劉 佳 馮 亮 劉振山 聶肖劍

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊 河南 鄭州 450016）

雙頻激電法是由中國工程院院士、中南大學(xué)何繼善院士研究提出的一種頻率域激發(fā)極化法，主要用來尋找銅、多金屬等硫化礦床以及相應(yīng)的伴生有色金屬、稀有金屬和其他礦床，也可以尋找磁鐵礦、有極化效應(yīng)的赤鐵礦、鏡鐵礦和錳礦等黑色金屬礦床。

1 地質(zhì)概況

礦區(qū)屬秦嶺山系外方山余脈，地勢總體北高南低，屬中山區(qū)。礦區(qū)中部最高地形標高525.1m，西北部河床最低標高305m，相對高差220.1m，屬淺切割地形。區(qū)內(nèi)植被一般，通視條件較好。水系屬淮河流域，為沙河的支流，屬于季節(jié)性河流，往東注入昭平臺水庫。

礦區(qū)內(nèi)出露地層，自老至新為：中太古界太華巖群雪花溝組上段（Ar2x1）、中段（Ar2x2）、下段（Ar2x3）、中太古界太華巖群水底溝組（Ar2s）、中元古界熊耳群雞蛋坪組（Pt2j1）、第四系（Q）。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺構(gòu)造不明顯。斷裂構(gòu)造帶主要呈北西～南東向延伸，大多數(shù)與巖層產(chǎn)狀基本一致，產(chǎn)狀為200°-240°∠50°-70°；其斷裂帶內(nèi)角礫成分因其圍巖不同而不同，主要有黑云斜長片麻巖角礫、斜長角閃片麻巖角礫。

礦區(qū)出露的主要為燕山晚期第一次侵入花崗巖和第二次侵入花崗巖，主要由黑云母角閃石英二長巖、巨斑狀花崗巖組成。巖石多呈肉紅色，具半自形中細粒粒狀、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶多為斜長石，含量20-25%，晶粒粒度一般5-20mm，基質(zhì)由鉀長石、斜長石、石英及少量黑云母組成，微量礦物有磷灰石、榍石等。

礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)含礦構(gòu)造帶2條：F1及F2含礦構(gòu)造帶。含礦構(gòu)造帶寬度在0.4-3.00m不等，一般1－1.5m左右，地表走向長度在數(shù)十米至百余米不等，傾角較陡，一般為50°-80°，普遍含礦，銅品位在0.13-0.79%之間，普遍伴生金，多數(shù)金品位較低。

2 地球物理特征

表1 礦區(qū)標本測試結(jié)果

對礦區(qū)內(nèi)主要成礦地區(qū)采集的78塊標本進行物性測試 （表1），得到了以下物性資料：（1）巖石電性特征：未明顯礦化巖石標本的視幅頻率較高，其平均值為1.66%。礦化巖石標本的極化率較高，F(xiàn)S為2.93%，其中成礦構(gòu)造巖石的FS為3.14%。巖礦石標本和含礦性及極化率也具有正相關(guān)關(guān)系。不同地段礦化巖石的FS值因其硫化物含量和結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同而呈現(xiàn)較大的變化。礦化地區(qū)電阻率較小，非礦化地區(qū)電阻率較高，但電阻率差異不大。本區(qū)礦化地質(zhì)體與圍巖有較大的極化率差異，可形成明顯的激電異常。（2）極化場特征：本區(qū)的區(qū)域背景值中等，第四系的背景值為1.42%。

3 原理及工作方法

雙頻道激發(fā)極化法是中國工程院院士、中南大學(xué)何繼善院士根據(jù)我國有色金屬礦產(chǎn)資源多分布在山區(qū)，其交通不便、地形復(fù)雜、工業(yè)電干擾嚴重的特點，而常規(guī)的雙頻激電法由于其裝備笨重，工作效率低，難以面積性推廣應(yīng)用的情況下而首次提出的一種新型頻率域激發(fā)極化法，其核心是發(fā)送機將高低兩種頻率的電流合成為特殊波形的雙頻電流同時發(fā)送到大地。一般高頻電流的頻率為4Hz，低頻電流的頻率為4/13Hz，即高、低兩種頻率電流的頻比為13。接收機同時接收雙頻電流經(jīng)過大地介質(zhì)傳導(dǎo)后，在介質(zhì)中產(chǎn)生的高頻電位差(ΔUG)，低頻電位差 (ΔUD)，并根據(jù)公式分別計算視幅頻率Fs和視電阻率ρS。

