激电在金矿勘查中的应用.docx
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激电在金矿勘查中的应用
目录
第一章前言2
第一节目的与任务2
第二节交通位置及自然经济概况2
第三节以往地质工作简历史3
第四节完成工作量及主要成果3
第二章测区地质特征及地球物理特征3
第一节测区地质特征3
第二节地球物理特征5
第三章野外工作方法及质量评述5
第一节测量工作5
第二节激电工作方法及质量评述6
第四章异常特征及其解释9
第一节区域极化场特征及解释9
第二节局部异常9
第五章结论和建议12
第一节结论12
第二节建议13
第一章前言
第一节目的与任务
受山西省灵丘县矿业公司委托，山西省地质矿产开发局217地质队物探公司承担了山西省灵丘县老坟台金矿的激电测量工作。
工作目的是：
通过进行1：
2000的激电中梯、联合剖面测量、激电测深等工作，查明矿体深部变化情况,矿体倾斜延伸和走向,以及矿体深部的产状厚度变化特征.
工作任务：
激电中梯剖面11.5km，点距10m，联合剖面162个点，激电测深点20个。
第二节交通位置及自然经济概况
一、位置交通
矿区位于山西省灵丘县程200°方向直线距离约35Km，隶属灵丘县独峪乡管辖。
矿区拐点范围坐标见表1-1.
表1-1矿区拐点坐标
点号
X
Y
1
4338470
38495000
2
4338475
38495000
3
4338475
38497475
4
4338470
38497475
矿区东距灵丘——三楼村公路2km，南距108国道约11Km，其间有乡镇公路相连通，交通较为方便。
二、自然地理及经济概况
工作区属中高山区，总的地形特征石西高东低，地形切割中等，高差在200米左右，标高在1000米到1260米之间，大部分基岩裸露，局部地区被灌木所覆盖。
地表水系不发育，无地下水体，周围无大的水体，本区气候属大陆性季风气候，气候变化大，季节温差较大，年平均气温在7℃。
无霜期140天左右，年平均降水量400mm左右，降水主要集中在六、七、八月。
区内经济以农业为主，农作物以玉米，谷子为主，畜牧业以牛、羊居多，但不发达，经济较为落后。
矿区电力供应不足，区内劳动力较为富裕。
第三节以往地质工作简历史
1963年-——1967年见，在包括本区范围内进行1：
20万地质调查时，做了较系统的区域地质、物化探工作，取得了重要的基础地质资料。
1987年在灵丘——繁峙一带进行了1：
5万水系沉积物测量，分析出了Au、Ag、As、Cu、Zn、Mn六中元素，在包括本区的范围内圈定出了以Au、Ag为主，伴有As、Zn、Cu的水系沉积物异常带。
1988年在包括本区在内的范围内进行银矿预查，对化探异常部位和古铜进行地质检查，并发现了多处金银矿（化）点。
第四节完成工作量及主要成果
本次激电工作于九月二十七日开始施工,十一月八日结束野外工作,完成工作量：
激电中梯剖面22条，物理点1173个；激电联合剖面6条，物理点166个；激电测深点20个,测定物性标本34块。
通过本次激电中梯工作，划分出局部异常三处。
第二章测区地质特征及地球物理特征
第一节测区地质特征
一、地层
本区大面积出露的地层主要为五台期变质石英闪长岩，矿区东南角分布太古界石咀群文溪组片麻岩，以及沟谷内分布少量第四系。
五台期变质石英闪长岩：
在区内广泛分布，岩性主要为石英，总体产状向西倾斜，倾角15——50°，受区域构造运动影响局部产状较乱，本区含矿层即产于该地层中，该地层中局部穿插有顺层或斜切层理的变质基性岩脉，该矿脉对矿体局部构成破坏。
太古界石咀群文溪组片麻岩:
分布于矿区东南角主要由中压、中温角闪岩相变质的沉积——火山岩相组成，岩性为基性，超基性以及部分中酸性火山熔岩和火山碎屑岩变质后形成的斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、变粒岩等，于本区成矿无关。
