楊 興， 趙 旭， 李繼安， 王逢濤

激電測(cè)深在資源調(diào)查評(píng)價(jià)中的研究

楊 興， 趙 旭， 李繼安， 王逢濤

(核工業(yè)203研究所，陜西 咸陽 712000)

將激電測(cè)深方法應(yīng)用于青海柴北緣查查香卡與埃姆尼克山地區(qū)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析，從中發(fā)現(xiàn)了多處激電異常(視極化率ηs和視電阻率ρs異常)，圈定了地球物理異常暈及構(gòu)造蝕變帶，并根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)條件和礦化特征可以分析出與礦產(chǎn)資源賦存有關(guān)的地質(zhì)特征，對(duì)該地區(qū)資源勘查工作具有一定的指導(dǎo)作用。

激電測(cè)深；資源勘查；構(gòu)造蝕變帶

楊 興，趙旭，李繼安，等.2017.激電測(cè)深在資源調(diào)查評(píng)價(jià)中的研究[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，40(3)：284-292.

Yang Xing, Zhao Xu , Li Ji-an，et al.2017. Research of induced polarization sounding in resources investigation and evaluation [J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):284-292.

激電測(cè)深是通過不斷加大供電極距，依次探測(cè)由淺到深不同地層的視極化率ηs，從而達(dá)到測(cè)深目的的一種探測(cè)手段(張秋光，1983)。激發(fā)極化法因投資低、探測(cè)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，成為硫化物和部分氧化物等礦床勘查中主要物探方法之一(喻翔等，2014；劉國(guó)輝等，2009；曹軍等，2015)。激電測(cè)深是以地下巖(礦)石的電性差異為基礎(chǔ)，人工建立地下穩(wěn)定直流電場(chǎng)或脈動(dòng)電場(chǎng)，通過逐次加大供電(或發(fā)送)與測(cè)量(或接收)電極極距，觀測(cè)與研究同一測(cè)點(diǎn)下垂直方向不同深度范圍巖(礦)石電阻率的變化規(guī)律，以查明礦產(chǎn)資源或解決與深度有關(guān)的各類地質(zhì)問題的一組直流電法勘查方法。已經(jīng)查明，在柴達(dá)木盆地東北緣，鈾礦化與構(gòu)造蝕變帶有著密切的關(guān)系，因而查明構(gòu)造蝕變帶的產(chǎn)狀、深部延伸狀況及具體位置，對(duì)于進(jìn)一步的探礦工程提供勘查依據(jù)，成為地質(zhì)工作者的當(dāng)務(wù)之急。

1 地質(zhì)概況及地球物理特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)況

柴北緣夾持于南祁連陸塊與柴達(dá)木陸塊之間，可劃分為宗務(wù)隆山—青海南山晚古生代—早中生代裂陷槽、歐龍布魯克陸塊、賽什騰—錫鐵山—哇洪山新元古代—早中生代縫合帶(簡(jiǎn)稱柴北緣縫合帶)。查查香卡及埃姆尼克山地區(qū)位于歐龍布魯克陸塊與裂陷槽或縫合帶的接合部位(莫午零等，2007)。

柴北緣構(gòu)造帶主體為元古界花崗質(zhì)侵入體和變質(zhì)巖，榴輝巖和石榴子石橄欖巖等，雖出露面積很小，但它們指示了這一構(gòu)造帶曾經(jīng)在早古生代經(jīng)歷過高壓和超高壓變質(zhì)作用。該帶內(nèi)出露了眾多含榴輝巖的前寒武紀(jì)中～深變質(zhì)結(jié)晶巖塊和由早古生代蛇綠巖、島弧火山巖以及形成于不同構(gòu)造環(huán)境下的陸緣碎屑巖和中酸性火山巖以及碳酸鹽巖組成的蛇綠構(gòu)造混雜巖巖塊，其上被泥盆紀(jì)磨拉石建造(牦牛山組D3m)不整合覆蓋，之后幾乎連續(xù)接受晚古生代淺海環(huán)境下的碳酸鹽巖及少量碎屑巖沉積。柴北緣南斷裂帶和柴北緣北斷裂帶及宗務(wù)隆山南斷裂帶及其兩側(cè)的剪切帶對(duì)柴北緣成礦帶的成礦作用起著決定性的重要作用，并控制成礦帶內(nèi)的礦床(點(diǎn))分布，同時(shí)控制著沉積組合和巖漿活動(dòng)。成礦的熱動(dòng)力來源于碰撞造山帶導(dǎo)致的地?zé)嵩鰷?，其形成、演化受大陸巖石圈和深斷裂的控制。

