改进的三极装置激电测深勘查微细浸染型金矿的应用效果

改进的三极装置激电测深勘查微细浸染型金矿的应用效果 改进的三极装置激电测深勘查微细浸染型 金矿的应用效果 第6卷第3期 2009年6月 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 球物季赧 CHINESEJOURNAI0FENG1NEERINGGE0PHYSICS VoI.6.NO.3 Jun.,2009 文章编号:1672—794O(2009)O3一O3O5一O6doi:10.3969/j.issn.1672—7940.2009.03.009 改进的三极装置激电测深勘查 微细浸染型金矿的应用效果 唐荣富,李继贤,秦荣娥'雒志锋 (1.广西地质矿产勘查开发局271地质队,桂林541100; 2.中国冶金地质总局地球物理勘查院,保定071051) 摘要:简述了勘探区微细侵染型金矿地质特征,岩(矿)石电阻率,充电率电性参数特征.图示说明了改进 的三极测深原理和排列方式,该装置具有采集数据量大,激电信号强,穿透深度大,勘探精度高和效率高等优 点.数据处理时剔除电磁噪声对激电数据的影响是必需的.激电测深二维反演结果表明三叠系地层百逢组 砂岩,细砂岩含金矿段均有明显的中(低)阻一高极化响应特征,钻探验证深部激电(IP)异常见多金属硫化物 含金矿脉,改进的三极装置测深在勘探区取得了较好地质效果. 关键词:微细粒型金矿;激发极化;改进的三极装置;测深;激电异常 中图分类号:P631.3文献标识码:A收稿日期:2008--11—24 ApplicationoftheAdvancedThree--PoleArrayto MicroscopicDisseminatedTypeGoldDeposit TangRongfu,LiJixian,QinRonge,LuoZhifeng (1.GeologicaITeam271,GuangxiBureauofGeology&Mineral Prospecting&Exploration,Guilin541100,China; 2.GeophysicalExplorationBureauofCMGB,Baoding071051,China) Abstract:Thispapersimplystatesgeologicalcharacteristicswiththemicroscopicdissemi— natedtypegolddepositofexploringareas,theresistivityoftherockandoreandthe chargeabilityofelectricalcharacteristicparameters.Thechartillustratestheprincipleand arraymodeoftheadvancedthree—polesounding.Thestrongpointoftheelectrodeconfigu— rationarrayisthatitcanobtainmassivecollectiondata.stronginducedpolarization(IP) signal,largerpenetrationdepth,highlysurveyingaccuracyandhighlyworkingefficiency. ItisnecessarytocheckdelayedvoltageandeliminateelectromagnetismnoiseeffectIPbe— foredataprocess.Thetwo—dimensionsoundinginversionresultshowsBaifengTeam sandstoneandslendersandstoneoftheTriassicstratigraphyhavetheobviouscharacteris— ticsofmiddleorlow—lyingresistivityandhighinducedpolarization.Theadvancedthree— polearrayisusedverywellintheexplorationarea. Keywords:microscopicdisseminatedtypegolddeposit;advancedthree—polearray;sound 一 . ing;inducedpolarizationanomaly 作者简介:唐荣富(1970,),男,广西桂林人,2004年毕业于桂林工学院,工程师,现主 要从事应用地质,物探综合方法进行金属矿勘 探工作.E,mail:rongfu.tang@sinogold.COiTI.cn 306工程地球物理(ChineseJournalofEngineeringGeophysics)第6卷 1引言 激发极化法主要用于寻找能够产生激电效应 并和金属硫化物有关的有色,贵金属,黑色等金属 矿产如铅锌矿,金矿和锰矿等,时域激发极化法 (TDIP)表示激电效应强弱的一级强度参数口为 视极化率()或视充电率(M).