第四系：
分布于沟谷及边坡，主要为砂砾石，亚砂土，黄土，及腐植层，厚度一般为1——3米。
二、构造
矿区内地层由南至北总体呈平缓开阔的复背斜产出，背斜轴向西倾伏，局部发育小型断裂，受构造影响区内地层产状多变，倾向从南往北由南西逐步过渡为北西，倾角变化一般10——50°。
三、矿化带及矿体地质特征
本区成矿类型属于石英脉型。
其成矿时代为为五台期晚期，后期变质热液的改造使其进一步富集成矿，其中石英脉为成矿元素运移富集的载体，石英脉或沿层理间隙或断裂产出，据以往工程揭露厚度均不大，一般0.1——1.0米。
根据矿体产状及分布特征，本区可分为三个含矿带，具体如下：
Ⅰ号矿化带：
产于五台期变质石英闪长岩中，分布于矿区南部，总体走向300°，倾向210°左右，走向1100米，含2至3层矿体，矿体为石英脉型，地表走向断续，顺层产出，倾角22——52°，厚度0.2——1.0米，倾斜延深推测大于200米，矿化特征为黄铁矿化、硅化、铅锌矿化。
Ⅱ号矿化带：
产于五台期变质石英闪长岩中，分布于矿区中西部，总体走向320°，倾向230°左右，走向650米，含4层主矿体，矿体为石英脉型，地表走向断续，顺层产出，倾角15—77°，厚度0.2——1.0米，倾斜延深推测大于150米，矿化特征为黄铁矿化、硅化、铅锌矿化。
Ⅲ号矿化带：
产于五台期变质石英闪长岩中，分布于矿区北部，总体走向280°，倾向190°左右，推测走向长1300米，含多层矿体，矿体为石英脉型，地表分布零散，规模较小，产状各异，厚度0.15——1.0米，倾斜延深推测150米，矿化特征为黄铁矿化、硅化、铅锌矿化。
第二节地球物理特征
岩石物性资料是异常解释的主要依据之一。
因此，对测区主要岩（矿）石进行了采集并对其极化率、电阻率参数进行了测定和统计。
极化率、电阻率测定，采用标本泥团法，使用北京地质仪器厂生产的DWJ—1激电模拟器以及电池箱，其工作参数（周期、延时）设置与野外相同。
岩矿石物性参数统计结果见（表2—1）。
表2—1岩矿石物性参数统计表
岩性
块数
极化率（%）
电阻率（Ω·m）
变化范围
几何均值
变化范围
几何均值
金矿化石英岩
8
1.19—14.15
5.41
525—11505
2901
变基性岩
7
1.28—4.55
3.07
1136—11520
3701
角闪岩
3
1.42—2.63
2.07
627.5—1765
1169
蚀变岩
3
1.11—2.24
1.66
1330—3795
2233
褐铁矿化超基性岩
4
2.29—10.06
5.63
1330—4930
3500
石英闪长岩
9
0.65—1.03
0.85
2300—5040
3632
由岩矿石的物性参数表可以看出：
金矿化石英岩几何均值在5%以上；褐铁矿化超基性岩的均值在5.63，变基性岩的极化率均值为3.07%；角闪岩和蚀变岩的极化率相对较低在1.5%—2.1%;石英闪长岩极化率最低均值在1%以下。
从个岩矿石的极化率看出褐铁矿化超基性岩对本次勘查是一个干扰因素，但褐铁矿化超基性岩出露在测区的东北方向，并且根据其产状能够从视极化等值线上区分，因此可以运用激电进行勘查。
由于视电阻率在同一个数量级上，没有明显变化因此难以用电阻率进行解释。
第三章野外工作方法及质量评述
第一节测量工作
一、作业依据与技术规程
《物化探工程测量规范》（DZ/T0153—95）；
《地质调查GPS测量规程》（DD2004—03）
二、测线布设
本次工作均为剖面性工作，根据各矿带不同产状及分布特征采用不同方位平行布设勘探线，线距为100米，一般为500米。
剖面布设采用手持GPS。
各含矿带剖面、剖面方位及长度为：
Ⅰ号矿化带：
0—22线工12条，方位220°，长度均为500米；Ⅱ号矿化带：
1—9线共5条，方位270°，长度均为500米；Ⅲ号矿化带：
