金属矿勘查中时间域和频率域响应特征探讨_赵福元.pdf

第1期金属矿勘查中时间域和频率域响应特征探讨赵福元，仵阳，卜进兵，胡学彤（宁夏地球物理地球化学调查院，宁夏 银川750004）摘要：在金属矿勘查中，激电类方法是应用最为广泛的一种勘查方法，一般可获得电阻率参数和极化效应两种参数。本文以内蒙古某区金属矿勘查为例，主要分析时间域和频率域两种激电异常的响应特征，通过实际测量，时间域和频率域激电法对异常区均能清晰反映，能比较准确地显示异常的平面和剖面特征。结果表明：其应用效果良好，可为后续地质工作提供指导性建议。关键词：金属矿勘查；时间域激电法；频率域激电法中图分类号：TD95文献标识码：B文章编号：2096-7691（2023）01-032-03基金项目：宁夏自然科学基金项目（2022AAC03653）作者简介：赵福元（1986），男，硕士，物探高级工程师，现任职于宁夏地球物理地球化学调查院，主要从事地球物理勘查工作。Tel：18161504056，E-mail：引用格式：赵福元，仵阳，卜进兵，等.金属矿勘查中时间域和频率域响应特征探讨 J.能源科技，2023，21（1）：32-34.0引言激发极化法1-2是在金属矿勘查中应用最广泛的方法，从方法上来讲有时间域和频率域激电3-5。本文主要讨论在平面上采用时间域方法取得的极化率参数和在剖面上采用频率域方法取得的频散率参数之间的关系，为激电类金属矿勘查提供参考性建议。一般情况下，通过时间域激电在平面大范围内确定出异常靶区，然后在平面显示的异常区利用频率域激电测深对异常的产状、延伸情况和地层的分布等情况进行确定，从而指导钻探和下一步地质工作的开展。1工作方法及参数选取1.1时间域激电法依照 时间域激发极化法技术规定 DZT00702016规范，考虑到地形、供电设备等因素，平面上激电异常测量采用中梯装置，野外工作中选取供电极AB=1 800 m，测量电极MN=40 m，测量点距为20 m。观测范围在装置中部，约为AB长度的三分之一；采用一线供电、多线测量的工作方式，装置如图1所示。野外观测一次场Vp和视极化率参数，选用的技术参数具体为：供电周期为8 s，延时200 ms，重复测量次数3 次，同时测量一次场和视极化率值，通过计算取得视电阻率参数。采用的仪器为重庆地质仪器厂生产的DJF10-2大功率直流激电测量系统。1.2频率域激电法依照 复电阻率法电法勘探技术规程 SY/T66892007技术标准，剖面上激电异常测量采用三极装置，如图2所示。AMONB图2三极测深装置三极测深中供电极A相当于点电流源，供电极B选择在大于5倍勘探深度远的地方，供电极AB垂直于测线，AB最小为3 000 m；测深剖面垂直异常方向布设，测量极距等间隔取值；测点O位于MN的中点，测量MN=40 m；工作中通过移动供电A极来改变AO的距离，从而探测不同深度的地质体。工作采用双频激电方式，选取频率为1 Hz和0.062 5 Hz，采用的仪器为加拿大V8工作站。第21卷 第1期Vol.21No.12023年2月Feb.2023AMONB图1激电中梯装置第1期赵福元等：金属矿勘查中时间域和频率域响应特征探讨2地质及地球物理背景2.1地质概述研究区出露的地层区划属内蒙古草原分区，地层出露比较齐全，研究区域主要出露地层及岩性特征如下：二叠系额里图组（Ple），其主要岩性为安山质凝灰岩安山斑岩夹灰岩、含花岗伟晶岩；二叠系三面井组（P1sm），主要岩性为长石细砂岩、粉砂质板岩、生物灰岩；总体上二叠系分布面积较大，岩性主要为砾岩、硬砂岩、长石砂岩、粉砂质板岩夹灰岩等，含植物化石。新近系宝格达乌拉组（N2b），主要为各种黏土岩，局部上夹有砂砾岩、细砂岩。分布的主要脉岩为石英闪长岩（Jo）、花岗细晶岩（l）。主要侵入岩为华立西中期黑云母花岗岩（J）。第四系在研究区内普遍发育，主要为黄色冲、坡、风积砂、砾石及黏土，分布较广。2.2地球物理背景地层有电性差异是开展电法工作的前提，针对研究区内出露的主要地层，利用露头小四极法对区内具有代表性的地层岩性进行测量并做统计，物性统计见表1。表1物性统计地层PleJolN2bJP1sm岩性安山质凝灰岩安山斑岩夹灰岩、含花岗伟晶岩石英闪长岩花岗细晶岩黏土、细砂黑云母花岗岩长石细砂岩、粉砂质板岩、生物灰岩视电阻率s/m变化范围68.62 679.4275.91 689.1624.71 592.117.652.7567.81 604.573.6371.1平均值854.2714.11 108.730.11 064.0226.04视极化率s/%变化范围0.371.681.422.620.460.860.321.10.411.760.470.98平均值1.031.920.670.671.050.68（1）额里图组（Ple）视电阻率变化范围最大，最高视电阻率超过2 500 m，最低不足100 m，平均854.2 m，视极化率变化范围相对较大，平均1.03%，最高1.68%，呈中、高阻中等极化特性。（2）视电阻率和视极化率最小为宝格达乌拉组（N2b）地层，视电阻率平均 30 m，视极化率平均0.67%，岩性基本为黏土、细砂，显示为低阻低极化特性。（3）黑云母花岗岩（J）和花岗细晶岩（l）的视电阻率较高，分别为1 064 m和1 108.7 m，视极化率很低，平均为1.05%和0.67%，呈高阻低极化特性。（4）三面井组（P1sm）地层视电阻率呈中阻，视电阻率平均为226.04 m，视极化率平均为0.68%，显示为中阻低极化特性。（5）石英闪长岩（Jo）视电阻率呈中高阻，平均714.1 m，视极化率相对较高，最高可达2.6%，平均为1.92%。显示为中、高阻高极化特性。物性测量结果显示研究区内电性差异明显，在研究区开展电法工作具有良好的物性前提（若物性显示差异不明显时，应充分结合成矿地质条件，从成矿构造背景入手加以分析、考虑）。本次讨论中的频率域激电测深工作，测量参数为视电阻率和视频散率，频率域视频散率参数等同于时间域直流电法的视极化率参数，通常情况下频散率对异常较为敏感。