1.2 測(cè)區(qū)地質(zhì)條件

查查香卡地區(qū)由陶力隆起、澤日肯隆起夾持的托莫爾日特蛇綠混雜巖帶組成，鈾礦化區(qū)位于托莫爾日特蛇綠混雜巖帶與澤日肯隆起結(jié)合部位。含鈾建造為奧陶—志留系灰綠色斜長(zhǎng)角閃片巖，為一套變質(zhì)火山巖。礦化帶受北西西向構(gòu)造破碎帶控制，夾持于澤日肯隆起及托莫爾日特蛇綠混雜巖帶之間。礦化帶東西長(zhǎng)約9 km，寬20～100 m，產(chǎn)狀20°∠50°～46°。在其中2 km長(zhǎng)的范圍內(nèi)，鈾、釷礦化較好，礦化斷續(xù)長(zhǎng)幾十米至幾百米，寬幾十厘米至十幾米。鈾、釷礦化沿走向品位大于0.01%較連續(xù)，大于0.03%的部分連續(xù)，大于0.05%的不連續(xù)，呈扁豆體產(chǎn)出。往深部有釷變貧、鈾變富的趨勢(shì)。有的地段品位達(dá)到0.05%以上。該含礦構(gòu)造帶中的鈾礦化主要與熱液活動(dòng)有關(guān)。并在地表路線調(diào)查中發(fā)現(xiàn)銅、金等礦化。

鈾礦化體賦存于斷裂帶內(nèi)，受構(gòu)造及熱液影響，圍巖蝕變比較強(qiáng)烈，主要有硅化、鈉(鉀)長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化等(劉林等，2008)。

1.3 地球物理特征

根據(jù)本地區(qū)鈾礦的地質(zhì)特征，無論是查查香卡還是埃姆尼克山，目前所發(fā)現(xiàn)的鈾礦化均受斷裂構(gòu)造破碎帶控制，并且具有強(qiáng)烈的近礦圍巖蝕變，圍巖蝕變中普遍存在金屬硫化物礦化和硅化。金屬硫化物具有較強(qiáng)的激發(fā)極化效應(yīng)，可形成較高的視極化率ηs異常；而硅化可嚴(yán)重影響巖礦石的導(dǎo)電性能，形成較高的視電阻率ρs異常。因此可通過圈定視極化率ηs高值異常和視電阻率ρs高阻異常來尋找多金屬礦化體。測(cè)區(qū)具備采用激電方法間接圈定多金屬礦化體的地球物理前提條件(薩姆納，1981；羅孝寬等，1991)。

根據(jù)查查香卡及埃姆尼克山的實(shí)際情況，共布置了五條激電測(cè)深剖面。其中查查香卡測(cè)區(qū)布置了三條激電測(cè)深剖面，方向?yàn)?0°，主要目的是探測(cè)區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的兩條控礦構(gòu)造蝕變帶深部含礦情況，并尋找其它與礦化有關(guān)的激電異常；埃姆尼克山測(cè)區(qū)布置了兩條激電測(cè)深剖面，剖面方向分別為30°和50°，其目的主要是尋找與礦化有關(guān)的激電異常，并了解礦化體的深部空間產(chǎn)態(tài)及含礦情況。

2 野外工作方法

本次工作剖面敷設(shè)采用先進(jìn)的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位。測(cè)深點(diǎn)距為40 m。工作儀器采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DZD—6A多功能直流電法儀，供電電極采用鐵質(zhì)釬狀電極，測(cè)量電極采用不極化電極，供電電源采用發(fā)電機(jī)，最大供電電壓可達(dá)1 000 V。極化率測(cè)量供電時(shí)間采用5 ms，延遲時(shí)間200 ms,積分寬度dt1為40 ms,dt2～dt7為80 ms。工作中對(duì)于異常點(diǎn)和畸變點(diǎn)進(jìn)行必要的重復(fù)觀測(cè)和檢查觀測(cè), 要求ηs相對(duì)誤差小于±10%，若不符合這一要求的讀數(shù)進(jìn)行多組重復(fù)觀測(cè)，并舍去誤差較大者。工作裝置采用對(duì)稱四極裝置，供電極距AB/2的變換采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)等間距一級(jí)8個(gè)點(diǎn)的辦法，最小AB/2為2.8 m，最大為1 500 m。測(cè)量極距MN/2按照AB/2的1/10等比變換。布極方向與剖面線方向一致，布極時(shí)小極距借助導(dǎo)線上標(biāo)注的極距定位，極距較大時(shí)采用剖面線上的點(diǎn)號(hào)以及GPS定距放線。工作中極距較大時(shí)，供電電極一般采用8～10根，電極之間的距離為其入土深度的2倍，并且要求電極入土盡量深一些，以減小接地電阻，確保接地良好；測(cè)量電極的埋設(shè)保持與地表的良好接觸，并除去小坑內(nèi)的雜草、碎石等雜物；操作員觀測(cè)報(bào)數(shù)后，記錄員準(zhǔn)確回報(bào)并記錄，現(xiàn)場(chǎng)繪制ρs、ηs測(cè)深曲線，發(fā)現(xiàn)畸變時(shí)，及時(shí)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)或檢查觀測(cè)。

