马为，林星
天津市地球物理勘探中心
作者简介：马为，工程师，主要从事地球物理电（磁）法固体矿产勘查工作。
导读：
-----------
1 引言
激电法在金属矿产的地球物理勘查工作中一直占有重要地位。随着多道仪器的出现及正反演方法的发展，激电法衍生出了多种新的方法。三维激电法（3DIP）作为激电法的延伸和发展在找矿中发挥的作用越来越重要。目前三维激电法在国外应用较多，其三维收发装置在确保高信噪比和较大探测深度的同时，三维反演计算结果也更加符合实际地质情况。
2014年7月在新疆昭苏卡拉盖雷铜金矿区开展了三维时间域激电法勘查，地质任务是利用视充电率（A^）和视电阻率（p.）参数在三维空间的分布特征，查明与铜金矿密切相关的金属硫化物在不同深度范围段内的产出特点。经过钻探验证圈定的激电异常见浸染状黄铜矿等多金属硫化物，表明采用偏移单一偶极（Offset-pole-dipole）三极阵列数据采集装置与三维反演技术相结合的找矿方法是有效的。
仪器使用加拿大凤凰公司30kWTXU-30发射机和V8综合电法工作站，数据三维反演处理采用哥伦比亚大学GIF组研发的UBC-DCIP2D/3D软件。
2 测区地质特征及电性
大哈拉军山组（c1d）主要由一套中一基性、中—酸性火山岩及火山碎屑岩组成，岩性主要为安山岩、安山玢岩、流纹斑岩，阿克沙克组（c1ak）主要为一套正常沉积的陆-浅海相碎屑岩和浅海相碳酸盐岩，新生界第四系（Q4）主要为冲洪积、坡洪积砂及砾石。
区内构造以断裂构造为主，褶皱构造不发育。其中断裂构造走向以近东西向为主，次级断裂为北东东向，沿断裂发育有糜棱岩化破碎带。主要断裂构造有尼勒克断裂和那拉提深断裂。区内岩浆活动强烈，大规模的岩浆侵入活动发生于华力西中期，基性到中性侵入岩均有出露。
该区矿化体主要分布于浅变质岩中，表现出构造控矿特点。矿石中氧化矿物主要有孔雀石、铜兰和褐铁矿，原生矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、钴毒砂、辉钴矿、闪锌矿和钛铁矿，其次还有少量赤铁矿、磁铁矿等。脉石矿物主要有电气石、石英、方解石、绿泥石以及绢云母。围岩蚀变主要为电气石化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化、粘土化、高岭土化、黄铁矿化和褐铁矿化等。
对区内岩石标本的电性特征统计结果（表1）表明：矿化蚀变片岩具有中低阻高极化异常特征，片理化凝灰岩具有高阻高极化特征。
3 方法技术
3.1 三维时间域激电法
WhiteR.M.S（2003）提出了一种阵列式三维激电数据采集装置并叙述了其具体特征，称为偏移单一偶极（Offset-pole-dipole）装置，如图1。该装置具有如下特点：
与时域激电三极装置发射系统类似，在远处（5km以上）布设B极；沿发射电极连线两侧部署数十个接收电极并与多道接收机相连，在全部观测完成前位置不变，发射极沿发射线移动；分离的发射与接收装置分离（非共线）布设，大幅降低EM效应对观测结果的影响；发射极和接收电极共同构成了三维数据采集装置。
原理上3DIP与时间域激发极化法、直流电阻率法一致，均是通过供电时测量电阻率参数、断电后计算视充电率参数，并通过研究分析这些与地下地质有关的参数的特征来达到找矿、推断地下隐伏地质体的形态特征等目的。其特点是充分利用多道观测仪器的特点，采用特殊的三维数据采集装置及三维反演方法，提高了激电法的勘查效果。
在本次项目施工中，使用偏移单—偶极装置，如图2。供电周期选择8s、占空比50%的TD50方波，接收机设置50Hz陷波器压制工业电及谐波等外来电磁信号的干扰，设置15个时间窗口，延时60〜1509ms，记录全部窗口充电率。
图2 工区工作布置示意图
工作网度400m×25m，供电点距25m，供电线长1000m，发射电极点40个。接收极距MN=25m，单次供电双侧36道接收；本次工作共布设发射线2条，测量线4条，实测测量数据点2880个，勘查控制范围1km2，工作布置如图2。
3.2 数据处理
对采集的三维观测数据利用UBC-DCIP2D/3D软件进行三维反演计算，该软件采用文件形式分别存储数据、测点位置信息，在反演中使用了LBM(logarithmic barrier method)法及AIM(approximate inverse mapping)法提高算法的稳定性和精度。本次三维计算采用25m×25m×25m的网格，反演目标是圈定300m深度内主要异常体的分布范围，不考虑规模较小的异常体。
三维反演软件可以直接输出反演后的体数据，实现任意方向、深度上的电参数Ｍｓ、ρｓ切片处理，并以二维或三维图形输出。
４ 资料解释
4.1 激电异常特征
三维视电阻率和视充电率反演结果提供了工区由浅到深300ｍ以内的电性特征（图3），浅部全区视电阻率与视充电率表现为负相关关系，其中680线与7200线东南部存在明显的高极化异常中心，视充电率最高达65ｍs；而电阻率值相对较低，约为400～600Ω·ｍ，结合物性资料分析，符合“低阻高极化”组合特征。北部浅部表现为高阻低极化特点，电阻率和视充电率等值面（图4）可以清晰地反映东南部组合激电异常位置，而工区内其它位置则不存在有意义的组合异常。
图3三维反演剖面切片成果
图4 视充电率及视电阻率等值面
4.2地质解释
选择穿过I号矿体的6950号二维切片图进行综合地质解释，如图5，剖面南部的异常深度约170m，深部异常逐步尖灭。结合地质、物性资料可知区内大部地区极化率偏低，局部小于5ms，为浅变质围岩(蚀变岩、千枚岩、糜棱岩和凝灰质片岩等)的反映；激电异常部位应与金属硫化物的矿化作用有关。此外，在4100号测点附近电阻率及充电率均存在高低变化梯度带，推断为断裂构造F1的反映，该断裂控制了矿化体的分布，其破碎带部位是矿体产出的有利部位。
图5 地质、地球物理综合解释断面(6950剖面)
在测区东南部组合异常部位布设钻孔ZK01、ZK02，分别在凝灰质片岩为主的围岩81m及193m处钻遇工业矿脉，倾向北西，倾角78°，合计厚度超过75m。其中Cu平均品位1.33%-1.86%，Au平均品位0.247〜0.847g/t，矿(化)体整体形态、埋深厚度及赋存部位与三维激电揭示的结果相吻合。
5 结语
三维时间域激电采用偏移单-偶极装置采集充电率和电阻率数据并进行三维反演，获得了与地质特征吻合的成果。利用计算结果结合物性研究成果共同圈定了矿致激电异常，具有明显的“低阻高极化特征”，经验证为产于矿化蚀变片岩中的铜金矿体。应用成果表明该方法通过圈定多金属硫化物富集矿化带，可为实现间接找矿目标提供直观、准确的依据。
感谢新疆大山矿业公司给予项目地质、钻探等资料的支持。
-------END------
导读评论和排版整理：《覆盖区找矿》公众号.
推荐读者下载、阅读和引用原文！
---关注“覆盖区找矿”，拥有更多新方法---
宣讲成果，助力转化，激励创新