各种类型的金属 矿多与黄铁矿化作用有关,应用激发极化法开展 金属矿地球物理勘查时,即可依据获取的视电阻 率()参数间接进行构造/岩性的划分,推断,达 到地质填图的目的,也可利用视充电率(M)异常 直接圈定和黄铁矿等金属硫化物有关的矿体的空 间位置,进而能够对矿(化)体进行二维或三维空 间的准确定位. 地质勘探工作随着电子化,数字化,多功能化 以及现场数据自动处理化的实现,现今地球物理 勘查在获取地电数据信息方面取得了长足进展, 因此,传统地球物理方法,技术的改进,为提取更 多地电参数信息,取得更好地质勘探效果,增加更 高的工作效率成为可能,时域激电改进的三极装 置测深,也即双侧供电,轴向,单极一偶极测深法 正为适应这一新形式研制成功[2].和激电测深法 常规对称装置相比,该装置测深具有采集的数据 量大,地质效果好,工作效率高的特点,因此,在金 属矿地质勘探中为西方勘探公司和我国物探人员 广泛使用_3]. 本文根据应用时域激电改进的三极测深在广 西桂西北某地勘查微细浸染型金矿,钻探验证深 部激电异常见黄铁矿及金矿化的实例,说明该测 深法能取得好的地质效果和较高的工作效率.仪 器使用法国IRIS公司的VIP一5000发送机,EL— REC—Pro接收机进行野外数据采集,采用 GEOToMo公司Res2dlnv反演软件进行数据处 理并输出电阻率,充电率二维反演地电断面图,依 据,二维反演在地电断面图中的异常特征部 署钻探并进行深部矿体验证. 2矿区地质概况 工区大地构造单元位于桂西北扬子准地台与 华南褶皱系结合部位(一级),属右江再生地槽(二 级),包括桂西拗陷区(或右江裂陷带)和都阳山隆 起(三级);桂西拗陷是在广西运动后处于较活动 的拉张构造环境,形成海西一印支期北西向右江 裂陷带,即早,中三叠世"再生地槽J. 矿区出露地层有中三叠系百逢组第三段第三 层(T.bf3)至中三叠系兰木组第二段第二层 (Tz.),岩性以含钙质砂泥质碎屑岩类为主. 百逢组第三段第三层(Tbf.)出露厚度大于 120m,是矿区的主要赋矿层位.工区褶皱主要为 岩旦背斜,为一近东西走向复式背斜,延伸大于 6km,宽1,l_5km.核部地层主要为百逢组第三 段第三层.工区内比较大的断层有沿岩旦背斜核 部发育岩旦断裂(F1),老鹰嘴断裂(F2)(图1). 围岩蚀变主要分布于岩旦背斜核部及断裂 带,以硅化为主,其次是黄铁矿化,高岭石化,绿泥 石化,伴有金矿化,锑矿化. 图1广西桂西北某工区金矿地质特征 及激电测深勘探测线布置 Fig.1Thegeologicalcharacterofgoldmine andTDIPsoundingsurveylines 3浪全金矿岩(矿)石电性特征 以收集的桂西北乐业县浪全金矿岩(矿)石电 性参数和以往应用常规装置获得的效果为例(表 1).乐业浪全金矿露头测量法测得的岩,矿石电 性参数统计结果. 由表1可知:矿化岩石为低阻高极化,围岩为 低极化率,电阻率除灰岩外,与围岩矿石电阻率差 别不甚明显.浪全金矿产于构造破碎带,矿体富 含硫化物,与围岩有明显的电性差异,矿化部位为 "低阻,高极化"响应.以往激电中梯装置在矿体 第3期唐荣富等:改进的三极装置激电测深勘查微细浸染型金矿的应用效果307 上异常幅度为3,1O,在100,2O0Q?m 之间. 激电对称四极测深断面反映了贮矿构造面的 起伏情况:矿体的赋存空间在凹陷之内,矿体上盘 有碳泥质板岩,其视电阻率<50Q?m,但极化 率很低.根据测深结果为50Q?m的封闭圈和 金矿体对应,矿体对应的视极化率等值线>3. 0%. 从以上岩,矿石电性参数特征以及中梯剖面, 对称四极测深断面应用的实例可得出以下结论: 在本区寻找微粒型金矿床一也就是卡林型金矿床 具有物性前提,以往常规装置时间域激发极化法 应用取得了较好地质效果. 4测深法原理及数据处理 改进的三极测深装置供电电极,测量电极布 设_2J见图2. 图2中无穷远极(FarElectrode)垂直IP测 线,并且距离勘探线大于2.5kin敷设,以防测量 电极与无穷远电极处于同一导电带[5]. 