3 資料整理及成果解釋

3.1 資料整理

對(duì)野外采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，檢查無誤后，對(duì)視極化率ηs擬斷面、視電阻率ρs擬斷面進(jìn)行平面等值線圖繪制。圖件的編繪全部在計(jì)算機(jī)上完成，從而形成5條激電測(cè)深剖面圖件。

3.2 成果解釋

為了方便解釋，將視極化率ηs擬斷面、視電阻率ρs擬斷面以及所推斷的地質(zhì)斷面放置在一張圖上，構(gòu)成激電測(cè)深綜合斷面圖。

3.2.1 查查香卡測(cè)區(qū)激電測(cè)深資料的解釋

(1)查查香卡1線激電測(cè)深資料的解釋。對(duì)激電測(cè)深來講，在正常背景下，隨著供電極距AB/2由小到大，視極化率ηs反映為逐漸遞增的背景特征。當(dāng)遇到極化體存在時(shí)，極化體產(chǎn)生的異常便疊加在這種逐漸遞增的背景之上，因此，在等值線斷面圖上，很難直觀的來圈定視極化率ηs異常。

根據(jù)ηs異常的整體形態(tài)并結(jié)合ρs異常綜合分析，該剖面(圖1)引起異常的礦化體應(yīng)該有兩條，分別位于112點(diǎn)和115點(diǎn)附近，即圖中的TK11和TK12，基本與已發(fā)現(xiàn)的兩條控礦構(gòu)造蝕變帶F3和F1相吻合。從ηs異常和ρs異常等值線趨勢(shì)分析判斷，兩條礦化體均向北側(cè)傾斜，剔除地形因素，其傾角約為50°～60°。通過對(duì)其主體異常進(jìn)行反演估算，TK11礦化體自地表向下延伸，在150 m以下，其南側(cè)有較強(qiáng)礦化；TK12礦化體頂板埋深約為20～25 m，向下可延伸至300 m以下。

圖1 查查香卡1線激電測(cè)深綜合斷面圖Fig.1 Depth section of IP sounding in line 1, Chachaxiangka1.激電測(cè)深點(diǎn)及編號(hào)；2.花崗片麻巖； 3.斜長(zhǎng)角閃巖；4.推斷礦化帶及編號(hào)

圖2 查查香卡2線激電測(cè)深綜合斷面圖Fig.2 Depth section of IP sounding in line 2, Chachaxiangka1.激電測(cè)深點(diǎn)及編號(hào)；2.花崗片麻巖； 3.斜長(zhǎng)角閃巖；4.輝長(zhǎng)巖脈；5.推斷礦化帶及編號(hào)

(2)查查香卡2線激電測(cè)深資料的解釋。從視電阻率ρs擬斷面圖(圖2)可以看出，ρs高阻異常的形態(tài)、趨勢(shì)與ηs高值異常非常相似，具有很明顯的正相關(guān)關(guān)系。ρs高阻異?？赡転榈V化體的圍巖蝕變的反映，總之與礦化有一定的關(guān)系。

依據(jù)ηs異常的分布特征(圖2)，推斷該剖面206點(diǎn)、209點(diǎn)以及212點(diǎn)附近各存在一條礦化帶，礦化帶應(yīng)向剖面的右側(cè)即北側(cè)傾斜，剔除地形因素后，其傾角約為50°左右，即圖2中的TK21、TK22和TK23。TK21和TK22基本與已發(fā)現(xiàn)的兩條控礦構(gòu)造蝕變帶F3和F1相吻合。

