DZKT-00線反演電阻率剖面圖

綜述，經(jīng)過推測共有兩組方向上的構造帶，分別為近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4構造帶，北東向的F2-1、F2-2、F2-3構造帶，由于這些帶錯綜復雜，使得在構造帶的產(chǎn)狀判斷上帶來了一定的困難。但總體效果較為明顯，達到了預期效果。

3 結論

通過對工作區(qū)進行高密度電阻率法地面物探工作，初步查明了工區(qū)內(nèi)斷裂構造的情況，存在近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4低阻構造帶和北東向的F2-1、F2-2、F2-3低阻構造帶。依據(jù)已有的資料分析，低阻構造破碎帶往往與鈾礦化有密切的關系，有必要在該地區(qū)進行進一步的工作，查明構造帶的分布與礦化

的關系，尋找成礦有利地段。

[1]戴盈磊，王亞會.淺談高密度電法在隱伏斷裂探測中的應用［J］.防災減災學報，31（2）：56-59.

[2]鄧超文.2007.高密度電法的原理及工程應用［J］.韶關學院學報，S1：66-67.

[3]董浩斌，王傳雷.2003.高密度電法的發(fā)展與應用［J］.地學前緣，10（4）：171-176.

[4]吳信民，楊海燕，楊亞新，等. 2013.論電法勘探的理論探測深度［J］.東華理工大學學報：自然科學版，36（1）：60-64.

[5]楊發(fā)杰，巨妙蘭，劉全德.2004.高密度電阻率探測方法及其應用［J］.礦產(chǎn)與地質，18（4）：356-360.

[6]任妹娟，曹福祥.2009.高密度電阻率法在紅層區(qū)地下水勘查中的應用［J］.中國西部科技，8（166）：51-53.

[7]宋希利，宮述林，邢立亭.2010.高密度電法在地下空洞探測中的應用研究［J］.工程地球物理學報，7（5）：599-602.

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-154-3

桂永進（1970～），男，本科，工程師，研究方向為鈾礦地質找礦。在含水巖體上通常大多以低視電阻率的形式出現(xiàn)，通過低阻帶來劃分構造破碎帶，因而具備開展電阻率法的前提及必要性。