改进的三极装置(单极一偶极)测深法,是在 同一测量电极的两侧分别供电两次进行观测,由 两个方向供电获得的,p参数构制的地电断 面进行二维反演,可以消除仅由一个方向供电获 取的,p参数在拟断面图中因不对称而造成 的异常位置的偏移. 4.1测深原理 以供电电极(A)和测量电极(MN)中点(o)的 中点(0)连线作为斜线底边,向下作一个等腰直 角三角形,并将观测的,值标在直角顶点上;改 变电极距系数(),按同样方法又可画出同一测点 不同n值的直角顶点,依次将每一测点不同n值 的直角顶点均画在图纸上,并同时标出相应的电 图2改进的三极装置发射电极,接收电极示意图 Fig.2Transmitterelectrodeandreceiverelectrode oftheadvancedthree——polearray 哆 曲 吼 数 砘一 矿 山石 m 表 阻 竹 ? 如 T 308工程地球物理(ChineseJournalofEngineeringGeophysics)第6卷 测线5激电测深地质效果 图3轴向单极,偶极装置测深原理 Fig.3Thesoundingprincipleofsingle--pole anddouble--polearray 参数帆,p值,按照一定间隔可勾绘视电阻率, 视充电率的地电断面等值线图,又称"假剖面图", "拟断面图"?6等.三极装置测深法中M,P参 数在拟断面图上绘制的异常曲线也是不对称 的].随着电极距系数74的加大,即A0的加大, 探测深度(^)也加大(图3). 4.2激电参数及电磁噪声 直流激发极化法中,当代地球物理数字式接 收仪的基本测量参数是视充电率(M)?6 一— )+ 弋 "AV 一 2(t)dt ?r>:?V2()×Act7/vpL—J 式中?(t)为二次场电位差,单位毫伏 (mV);At为二次电位衰减时间窗口长度,单位为 毫秒(ms);V为极化场电位差,也即一次电位差, 单位伏特(V);法国IRIS公司ELREC—Pro接收 机表示充电率参数的单位为"毫伏/伏(mV/V)". Md~fJ量的是断电以后在某一?,时间内?. ()的积分值,也即?f时间内?()放电曲线的 面积,可以消除出现于放电曲线背景之上的外来 随机起伏信号的干扰[7]. 激电法中供电回路,测量回路与大地之间电 磁互感而引起的电磁噪声是难免的,不同装置引 起的电磁耦合效应对应不同的 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 模型r6;依据 受电磁耦合效应影响的程度可分为弱耦合,较强 耦合,强耦合和严重耦合. 挑选,剔除电磁耦合影响严重的数据是预处 理时首先面临的问题,我们在EIREC—Pro接收 机测得的原始数据文件中输出Geosoft格式的数 据文件,选择一定时间段?t对二次电位值? ()重新编辑,处理,挑选,计算仅由激电效应引起 的充电率M数值,形成新的数据文件后再进行反 演. 在测区东部IP7000一IP7800测线间电阻率, 视充电率二维反演断面中,沿走向长度大于 800m,存在一个"低(中)阻,高极化"异常体,以勘 探线IP76O0为例. 5.1视电阻率(p1)地电断面响应 视电阻率在水平横向,垂直纵向的梯度变化 清晰,分界明显(图4). 在测线左侧,4790点以北,视电阻率大于 2500~?m,该段出露的是"中三叠统兰木组第二 段第一层(Tz)"地层,呈"高阻"与该段地层 中砂岩,粉砂岩夹有钙泥岩岩性有关;在约4790 ~ 5290点之间,以及5390点以南,为"中三叠 统兰木组第一段(Tl)"地层,细粒岩屑杂砂岩夹 泥质粉砂岩的视电阻率呈"中阻"特征,变化范 围在0,1O0Q?In以内. 5290,5390点之间为一背斜构造,断层 F1位于5250号点,出露"赋矿层位"——"中三 叠统百逢组第三段第三层(T:bf3)",视电阻率 呈"中(高阻)"特征,在300,5OOQ?m变化,这 与蚀变以硅化为主,矿化含有较多石英的地质特 征相关. 在4993.578,5093.578点间,标高350m 以下的深部,视电阻率值最低,二维反演结果小 于30欧姆Q?m,该部电阻率与两侧电阻率相比 构成"两高(阻)夹一低(阻)"的电性特征,推测"低 阻"异常为三叠系百逢组(Tbf)底部细砂岩夹有 富含碳化物,泥炭质地层所致. 5.2视充电率(Ms)地电断面特征 二维反演结果表明三叠系兰木组地层 T.,,T岩性对视充电率(M)响应均很低,Ms ?10mV/V,位于视充电率的背景值之中;剖面上 约5290~5390下方存在一个明显的"高极化" 异常,见图5. 在地表5250点下出露着一条"微细侵染型 金矿"脉,视充电率响应16mV/V,M异常曲线向 勘探线左侧倾斜,这和金矿脉倾向北西(NW)相 一 致. 