圖3 查查香卡3線激電測(cè)深綜合斷面圖Fig.3 Depth section of IP sounding in line 3, Chachaxiangka1.激電測(cè)深點(diǎn)及編號(hào)；2.花崗片麻巖； 3.斜長(zhǎng)角閃巖；4.推斷礦化帶及編號(hào)

(3)查查香卡3線激電測(cè)深資料的解釋。從視電阻率ρs擬斷面圖(圖3)可以看出，ρs高阻異常的形態(tài)、趨勢(shì)與ηs高值異常也非常相似，具有很明顯的正相關(guān)關(guān)系。

依據(jù)ηs異常的分布特征(圖3)，推斷該剖面309點(diǎn)及312點(diǎn)各存在一條礦化體，礦化體應(yīng)向剖面的右側(cè)即北側(cè)傾斜，剔除地形因素后，其傾角約為50°左右，即圖中的TK31和TK32。此處推斷的礦化帶也與基本已發(fā)現(xiàn)的兩條控礦構(gòu)造蝕變帶F3和F1相吻合。

綜上所述，查查香卡測(cè)區(qū)完成了3條激電測(cè)深剖面，A-B線(1線)和E-F線(3線)各發(fā)現(xiàn)了兩處比較明顯的激電異常，C-D線(2線)發(fā)現(xiàn)了三處較明顯的激電異常。通過對(duì)異常的綜合分析，A-B線(1線)和E-F線(3線)各推斷出了兩條礦化帶，即TK11，TK12和TK31，TK32，C-D線(2線)推斷出了三條礦化帶，即TK21，TK22和TK23。將TK11，TK31和TK21相連，恰好與地表已發(fā)現(xiàn)的控礦構(gòu)造蝕變帶F3相吻合。將TK12、TK32和TK22相連，恰好與地表已發(fā)現(xiàn)的控礦構(gòu)造蝕變帶F1完全吻合。說明了采用激發(fā)極化法尋找多金屬礦具有良好的地質(zhì)找礦效果。TK23對(duì)應(yīng)的異常相對(duì)較弱，規(guī)模也較小，可能為一個(gè)較小的構(gòu)造蝕變帶所引起。

3.2.2 埃姆尼克山測(cè)區(qū)激電測(cè)深資料的解釋

(1)埃姆尼克山1線激電測(cè)深資料的解釋。結(jié)合視電阻率ρs擬斷面圖來看(圖4)，與ηs高值異常相對(duì)應(yīng)的部位視電阻率ρs也相對(duì)較高，具正相關(guān)關(guān)系。推斷這種高阻高極化的組合異常為構(gòu)造蝕變帶所引起。從ηs和ρs等值線的延伸趨勢(shì)看，構(gòu)造蝕變帶應(yīng)向剖面的左側(cè)即南西方向傾斜，傾角較陡，大約為70°～80°，即圖中的TK11，TK12，TK13以及TK14。從異常縱向上不連續(xù)這一特征看，至少可以說明構(gòu)造蝕變帶的礦化程度在縱向上不穩(wěn)定。

(2)埃姆尼克山2線激電測(cè)深資料的解釋。結(jié)合視電阻率ρs擬斷面圖來看(圖5)，與ηs高值異常相對(duì)應(yīng)的部位視電阻率ρs也相對(duì)較高，符合構(gòu)造蝕變帶引起的高阻高極化的異常模式，因此推斷此處的ηs高值異常為含礦構(gòu)造蝕變帶所引起。從ηs和ρs等值線的分布特征看，異常體(構(gòu)造蝕變帶)應(yīng)向剖面的左側(cè)即南西方向傾斜，且傾角較陡，大約為70°～80°，即圖中的TK21和TK22。從異常向下延伸的深度AB/2約為500 m判斷，含礦構(gòu)造蝕變帶可延伸至300 m以下。

除上述兩處主要的視極化率ηs高值異常外，該剖面在213點(diǎn)和219點(diǎn)還有兩處比較弱的ηs異常。由于這兩處ηs異常比較弱，并且深部異常不是很明顯，因此沒有作礦化帶處理，可在以后地質(zhì)調(diào)查工作中略加注意。

