雙頻激電法在玻利維亞某銅礦勘查中的應用

趙然　徐飛　白慧慧　趙旭陽

摘要：玻利維亞是典型的資源型國家，礦產資源十分豐富。本文闡述了雙頻激電法在該國某銅礦區的應用，首先通過激電中梯掃面工作圈定出多個激電異常，明確找礦范圍，然后通過單極-偶極激電測深工作，進一步查明礦（化）體的賦存部位、分布規模等。

關鍵詞：雙頻激電法；激電中梯；單極-偶極測深

中圖分類號：P631.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）30-0201-03

0引言

國內的激發極化法研究始于1957年，此時國外對此方法的前景尚有爭議，方法技術也未解決。1959年激發極化法經推廣，成為我國在礦產勘查和水文調查應用最廣、效果最好的方法之一。何繼善院士從70年代初期開始此方面的研究，于80年代前后正式提出雙頻道激發極化法。

該方法的本質是將特殊波形的高、低兩種頻率電流信號同時發送和接收，因此與其他激發極化法相比具有抗干擾能力強、受發送電流變化影響小、測量精度高、觀測速度快、工作效率高、裝置輕便等優點。適合在地形復雜、環境惡劣及干擾較多的地區開展工作。在許多地方均有成功的工程應用實例，尤其在針對金屬礦的找礦工作中取得了較好的應用效果。

該礦區以往有部分小規模開采坑，可能開采了少量地表氧化銅礦石，但未見有選礦等其他礦業活動的痕跡。工作區內見有多個小采洞，一般深度10m～30m，但這些工程都沒有見有形成原始資料。

2012年～2013年，Compania de Minas Kawsaqi S.R.L.公司在本區陸續完成3個鉆孔施工，進尺750余米。其中，其中1鉆孔見到4層銅礦體，從淺部到深部，4層礦體單工程平均品位、穿礦厚度分別為Cu2.53%/7.4m、1.03%/2m、1.4%/5m、0.98%/8.7m，銅礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，次為輝銅礦。

為進一步圈定礦（化）體，并確定其產狀、走向及延伸情況，在礦區南部地表見孔雀石化區開展激電剖面和單極-偶極測深工作，并對各類巖（礦）石的物性特征進行了測定分析。

1工作區地質和地球物理概況

1.1地質概況

礦區處于東科迪勒拉山脈西側（西部邊緣）玻利維亞南段。在區域上僅有兩個有代表的沉積旋回，即Tacsafian旋回和Andean（安第斯）旋回。礦區處于東科迪勒拉Au-Sb成礦帶與東科迪勒拉Pb-Zn成礦帶的過渡部位。礦區地處安第斯造山帶之東科迪勒拉構造帶西部邊緣。區域構造經歷了板塊擠壓、造山抬升等一系列復雜強烈的演化過程。

礦區地層出露以白堊系一套中基性火山—沉積建造為主，總體呈近南北向帶狀展布。其中，上白堊統阿諾依菲雅組（K2ar）最為發育，是區內與成礦關系最為密切的層位之一。奧陶系中-下奧陶統地層為礦區最老的基底建造，主要在礦區北東和南部零星出露：新生代新近系、古近系地層主要出露于礦區南東部：第四系地層主要在礦區東部山前斜坡或洼地（溝系）大面積分布。

本礦區銅礦化主要賦存在上白堊統阿諾依菲雅組第三巖性段（K2ar3）中-基性火山巖系，銅礦體嚴格受北西向、北東向斷裂構造控制，沿斷裂構造地表形成褪色礦化蝕變帶。礦區銅礦石以稠密侵染狀-細網脈狀、角礫狀為主，次為塊狀、細脈狀、脈狀和杏仁狀銅礦石。

1.2地球物理特征

本礦區同一巖（礦）石的幅頻率存成分、結構、構造變化較大。玄武巖幅頻率最高，銅礦石次之，砂巖和火山角礫巖極化率低。不同巖（礦）石間的極化率（幅頻率）差異特征可作為本區開展激電工作找礦和礦床評價的地球物理依據。

2工作技術與方法

儀器使用中南大學自主研發生產的S0-3C雙頻激電儀，接收機可同時觀測來自地下含有兩個主頻率的電場信息，獲得低頻電位差ΔU_fD和高頻電位差ΔU_fG，并計算視幅頻率（F_s）和視電阻率（ρ_s）。視幅頻率Fs=（ΔU_fD-ΔU_fG），△U_fG×100%，其物理意義和極化率一樣，都是描述激發極化效應的重要參數。