11—19线共5条，方位230°，长度11和13线各600米、15和17线各650米、19线500米。
剖面布设比例尺1：
2000，总工作量11.5km。
第二节激电工作方法及质量评述
本次激电工作的装置类型有：
激电中间梯度、激电联合剖面、激电测深。
一、仪器一致性
在工作过程中，经常对仪器一致性进行检测。
检验所采用的仪器为北京地质仪器厂生产的DWJ—1激电模拟器，校正数据见（表3—1）。
表3-1仪器检测表
时间
DWJ-1激电模拟器
DWJ—3B微机激电仪
9.27
2%
2．01%
10.12
20%
20．03%
10.25
-20%
-20.06%
11.7
-2%
-2.03%
从表3-1可以看出：
激电仪测量数据与模拟器模拟数据相差不大，说明整个工作过程中一致性较好。
二、供电方式
激电中梯采用自同步即短导线供电方式；联合剖面采用供电方式为外控即长导线；电测深采用自同步即短导线供电。
三、仪器时间选取
本次工作采用视极化率为主，视电阻率为辅。
供电参数根据实地已知矿体通过试验取得，试验结果见下表。
表3-2供电参数测量表
供电时间
点号
视极化率（ηs）
1
2
3
4
5
6
2″
0.82%
0.76%
1.21%
2.70%
4.51%
6.23%
ηs
4″
1.32%
1.24%
1.86%
3.50%
5.46%
7.66%
ηs
8″
1.41%
1.43%
2.35%
4.11%
6.03%
8.31%
ηs
由表3-2可知:
供电时间四秒时ηs值增长幅度为31.8%;供电时间八秒时ηs值增长幅度为42.2%。
因此选择供电时间四秒较为适宜，亦可提高野外观测效率。
延时采用100ms,第一采样宽度40ms，叠加次数选取1次。
四、激电极距的选取
中间梯度测量时：
供电（AB）极距选为1000m，测量极距选为20m，选取AB中间1/2作为中梯测量范围。
联合剖面供电极距A0=B0=240米以及A0=B0=120米，测量极距MN选为40m，在同一条测线上做两个极距的复合观测。
激电测深布设方向均沿测线方向布设，供电极距AB（m）,无穷远极垂直于AB布设，长度为3000米，测量电极MN（m）选择，如下：
AB/21015254070100150250400600
MN/21
5
20
五、测点观测
1、每天开工前、收工时和移动装置后，均进行漏电检查，确定无漏电后，开始供电、测量。
供电电流变化比较小时，每30分钟记录一次；电流变化大时，变化幅度20mA记录一次。
2、工作中测量电极接地电阻小于15kΩ，测量电极坑内除去草根、石块等杂物。
当接地电阻过大时，采取浇水、填湿泥等措施。
3、中间梯度工作中，采取一线供电三线测量，测量范围为供电极距中间1/2段，供电电流大于1A。
4、干扰地段、异常突变点均做重复观测。
六、资料整理
1、野外原始记录本进行100%检查，发现问题及时处理。
2、仪器采集到的数据通过电缆输入微机，读入参数有一次场、自电、视极化率等。
3、按照各测线点对应的观测时间输入供电电流，计算视电阻率，室内对全部的计算结果进行百分之百复算。
七、质量评述
质量检查遵循“一同三不同”原则进行检查，检查点基本均匀分布测区，观测精度用下面公式计算：
视极化率小于3%，精度用均方误差衡量：
ε＝±
当视极化率值大于3%时，精度用均方相对误差衡量：
M＝±
式中:
ηai—第i点原始观测值
η/ai—第i点检查观测值
ηai—第i点原始观测值和检查观测值的平均值
n—参加统计计算的测点数
本次中梯剖面测量物理点1173个，检查点数132个，检查率为11.2%。
视极化率均方相对误差为4.21%,视电阻率均方相对误差为4.52%。
联合剖面法完成单点160个，质量检查20个，检查率为12.5%，视极化率均方误差为4.23%,视电阻率均方误差为4.12%。
电测深完成物理点数20个，检查点2个，检查率为10%，视极化率均方误差为3.2%，视电阻率均方误差为3.82%。
