張 彥，陳興峰

（天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)，天津 301800）

本文試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗廟臺(tái)子多金屬礦區(qū)，地表主要為第四系粘土、砂土為主，通過已知鉆孔資料可知，下覆地層為石炭二疊系寶力高廟組晶屑凝灰?guī)r、輝綠巖、晶屑凝灰?guī)r等，中間夾有多金屬礦化體，因?yàn)槎嘟饘俚V化體與圍巖有著明顯的電阻率和極化率差異，直流激電法能夠從背景干擾場中分辨出低阻高極化的多金屬礦化體異常，滿足地球物理勘查的前提，筆者在此進(jìn)行五極縱軸和對(duì)稱四極直流激電測深實(shí)驗(yàn)，尋找淺部多金屬礦點(diǎn)，比較兩種方法的探測效果。

1 方法原理

1.1 對(duì)稱四極測深

對(duì)稱四極測深裝置如圖1所示，它的主要特點(diǎn)是在測量電極M、N不動(dòng)的情況下，供電電極A、B對(duì)稱地逐漸向兩邊拉開。

通過不斷加大AB距離，來達(dá)到了解從淺到深地下電性(導(dǎo)電性和激電性)變化的測深目的[1]。

對(duì)稱四極測深裝置的裝置系數(shù)計(jì)算式為：

圖1 對(duì)稱四極測深裝置示意圖

1.2 五極縱軸測深

五極縱軸電測深法的電級(jí)排列方式如圖2所示，在地面以測深點(diǎn)A為原點(diǎn)設(shè)直角坐標(biāo)系，電流強(qiáng)度為+I的中心供電電極位于原點(diǎn)A，沿X軸在A點(diǎn)兩側(cè)放置電流強(qiáng)度均為-I/2的供電，電級(jí)B1和B2，且AB1=AB2=L[2]。

圖2 對(duì)稱四極測深裝置示意圖

整理后所得裝置系數(shù)K：

2 野外工作簡述

布極前首先以測深點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)布設(shè)直角坐標(biāo)系，一般應(yīng)根據(jù)地形及地質(zhì)構(gòu)造性標(biāo)定坐標(biāo)系的橫軸（x）及縱軸（y），力求使x軸垂直于勘探對(duì)象的長軸方向，同時(shí)盡可能把y軸放在地形平坦、地表土質(zhì)均勻及接地條件良好的方位上，按照?qǐng)D1和圖2分別布極測量。通過極距實(shí)驗(yàn)確定極距，為做好接地條件，確保電流的穩(wěn)定可靠，本次用多跟銅電極串聯(lián)模式，在地表干燥地方用鹽水澆灌，使得兩邊供電電流的相等。

3 巖石的電性參數(shù)測量測量統(tǒng)計(jì)

巖礦石電阻率極化率參數(shù)源于全區(qū)所采露頭標(biāo)本及鉆井巖心，采用小四極裝置實(shí)測。從統(tǒng)計(jì)表表1中可以看出第四系粘土砂土主要表現(xiàn)為低阻低激化；晶屑凝灰?guī)r、輝綠巖、晶屑凝灰?guī)r電阻整體較高，電阻率品均值在1500Ω以上，而極化率最大值為1.78%，最大平均值在0.88%，礦化體表現(xiàn)為低阻高激化，平均激化率統(tǒng)計(jì)高達(dá)7.46%，電阻率均值在400Ω以下，與圍巖形成明顯的電性差異。

表1 多金屬礦核心區(qū)域巖礦石標(biāo)本電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4 實(shí)驗(yàn)應(yīng)用效果分析

結(jié)合鉆孔資料，筆者在測深斷面圖中用surfer軟件分別切取對(duì)應(yīng)鉆孔位置的電阻率和極化率數(shù)據(jù)，再用strater軟件成圖，從圖3中可以看出，該地400m深度范圍多金屬目標(biāo)層大體分3層，兩種方法在此鉆孔出均有異常顯示。

（1）第一層在深度60m～80m處，該出巖芯比較完整，巖石中可見較多的黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬顆粒，黃鐵礦大小在0.2mm～0.5mm之間，個(gè)別能達(dá)10mm～20mm，部分晶屑較為完整，呈立方體，黃鐵礦呈星點(diǎn)狀分布于厭食癥或沿裂隙面發(fā)育。閃鋅礦、方鉛礦等金屬主要沿裂隙面發(fā)育，裂隙面夾角一般在20°～25°之間，沿裂隙綠泥石化蝕變較強(qiáng)。兩種方法的電阻值表現(xiàn)為相對(duì)低值，極化率值相對(duì)較高，電阻率曲線基本重合，極化率曲線五極縱軸測深的極化率反應(yīng)更加明顯。

（2）第二層在深度263m～312m處，該處綠泥石化、綠簾石化等蝕變較強(qiáng)，巖芯較為完整，巖石中可見較多的黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬顆粒，兩種方法的電阻值和極化率值差異較大，但總體趨勢(shì)一樣，五極縱軸測深曲線幅值變化較大，效果更加明顯。

圖3 電阻率極化率曲線對(duì)比圖

（備注：上圖中實(shí)線為對(duì)稱四級(jí)測深數(shù)據(jù)，虛線為五極縱軸測深數(shù)據(jù)）

（3）第三層在340m～400m處，該處巖石裂隙發(fā)育碳酸鹽化蝕變，巖石中可見較多的黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬顆粒，五極縱軸測深曲線效果特別明顯，表現(xiàn)為低阻高極化率。

5 實(shí)驗(yàn)分析總結(jié)

通過實(shí)驗(yàn)應(yīng)用對(duì)比，筆者認(rèn)為在直流激電測深中，五極縱軸測深相比對(duì)稱四極測深，布極簡便快捷，在相同供電極距情況下，五極縱軸測深測量深度較大，對(duì)于同一測深點(diǎn)而言，五極縱軸測深的供電電極一次性布設(shè)，無需再移動(dòng)，測量點(diǎn)可以靈活選取在地形較好的一側(cè)，供電電流相對(duì)比較穩(wěn)定，降低人為干擾；在相同測量次數(shù)情況下，五極縱軸測深的垂向分辨率更高，對(duì)多金屬的相應(yīng)識(shí)別更加明顯，解釋直觀方便，但理論曲線異常和深度的準(zhǔn)確識(shí)別需要進(jìn)一步的研究。