龍思帆

（安徽省物化探院，安徽 合肥 230022）

激電（IP）測(cè)井，通常指的是單井排列方式，即將供電裝置和測(cè)量裝置同時(shí)放入一個(gè)鉆孔中同步沿井測(cè)量，使用的電極系與視電阻率相同，包括梯度電極系和電位電極系兩類。當(dāng)采用點(diǎn)測(cè)量方式進(jìn)行時(shí)，主要可以獲得兩個(gè)參數(shù):視電阻率、視極化率[1,2]。激發(fā)極化測(cè)井的探測(cè)范圍不大，一般僅為幾十厘米到幾米，因此，它的主要探測(cè)對(duì)象是井壁及井壁附近不大范圍內(nèi)的巖礦石層[3]。

根據(jù)激發(fā)極化測(cè)井資料可以校正鉆孔地質(zhì)剖面，確定被鉆孔穿過(guò)的巖礦層的深度和厚度，探測(cè)井旁盲礦體（長(zhǎng)短組合可粗略判斷），以及為地面物探和井中物探的資料解釋提供巖礦石的電阻率和極化率參數(shù)等[4]。由于其采用的是井中供電的方式，不易受近地表巖礦石電性干擾，所以應(yīng)用范圍更廣，通常也是地—井四方位測(cè)井等的先行方法[5]。

1 激電測(cè)井基本原理

1.1 基本原理

巖礦石在供電和斷電過(guò)程中，AB電極形成一次電場(chǎng)ΔV1以及地下介質(zhì)激發(fā)極化產(chǎn)生二次場(chǎng)的電位差ΔV2。直流激發(fā)極化法就是根據(jù)測(cè)得的一次電位計(jì)算電阻率，根據(jù)測(cè)得的二次電位計(jì)算激化率的。地下巖、礦石的極化率主要決定于其中所含電子導(dǎo)電礦物的含量極其結(jié)構(gòu)。不含電子導(dǎo)電礦物的圍巖比含有電子導(dǎo)電性礦物的礦石的極化率要低的多，激發(fā)極化法就是利用它們之間存在著明顯的極化率差異進(jìn)行找礦的，并且還可以根據(jù)極化率的高低區(qū)分礦與非礦異常。

實(shí)際測(cè)量中所記錄的參數(shù)：

（1）視電阻率：（各種巖石電阻率的綜合反映，稱為“視電阻率”）

ρs=KΔV1/ΔI（K為所采用裝置的裝置系數(shù)）

（2）視極化率：（各種巖石極化率的綜合反映，稱為“視極化率”）

ηs=（ΔV2/ΔV）×100%（其中ΔV2為二次場(chǎng)，ΔV為一次場(chǎng)）

1.2 現(xiàn)場(chǎng)方法技術(shù)

圖1 測(cè)井電極系

IP測(cè)井的基本技術(shù)要求是供電不測(cè)量，測(cè)量不供電，一般分為梯度電極系和電位電極系，在金屬礦IP測(cè)井中，常用電極距AO=1m～5m的梯度電極系或電極距AM=0.2m～0.5m的電位電極系。

在兩種均勻介質(zhì)水平接觸的情況下，視極化率梯度電極系的探測(cè)半徑大約是1.5～2倍電距AO，視極化率電位電極系的探測(cè)半徑大約是2～3倍的電極距AM。電極系通常由3個(gè)電極構(gòu)成，第4個(gè)電極在地表，各電極系裝置示意圖見(jiàn)圖3。

2 激發(fā)極化測(cè)井應(yīng)用實(shí)例

2.1 激電測(cè)井的必要性

以安徽省城山地區(qū)的銅鐵多金屬勘查為例，該區(qū)位于廬江-樅陽(yáng)（廬樅）火山巖礦集區(qū)多金屬成礦帶南部，近幾年在安徽省地勘基金的投入勘查下，取得了較好的地質(zhì)成果。城山地區(qū)較大范圍內(nèi)的地層中含有碳質(zhì)層，地—井方式測(cè)井供電電流易延碳質(zhì)層傳導(dǎo)，井下信號(hào)微弱，因此IP測(cè)井成了獲取鉆孔巖礦石電性特征比不可少的電測(cè)井方式。如圖2，城山ZK3107激電測(cè)井能很好劃分巖礦層，確定礦層中局部不均性，驗(yàn)校柱狀剖面。