①激電中梯掃面：采取一線供電多線測量的工作方式，AB=900～1200m，MN=40m，點距40m；測量區間=2/3×AB，旁測線距供電線最大距離200m；工作頻率4-4/13Hz。圖1為激電中梯掃面的工作示意圖。

②激電測深剖面：采用單極一偶極裝置，一個測點測量10個MN偶極深度（n=1～10）：B為無窮遠極，位于剖面的中垂線上，MN=40m，工作頻率4-4/13Hz。圖2為激電測深工作示意圖。

3異常的解釋與驗證

3.1激電異常平面特征

圖3為區內視幅頻率F_s和視電阻率ρ_s等值線平面圖，測區共獲得F_s異常4處。

3.1.1視幅頻率平面異常特征

本區的F_s異常幅值不大，測區視極化率值變化在0.09%～3.68%之間，平均值為1.7%。從視幅頻率異常等值線平面圖可見，測區西部視極化率值高于東部，南部視極化率值高于北部，尤其在西南部，出現較大面積異常區。異常走向基本為南北向，局部走向北西，與地層展布基本吻合。

F_s1異常：位于6線82點～9線86點之間，異常走向近南北向，異常范圍為100m×400m，F_s峰值3.7%，對應視電阻率為167～416Ωm，對應地表地層為K2ar3，地表見孔雀石化。推測該異常由深部金屬硫化物的局部富集引起。

F_s2異常：位于4線50點～9線64點之間，異常走向近南北，異常范圍為200m～500m，F_s峰值3.2%，對應視電阻率為202～527Ωm，對應地表地層為K2ar2，地表見孔雀石化。推測該異常由深部金屬硫化物的局部富集引起。endprint

F_s3異常：位于4線20點～6線26點之間，異常走向北東，異常范圍為100mx400m，F_s峰值3.2%，對應視電阻率為289～538Ωm，對應地表地層為K2ar3，地表無礦化。推測該異常由深部金屬硫化物的局部富集引起。

F_s4異常：位于2線32點～4線46點之間，異常走向北北東，異常范圍為120m×400m，F_s峰值3.2%，對應視電阻率為181-378Ωm，對應地表地層為K2ar3，地表見孔雀石化。推測該異常由深部金屬硫化物的局部富集引起。

3.1.2視電阻率平面異常特征

本區視電阻率值不大，測區視電阻率變化范圍39-649Ωm，平均值為228Ωm。測區視電阻率呈現西部高東部低的特征，西部高阻異常區與安山玄武巖的分布范圍吻合。北部邊緣高阻異常沒有封閉。

3.2局部異常的綜合分析

為確定F_s1，F_s2，F_s3，F_s4這四個異常地段礦（化）體的空間分布狀態，布設了C6激電測深剖面，并進行了反演，異常圖見圖4。

C6測深剖面長1080m，點距40m，方位0°，垂直穿過上述四條異常帶。在120號點至240號點，有一激電異常，幅頻率最大值為3.67%，該異常為低阻高極化，異常封閉，異常中心位于地表下約50m。在320號點至480號點，有一激電異常，幅頻率最大值為3.9%，該異常為低阻高極化，深部異常未封閉。在520號點至600號點，有一激電異常，幅頻率最大值為4.0%，該異常為低阻高極化，異常位于地表，在520點附近見到孔雀石。在680號點至840號點，有一激電異常，幅頻率最大值為9.5%，該異常為低阻高極化，異常為封閉。在1000號點至1120號點，有一激電異常，幅頻率最大值為6.69%，該異常為低阻高極化，異常封閉，異常中心位于地表下約90m，在1040點位置地表見到孔雀石，推斷為深部硫化物富集體引起。

4結論

①通過本礦區激電工作，發現四處激電，其中F_s1，F_s2，F_s4呈中低阻相對高極化異常特征，F_s3呈高阻相對高極化異常特征，并揭示出礦區以北西斷裂為主，為確定礦床成因提供了物探依據。②經鉆孔驗證，激電測量成果表明區內氧化型銅礦化體具有中等幅頻率的特點，并且礦體所處位置的巖石種類不同，對應的視電阻率值零亂。③異常與已知礦體的分布十分吻合，表明激發極化法在本區尋找含金硫化物礦是有效的，資料是可靠的。endprint