经检查野外工作方法正确，各项技术指标满足设计要求。
第四章异常特征及其解释
第一节区域极化场特征及解释
由测区视极化率地质复合平面图可见，整个工区为两块区域：
西南部：
本区大量出露为石英闪长岩，有少量的基性岩出露，基性岩脉呈条带状并且较薄。
从所测岩矿石物性特征得知石英闪长岩极化率较低，因此本区视极化率等值线较稀疏，背景场为1.2%,属于低视极化率区。
在低视极化率区域中有5块比较高的区域,极化率在1.5%以上，这些高极化区可能是金属硫化物所引起。
东北部：
本区出露为石英闪长岩和大量的基性岩脉并且厚度较大。
从所测标本的物性参数看出基性岩脉的极化率较高，因此本区背景场较高（背景场为2.4%）视极化率等值线较为密集,以ηs≥2.7%圈定异常，在本区出现一条弯曲的高极化异常区，初步推测是多金属矿化带引起的。
测区地形属于中高山区，视电阻率受地形影响较大，因此视电阻只作为辅助来推断矿体。
第二节局部异常
根据异常所处位置以及形态，将异常区划分为三个高极化区，编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
Ⅰ异常带
该异常带位于工作区域的西南侧，异常为3个不连续的带状异常，异常带呈北西—南东走向，出现2个异常峰值，各峰值坐标分别为：
X=4338998Y=38498222ηs=3.25%
X=4339066Y=38498145ηs=2.66%
通过此Ⅰ1高极化区的剖面有两条，16线和18线，各剖面异常特征及地质体推断叙述如下：
16线：
中梯视极化率曲线划分出一个高极化段，高极化段在28—34点间，峰值在28号点达到3.25%，两边曲线较缓。
从联合剖面ηs曲线可以看出，当极距AO=BO=120m时，在24至28号点出现反交点，反交点左侧两曲线围闭合区域的面积比右侧的面积大，当极距AO=BO=240m时，两线曲线趋势基本相同，因此极距为120m时左侧出现的异常点可能为浅部矿化带引起，在22—26号点出现不明显的反交点，反交点左侧两线所围成闭合区域面积大于右侧并且两种极距的反交点的连线向左偏，因此判定矿化带向西南方向倾斜。
由ηs断面图可以看出该剖面分出一个高极化体，极化体位于30—32点下方，呈椭圆状展布、向左偏斜、长轴朝下，出露于地表，向下延伸至100米左右。
18线：
中梯视极化率曲线划分出一个高极化段，高极化段出现在26—32号点之间，峰值在28号点达到2.66%,两边曲线较平缓。
从联合剖面ηs曲线可以看出，在极距AO=BO=120m时，30—32号点之间出现反交点，反交点两侧两曲线所围闭合区域面积左侧比右侧大；当极距AO=BO=240m时，A、B曲线趋势基本相同，在26—28号点出现反交点，反交点左侧闭合区域面积大于右侧，两极距反交点连线向左倾斜，因此推测高极化体倾向为西南。
由ηs断面图可以看出该剖面垂直方向分出2个高极化体，其中一个位于28—30点，椭圆状，埋深在100米左右；另外一个位于24号点下方，埋深在400米左右，呈椭圆状，但此处极化率较小，中心最高出极化率在1.7%左右，可能是由薄层矿化带引起的。
I2异常带被6号线穿过，异常峰值出现在29号点，峰值为2.10%,两侧曲线较陡，从地形图上可以看出，此异常峰值位置正好在有利于矿渣堆积的沟谷内。
根据采集标本的物性判定此处异常可能为矿渣所引起。
Ⅰ3异常带被2号线穿过，中梯视极化率曲线划分出一个高极化段，22—44号点之间曲线较高，峰值出现在31号点，ηS数值为1.86%。
在高极化区有见矿的矿洞，因此推测此异常可能是薄层矿化带引起。
Ⅱ异常带
该异常位于矿区的中西部，异常为一个高极化异常带Ⅱ1和一个窝状异常Ⅱ2，异常带呈南北走向。
通过此Ⅱ1高极化异常带的有1、3、5线，各线异常特征及地质体推断如下：
1线:
中梯视极化率曲线比较平缓，总体上起伏不太明显，高视极化异常出现在22—24号点之间，峰值出现在24号点，ηs为1.91%。