本次工作采用SQ-3C型雙頻道輕便型激電儀 （一發(fā)雙收配置），以中間梯度裝置類型進行測量。其中AB供電極距1400米，MN40米，線距100米，點距20米，供電電源選用36個12V4A的蓄電池串聯(lián)。根據(jù)實地野外實驗后,確定采用4Hz、4/13Hz發(fā)射頻率組進行發(fā)射，測量的物理參數(shù)為視幅頻率Fs、視電阻率ρS、高頻電位差ΔUG、低頻電位差ΔUD及供電電流I。在野外施工中常常需要避免或者減小接地電阻和電磁耦合對測量中的影響。對于接地電阻的改善，其關(guān)鍵點在于增加電極與土壤的接觸面積，常用的方法為使用多根電極并聯(lián)或者使用錫箔紙代替電極，這樣可以大大增加接觸面積，同時在接地電極附近澆上鹽水效果會更佳。在野外測量過程中常出現(xiàn)負值情況，多數(shù)情況下與電磁耦合現(xiàn)象分不開。在野外施工中，采用導(dǎo)線盡量鋪設(shè)在干燥處，供電導(dǎo)線與測量導(dǎo)線之間需間隔一定距離，盡量減少供電電極的接地電阻等方法來減小電磁耦合對測量過程的干擾。

4 應(yīng)用效果

為了了解該區(qū)土壤地球化學(xué)測量中主要異常元素Cu的賦存狀態(tài)及規(guī)模，在該區(qū)采用雙頻道激電法，開展了1:1萬的面積性測量工作，并且在異常部位進行了質(zhì)量檢查重復(fù)測量，以保證工作精度和施工質(zhì)量。圖1為90號測線質(zhì)量檢查對比曲線。

圖1 90號測線質(zhì)量檢查對比曲線

圖2 礦區(qū)雙頻激電視福頻率Fs等值線平面圖

圖3 礦區(qū)雙頻激電視電阻率ρS等值線平面圖

圖4 工作區(qū)08橫勘探線剖面圖

在視福頻率Fs等值線平面圖（圖2）上，以不同背景，不同異常下限圈定激電異常3處，編號為JD1、JD2、JD3。

JD1異常：位于礦區(qū)西北角，以2.34%等值線圈定的異常為南北走向的拉長橢圓狀異常；向北未封閉，異常規(guī)模中等。視福頻率Fs值在2.34%-3.24%之間，寬度范圍100-400米，長度600米，但在視電阻率ρS等值線平面圖（圖3）上，有一個長度300米，寬80米的極低阻區(qū)，視電阻率ρS在72-258之間，屬于高極化低阻區(qū)，而兩邊是高阻區(qū)，視電阻率ρS在885-2962之間，差距非常明顯，因此存在礦化帶的可能性非常大。

JD2異常：位于礦區(qū)北部中間，以2.10%等值線圈定的異常為南北向的拉長橢圓狀異常。視福頻率Fs值在2.34%-3.32%之間，面積較小，長度為400米，寬度在100-200米，電阻率值在127-509之間，屬高極化中阻區(qū)。

JD3異常：位于礦區(qū)東北角，以2.86%等值線圈定的異常，向東北未封閉，規(guī)模比較大。視福頻率Fs值在2.86%-5.59%之間，面積比較大，長度800米，寬度在250-550米，電阻率值中等，存在兩塊低阻區(qū)，第一塊在北邊，長300米，寬度200米，結(jié)合地質(zhì)資料認為，是由F1含礦構(gòu)造帶引起；第二塊在南邊，長200米，寬度200米，結(jié)合地質(zhì)資料認為，是由F2含礦構(gòu)造帶引起。

08橫勘探線與90號物探測線基本重合，根據(jù)物探剖面并結(jié)合地質(zhì)剖面（圖4）和鉆孔資料，圈出礦體一個（Ⅱ-1），礦體長約100m，寬約65.3m，標高220m，Cu品位在0.33～0.898%之間，平均品位為0.51%，同時看出物探剖面有很明顯的低阻、高極化異常，該位置與地質(zhì)剖面的銅礦脈對應(yīng)較好，且傾向與推測傾向吻合。

5 結(jié)論

通過對本區(qū)進行雙頻激電掃面工作及綜合研究，發(fā)現(xiàn)3塊雙頻激電異常區(qū)，并在主要異常部位進行了工程驗證，取得了良好的效果，證明了雙頻激電法在查明隱伏或深部金屬硫化物礦體的規(guī)模、賦存狀態(tài)、礦體空間定位預(yù)測，指導(dǎo)山地工程，加快找礦進程，節(jié)約勘探成本中發(fā)揮了極其重要的作用。

［1］何繼善.雙頻激電法[M].北京:高等教育出版社，2006：Ⅲ—Ⅸ.

［2］柳建新，劉春明，等.雙頻激電法在西藏某銅多金屬礦帶的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探，2004，40（2）：59-61.

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