圖2 ZK3107井中梯度激電測(cè)井曲線圖

2.2 激電測(cè)井的濾波圓滑

激發(fā)極化測(cè)井為了解巖礦層的電性和選取背景值時(shí)，應(yīng)選擇大極距。當(dāng)沒(méi)有足夠大極距時(shí)，也可將激電測(cè)井曲線作適當(dāng)濾波圓滑來(lái)了解每層巖礦石平均的電性特征。我們知道地下異常體的二次電場(chǎng)是與距離成非線性反比的，因此常規(guī)的滑動(dòng)平均法等是不適合用來(lái)做圓滑的。為此本文嘗試用高斯濾波來(lái)做圓滑處理，取得了較好效果。高斯濾波的圖像處理就是對(duì)整幅圖像進(jìn)行加權(quán)平均的過(guò)程，每一個(gè)像素點(diǎn)的值，都由其本身和鄰域內(nèi)的其他像素值經(jīng)過(guò)加權(quán)平均后得到。高斯平滑濾波器無(wú)論在空間域還是在頻率域都是十分有效的低通濾波器。同樣以ZK3017為例，經(jīng)高斯圓滑后的測(cè)井曲線少了毛刺，突出各層的相對(duì)差異，更能反映各地層的平均電性特征，有利反映背景場(chǎng)。見(jiàn)圖3。

圖3 ZK3107井中梯度激電測(cè)井圓滑曲線圖

2.3 多孔聯(lián)合的地質(zhì)推斷

城山地區(qū)的多金屬在詳查階段打了較多鉆孔，均進(jìn)行了激電測(cè)井，鉆孔間距較近，通過(guò)對(duì)多個(gè)鉆孔的激電測(cè)井曲線對(duì)比，發(fā)現(xiàn)可以在一定程度上根據(jù)曲線勾勒出地層，乃至礦層的延伸走向情況，且與地質(zhì)鉆孔剖面推斷很接近。由于原始曲線毛刺較多，不能很好反映背景值，對(duì)比曲線均采用高斯濾波后曲線繪制，更能發(fā)現(xiàn)各鉆孔的相關(guān)性?？梢?jiàn)對(duì)鉆孔密集區(qū)進(jìn)行激電測(cè)井對(duì)大致判斷巖礦層的走向延伸、驗(yàn)證地質(zhì)剖面推斷等也有一定幫助。

3 結(jié)論與建議

井中激電測(cè)井是電測(cè)井中先驗(yàn)先行，劃分電性層，驗(yàn)證地質(zhì)剖面，了解鉆孔壁附近電性背景場(chǎng)等必不可少的方法。本文創(chuàng)新的運(yùn)用高斯濾波，多孔聯(lián)合對(duì)比等取得了新的認(rèn)識(shí)與較好成果。由于激電測(cè)井測(cè)量范圍有限，因此也建議在實(shí)際應(yīng)用中多同時(shí)運(yùn)用大小極距，以及多推廣井中高密度測(cè)井等，以取得更好地質(zhì)效果。

[1]井中激發(fā)激發(fā)極化法技術(shù)規(guī)程，DZ/T 1999.

[2]潘和平等．井中激電地—井方式井旁球體反演，2008.

[3]姜賢斌等，激發(fā)極化測(cè)井在礦產(chǎn)資源勘查中的應(yīng)用研究.

[4]新疆哈密市慶城西銅金礦區(qū)物探激電(IP)中梯勘查報(bào)告.

[5]潘建西井中激電地在金屬礦勘探中的應(yīng)用西北地質(zhì)2010.