3线：
中梯视极化率曲线划分出一个高极化异常，异常在22—30号点之间，视极化率均在1.5%以上，最高值为1.85%,两侧陡然下降然后又趋于平缓。
5线：
中梯视极化率曲线平缓，没有明显起伏，最高值出现在在29号点，ηs仅为1.69%。
从1、3、5线的视极化率曲线的特征看出，此异常带总体极化异常较低，并且没有明显的突起点，异常曲线都较为平缓。
结合地质内容，此异常带附近有见矿的矿洞，并且此范围内没有其他高极化的岩体穿过。
但此区域极化率值普遍较小，依次推测此异常带为薄层矿化带引起，其规模较小。
本区域的Ⅱ2窝状异常出现在7线20号点上方，两侧曲线较陡，峰值为3.76%，峰值坐标为X=4339700Y=38498150，属于点异常。
由ηs断面图可以看出该剖面分出一个高极化体，极化体位于21号点下方大约100米深度，极化体呈现椭圆状。
从地形线看出该地形较陡，被少量的第四系所覆盖。
结合地质内容，在此点异常附近出现零星基性岩脉，但基性岩脉呈条带状，而此异常属于窝状，从而推测可能基性岩引起的可能性较小。
但此区域其余岩石极化都较小，因此推测可能是矿化带引起。
Ⅲ异常带
该异常带位于矿区东北部，异常带在河谷两侧呈条带状展布。
该区域被五台期变质石英闪长岩所覆盖，但有几条大的变质基性岩脉穿过，并且河谷从本区中间穿过，因此地质条件比较复杂，对异常解释带来了不便。
13线经过该高极化异常带，其异常特征及地质体推断如下：
中梯视极化率曲线划分出2个高极化段。
其中30-36号点之间，视极化率缓慢上升，最高值出现在36号点ηs=3.5%。
此异常段视极化率曲线左支较为平缓，但右支较陡。
从地形曲线看出极化率陡然下降的位置与河谷相对应，而河谷内被大量砾石、砂土以及第四系黄土覆盖，砾石、砂土、黄土的极化率较低，并且有河流经过。
可能是极化率突然变化的原因。
另外一个高极化异常段出现在43—46号点之间，此处视极化率曲线两支都比较陡峭，峰值出45号点坐标为X=4340530Y=38499371,ηS=5.42%。
两异常出现在河谷两侧并且根据当地地质体产状推测可能是同一条矿化带引起的，但由于河谷的切割而断开了。
此异常段被变质基性岩脉穿过，根据所采集的岩石标本的物性分析，褐铁矿化的基性岩与多金属矿化石英岩都能引起这种异常，因此不好作出判定。
从联合剖面ηS曲线可以看出，AO=B0=120m时，在32—34号之间出现反交点，两曲线围成的闭合区域左侧比右侧小，当AO=BO=240m时，在36号点出现反交点，其余位置两曲线趋于同步；两反交点的连线向右倾斜，因此推测矿化带向东南方向倾斜。
第五章结论和建议
第一节结论
通过激电中梯，圈定找矿有意义的异常2处。
Ⅰ号矿带：
Ⅰ1异常长约100米，宽约20米其规模较大，矿化带的极化率较高，推测为多层薄层金属硫化物引起，有进一步研究的价值；其余两个高极化区规模较小，并且激电反映也较弱，暂不予于考虑。
Ⅱ号矿带：
Ⅱ1异常带虽然范围较大，长约200米，宽度较小大约5米，但其激电反映比较弱，并且没有梯度变化因此推测此处为薄层矿化带引起，由于其矿化带太薄不具备开采价值。
Ⅱ2窝状异常，该异常长、宽大约都在10米左右，其规模很小，不具备开采价值。
Ⅲ号矿带的异常带，异常长约250米，宽度大约20米，激电反映良好，由于此处有基性岩脉穿过，给推测带来不变，初步推测可能为金属矿化带引起。
第二节建议
由于激电作为一种勘查手段，其成果资料存在多解性，因此有必要对激电异常进行钻探验证。
设计钻孔位置：
Ⅰ号异常带钻孔位置可布设在16线的28号点上，坐标X=4338991Y=38498215，设计钻孔深度200米，Ⅲ号异常带钻孔可布设在13线的36号点，坐标X=4340472Y=38499302,设计钻孔深度为300米。
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