綜上所述，埃姆尼克山測(cè)區(qū)完成了2條激電測(cè)深剖面，1線發(fā)現(xiàn)了4處激電異常，推斷了4條含礦構(gòu)造蝕變帶，即TK11，TK12，TK13和TK14；2線發(fā)現(xiàn)了2處激電異常，推斷了2條含礦構(gòu)造蝕變帶，即TK21和TK22。這些構(gòu)造蝕變帶中，TK11，TK12和TK13等三條在縱向上礦化不穩(wěn)定，在一定的深度范圍內(nèi)礦化程度有所降低。相對(duì)來講，TK14，TK21和TK22等三條構(gòu)造蝕變帶較好一些，基本上可延伸至300 m以下。

4 結(jié)論與建議

通過對(duì)柴北緣兩個(gè)地區(qū)激電測(cè)深的研究，得出以下幾點(diǎn)認(rèn)知:

(1)通過對(duì)柴達(dá)木東北緣埃姆尼克山—查查香卡地區(qū)鈾礦激電測(cè)深工作，發(fā)現(xiàn)了多處明顯的激電ηs異常，通過對(duì)這些激電ηs異常的綜合分析，推斷出了多條構(gòu)造蝕變帶。

(2)查查香卡測(cè)區(qū)完成了3條激電測(cè)深剖面，通過對(duì)異常的綜合分析， 1線3線各推斷出了兩條礦化帶，即TK11，TK12和TK31，TK32， 2線推斷出了三條礦化帶，即TK21，TK22和TK23。將TK11，TK31和TK21相連，恰好與地表已發(fā)現(xiàn)的控礦構(gòu)造蝕變帶F3相吻合。將TK12，TK32和TK22相連，恰好與地表已發(fā)現(xiàn)的控礦構(gòu)造蝕變帶F1完全吻合。說明了采用激發(fā)極化法尋找多金屬礦具有良好的地質(zhì)找礦效果。TK23對(duì)應(yīng)的異常相對(duì)較弱，規(guī)模也較小，可能為一個(gè)較小的構(gòu)造蝕變帶所引起。

圖4 埃姆尼克山1線激電測(cè)深綜合斷面圖Fig.4 Depth section of IP sounding in line 1, Mount Aimunike1.激電測(cè)深點(diǎn)及編號(hào)；2.砂礫巖； 3.推斷礦化帶及編號(hào)

圖5 埃姆尼克山2線激電測(cè)深綜合斷面圖Fig.5 Depth section of IP sounding in line 1, Mount Aimunike1.激電測(cè)深點(diǎn)及編號(hào)；2.砂礫巖； 3.推斷礦化帶及編號(hào)

(3)根據(jù)埃姆尼克山測(cè)區(qū)測(cè)量的2條激電測(cè)深剖面推斷，1線存在4條含礦構(gòu)造蝕變帶，即TK11，TK12，TK13和TK14；2線存在2條含礦構(gòu)造蝕變帶，即TK21和TK22。這些構(gòu)造蝕變帶中，TK11，TK12和TK13等三條在縱向上礦化不穩(wěn)定，在一定的深度范圍內(nèi)礦化程度有所降低。相對(duì)來講，TK14，TK21和TK22等三條構(gòu)造蝕變帶較好一些，基本上可向下延伸至300 m以下。

(4) 埃姆尼克山測(cè)區(qū)完成的兩條測(cè)線距離較遠(yuǎn)，控制密度過于稀疏，對(duì)解釋工作帶來困難,建議加密激電測(cè)深剖面及激電掃面工作，以便更完整地反映物探異常，為地質(zhì)解釋提供更為充分的依據(jù)。

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ResearchofInducedPolarizationSoundinginResourcesInvestigationandEvaluation

YANG Xing, ZHAO Xu, LI Ji-an, Wang Feng-tao

(Research Institute No.203, CNNC, Xianyang, SX 712000, China)

By analyzing geology background and mineralization characteristics in North edge of basin, it is considered that there do exist the condition for using induced polarization to locate anomaly for seeking Uranium mineralization tectonic alteration zone in Chachaxiangka and Mount Aimunike, by sorting IP data, we protract 5 profiles of IP sounding, and discovered several IP anomaly(Apparent susceptibility ηsand apparent resistivity ρsanomaly), by analyzing all these anomalies, we have concluded several mineralization tectonic alteration zone in Chachaxiangka and Mount Aimunike, figured out the depth extent and occurrences of mineralization tectonic alteration zone.

induced polarization sounding; resources exploration; structural alteration zone

P631.3+25

A

1674-3504(2017)03-0284-09

2017-05-05

楊 興(1985—)，男，碩士研究生，主要從事地球物理勘查工作。E-mail: xyz132526@126.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.011