3应用效果分析为了便于分析，选取一个代表性区域进行讨论，平面工作为时间域激电法，剖面工作为频率域激电法，如图3所示。视极化率/%5.44.84.23.632.41.81.40.80.2图3平面时间域激电视极化率等值线从图3中可以看出，整个研究区视极化率都相对弱，北端和最南端视极化率平均不足1%，无法形成一定的规模，异常意义较小。这里只讨论研究区南端一处视极化率较高的区域（图中黑色线范围）。该异常形态不规则，走向近南北向，中部有东西向展布的趋势，异常最大宽度 100 m，异常下限为 1.49%，最高为4.65%，面积约1.8 万m2，显示为中阻高极化特性。由于其仅为异常的平面显示，尚无法判断异常深部展布特征，因此设计了测深剖面对异常进行解剖，设计剖面为图3中红色线，测量结果如图4所示。从图4中可以看出，在编号为110点下方有一低电阻率区域（以10为底对数表示），电阻率约100 m，33第1期（b）频散率反演断面1 4501 4001 3501 3001 2501 2001.1151 1001 0501 0001 4501 4001 3501 3001 2501 2001.1151 1001 0501 0001 0201 0601 1001 1401 1801 2201 2601 3001 340130126122118114110106102981 0201 0601 1001 1401 1801 2201 2601 3001 340111111.41.41.41.43.4333322222121.43.432.62.21.81.410.60.2PEF/%（a）电阻率反演断面1 4501 4001 3501 3001 2501 2001.1151 1001 0501 0001 4501 4001 3501 3001 2501 2001.1151 1001 0501 0001 0201 0601 1001 1401 1801 2201 2601 3001 340130126122118114110106102981 0201 0601 1001 1401 1801 2201 2601 3001 3403.93.63.332.72.42.11.81.51.2lg/（m）2.62.62.12.12.12.12.12.12.62.62.62.11.62.83.13.62.1平面显示该段也为低阻区，对应较好，推断此处可能为破碎带通道，该处深部有一高频散率异常区，宽度约80 m，频散率最高3.4%，中心位置深度200 m，倾向近东南向，显示为中低阻高频散率特性。该异常相对于弱背景来说数值较大，但其向深部延伸不大，从成矿规律上来讲，可能只为矿化局部富积导致的异常，最后钻探验证也说明了这一点。从上述结果可以看出，利用平面时间域激电工作确定靶区、剖面频率域激电工作解剖异常产状特征相结合可以对异常特征更准确地进行把握，应用地质规律可以很好地指导找矿工作。4结论（1）平面上采用时间域激电可以对区域性异常进行圈定，对确定有利靶区具有很好的指导作用，但对异常的深部展布特征解译程度有限。（2）剖面上采用频率域激电可以很好地对平面发现的异常进一步解剖，并对地层分布和异常的产状特征等反映清晰。（3）不论时间域激电还是频率域激电，二者对异常体均有不同的反映，两种方式相结合，并在成矿地质规律的指导下，结合钻孔资料对反演模型的约束，由平面到剖面对异常进行圈定，可进一步减少多解性，能很好地指导下一步找矿工作。参考文献：1蔡运胜，尹洪岩，张进国，等.激发极化法工作原理方法及应用效果探讨 J.矿产勘查，2012，3（2）：212-218.2葛为中，吕玉增，丁云河.梯度电测深剖面法及其应用 J.物探与化探，2011，35（2）：206-211.3罗延钟，张桂青.频率域激电法原理 M.北京：地质出版社，1988.4韩世庚，薛颖.大功率激电（IP）三极测深在铜矿勘查中的应用 J.技术应用，2009（4）：55-57.5李宁生，赵福元，仵阳，等.大功率激电在金属矿深部找矿中的应用 J.石油天然气学报，2013，35（8）：54-56.Discussion on Response Characteristics of Time Domain and FrequencyDomain in Metal Mineral ExplorationZHAO Fuyuan,WU Yang,BU Jinbing,HU Xuetong(Ningxia Institute of Geophysical and Geochemical Exploration,Yinchuan,Ningxia 750004)Abstract：In the exploration of metal minerals,the induced polarization(IP)method is the most widely usedexploration method to obtain the resistivity parameters and polarization effect parameters generally.This papertaking the metal mineral exploration in an area of Inner Mongolia as an example,mainly analyzes the response characteristics of IP anomalies in both time domain and frequency domain.Based on actual measurement,both time-domain and frequency-domain IP methods can reflect the abnormal areas clearly,and display the plane and