■張明

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊廣東廣州510800）

對天然場激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗效果的探討

■張明

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊廣東廣州510800）

我國歷史時期的劃分為舊石器時代、新石器時代、青銅器時代、鐵器時代。其時代劃分依據(jù)都是以當時人們開發(fā)利用的主要礦產(chǎn)種類為特征。對礦產(chǎn)的利用與開發(fā)，正是人類適應自然、認識自然以及改造自然的過程。然而，眾所周知，礦產(chǎn)是不可再生能源，雖然礦產(chǎn)具有極高的利用價值，但對礦產(chǎn)的開采要有一定的限度，并要提高礦產(chǎn)的開采率。激發(fā)極化法應用于多金屬礦區(qū)，能夠有效探尋礦產(chǎn)中的金屬元素，是有效提高金屬礦產(chǎn)開采率的方法。

激發(fā)極化法 多金屬礦區(qū) 野外試驗 效果

礦產(chǎn)是指埋藏于地表層一下，或經(jīng)過巖石風化、沉淀的，可供人類利用的天然礦物或者巖石資源。而金屬礦產(chǎn)，則是經(jīng)過冶煉，可以從中提取金屬元素的礦產(chǎn)。激發(fā)極化法是一種電法勘探技術，根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學性質(zhì)，如導電性、導磁性、介電性，以及電化學特性的差異，通過對天然電場等空間分布規(guī)律和時間特點的研究，用于尋找金屬、非金屬礦床，解決人工無法找尋的深層地質(zhì)礦產(chǎn)，提高金屬礦產(chǎn)的開采率。

一、激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗

1.1試驗礦區(qū)基本概況

此次試驗的目的是對天然場激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗效果探討[1]。因研究主題是多金屬礦區(qū)，因此特選擇國內(nèi)具有豐富礦產(chǎn)資源的廣東某個多金屬礦區(qū)作為野外試驗的現(xiàn)場。選擇此礦區(qū)的原因是，廣東地處歐亞板塊與太平洋塊交接處，是國內(nèi)具有豐富礦產(chǎn)資源的省份之一，具有“稀有金屬和有色金屬之鄉(xiāng)”的稱號。對此礦區(qū)礦石鉆孔進行采樣，發(fā)現(xiàn)礦石中含有大量黃鐵，且黃鐵有礦化的跡象。

1.2試驗礦區(qū)采樣測試

對礦區(qū)進行鉆孔采樣，對此礦區(qū)中黃鐵以及周圍巖石進行實驗測試，分別計算兩者極化率與電阻率的范圍值，具體測試結果如下表所示：

電阻率變化最小值電阻率變化最大值名稱極化率變化最小值（%）極化率變化最大值（%）極化率平均值（%）?。é浮）?。é浮）黃鐵13257260400圍巖1.542.8250350

此測試結果顯示，該礦區(qū)所選取的黃鐵礦與巖石之間的電性存在差異，是具有激發(fā)極化前提的，可選取此礦區(qū)作為對天然場激發(fā)極化法在多金屬礦區(qū)的野外試驗。

1.3野外試驗方法

此礦區(qū)野外試驗采用的機器設備是DWJ～1微機激電儀接收機以及DJF～1型發(fā)送機，在此礦區(qū)垂直的方向，貫穿一條1000m長的測線。激發(fā)極化法測量裝置采用中間梯度裝置[2]，中間梯度裝置參數(shù)設置如下：AB=1500m，MN=40m，點距25m；供電周期16s，電流1700mA。將AB測線分為3段測試此礦區(qū)的視電阻率ρs和視極化率?s。測探方式為電磁陣列（EMAP）形式，每個EMAP設置至少6個測點，每個測點設置兩個電道采集站，并在電磁陣列兩端各設置一個磁道采集站，測探方式為全張量方式。

由此測試設備與方法，測試礦區(qū)的阻抗及相位。試驗結果顯示，激發(fā)極化法測試出現(xiàn)異常的區(qū)域在測線的250m～850m之間，礦區(qū)中黃鐵以及周圍巖石野外試驗的數(shù)據(jù)如下：

?

此野外試驗測試的視極化率ηs與視電阻率ρs反應，該礦區(qū)的電阻率與極化率偏高。其剖面示意圖如下圖所示：

1.4野外試驗效果分析

根據(jù)頻散率公式計算視電阻率頻散率

其中，fd——低頻；

fg——高頻；

ρs（fd）——低頻電阻率；

ρs（fg）——高頻電阻率。

由此公式，計算電阻率頻散率Ps（fd，fg）反映了頻率域中視電阻率的變化狀態(tài)。由此礦區(qū)野外試驗結果可以看出，黃鐵礦石與周圍巖石作為統(tǒng)一礦區(qū)的礦石，具有相同的地質(zhì)結構，兩者之間的視電阻率大致相同。兩者之間不同的是，有一個異常點出現(xiàn)在極化體的上方，由頻散率公式計算異常點相對視頻散率：

其中，Psn（fd，fg）——異常點視頻散率；

Pso（fd，fg）——背景點視頻散率。

由于相對視頻散率可以消除背景值對其產(chǎn)生的影響，得到極化體效應。有公式①，取高頻fg=22.4Hz，由此可以計算測線上的視頻散率，其分布圖如下所示：

由上圖可知，在10Hz以上的頻段，曲線呈重合的狀態(tài)，從1Hz開始，隨著頻率的減弱，曲線漸漸分離。而到0.01Hz，曲線的走向呈水平的狀態(tài)。而由公式計算，視頻散率值在0m是最低，在600m時最高，中間部位也是隨著高度的增加而增大。

通過對此多金屬礦區(qū)激發(fā)極化發(fā)野外試驗分析與計算，得到此礦區(qū)極化體上方的相對視頻散率。并且，計算所得的相對視頻散率的變化范圍與變化規(guī)律[3]，與背景點的中梯激發(fā)極化變化范圍與規(guī)律一致。此試驗現(xiàn)場表明，天然場激發(fā)極化法在實際應用中結合測試礦區(qū)的地電特征。

2　結語

多金屬礦產(chǎn)資源是重要的自然資源，其形成過程更是經(jīng)過幾百年甚至幾千年地質(zhì)變形才形成的。多金屬礦產(chǎn)是我國歷史發(fā)展的見證，是社會生產(chǎn)發(fā)展的物質(zhì)基礎。我國崇尚環(huán)境保護，在多金屬礦產(chǎn)的開采上，采用激發(fā)極化法，以提高此礦產(chǎn)的開采率。筆者根據(jù)廣東某富含黃鐵的金屬礦產(chǎn)進行野外試驗，通過此試驗向讀者展示激發(fā)極化法在多金屬礦產(chǎn)中的重要作用，望能夠為我國礦業(yè)的后續(xù)發(fā)展提供幫助。

[1]吳漢榮，王式銘.利用天然電磁場進行激發(fā)極化法測量的可能性 [J].物探與化探，1978,2（1）.

[2]Marali S.羅延鐘，譯.利用大地電流場作為頻率域激電觀測電源的可能性 [J].國外地質(zhì)勘探技術，1983，5（4）.

[3]楊進，譚捍東，傅良魁.被動源激發(fā)極化法的野外試驗結果 [J].現(xiàn)代地質(zhì)，1998,12 （3）.

P694[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～300～1