在标号5293.578,5393.578间,标高500 米以下的激电异常更应引起注意:视充电率值大 于20ITIV/V,最大值旭Max一28ITIV/V,两侧的背 景值M?6mV/V,M为2OmV/V的异常曲线 第3期唐荣富等:改进的三极装置激Eg~,J深勘查微细浸染型金矿的应用效果309 8 g 6 恒 4 2 视电阻率 Log/(Q?m, 4600480050005200540056005800 测线点/m 图4桂西北某地激电IP7600测线视电阻率二维反演断面 (测线方位角南东160.,电阻率单位欧姆?米) Fig.4Thetwo—dimensioninversionsectionofresistivityforIP7600soundingline (SurveyingazimuthangleSE160.,andresistivityinohm?m) 800 600 口 {追400 200 测线点/m 视充电牢/mV?V 图5桂西北某地激电IP7600测线视充电率二维反演断面 (测线方位南东160.,充电率单位毫伏/伏) Fig.5Thetwo—dimensioninversionsectionofchargeabilityforIP7600soundingline (SurveyingazimuthangleSE160..andchargeabilityinmY/V) 呈带状,向北西方向延伸,且在垂向没有圈闭. 视充电率异常相对值(y)为 Y一[(M+M.)/(M一M.)/2]× 100%?130% 在标高425,325m,25mV/V的视充电率曲 线大致呈"椭圆状"形态,其长轴近似直立,向剖面 左侧倾斜,预示"极化体"以高角度向北西方向倾 斜,和地表金矿脉出露的产状方向相同但较陡. 该激电异常位于视电阻率地电断面"两高 (阻)夹一低(阻)"的梯度带上,25mV/V视充电 率异常对应的p在3005O0Q?m;标高350m以 下深部视充电率M值2OmV/V,视电阻率小 于3OQ?m. 5.3钻探验证结果 在IP76OOC测线设计两个钻孔ZKOl,ZKO3 进行验证,前一个钻孔浅,进尺220.04m,后者进尺656.95m,终止于兰木组第三段(Tz.)"地层 中.ZK01位于剖面5262.5号点,ZK03位于剖 310工程地球物理(ChineseJournalofEngineeringGeophysics)第6卷 面5237.5号点,分别在115.4,120.8m,220, 228m揭露到F1断层带. ZK01中Fl断层带Au平均品位2.08g/t,厚 度4.6m,最高为7.4g/t,上盘,下盘矿化围岩Au 品位多在0.5,3.08g/t,视厚度22.5m;ZK03断 层带Au平均品位1.4g/t,视厚度18m,Au最高 为3.6g/t. ZK03钻孔在深部揭露有含碳质地层,位于 三叠系百逢组二段底部(Tbf),印证了电性参 数统计表中该地层岩性视电阻率呈低阻特征,同 时表明该含碳质地层段为激电异常"干扰源". 6结论 桂西北某地金矿产于断裂破碎带,主要赋存 于三叠系百逢组粉砂岩,细砂岩地层中,金矿体上 P反映在80,300Q?1TI,M?20mV/V一"低(中) 阻,高极化"是寻找微细侵染型金矿的地球物理找 矿标志之,三叠系百逢组(Tbf)底部含碳质层 为本区激电异常"干扰源".结合地质和地球化学 等其它找矿方法进行综合研究,总结该区成矿规 律,争取深部地质找矿勘探工作获得新突破. 法国IRIS公司的VIP一5000发射机功率 高,输出电流大,EIRECPro接收机具有多道,抗 干扰强,采集数据快等特点,GEOTOMO公司的 Res2dlnv软件反演结果和测区地质情况吻合一 也即数据处理后所得的"物理模型"与实际"地质 模型"相比较为吻合,投入的硬件,软件均代表了 当今世界先进水平. 时域激电改进的三极装置测深,也即双侧供 电,轴向,单极一偶极为不对称测深法,和传统的 激电法对称测深装置相比,具有勘探深度大,采集 的数据密集,激电异常幅度大以及工作效率高等 诸多特征口.注意的是其受电磁感应影响同样 难免,"去噪"是激发极化法数据预处理时首先分 析,判断和进行的工作. 参考文献: [1]李金铭,罗延钟.电法勘探新近展[M].北京:地质出 版社.1996.145,146. [2]RMSWhite,SCollins,MHLoke.Resistivityand IParrays,optimisedfordatacollectionandinversion [J].ExplorationGeophysics,2003,34:229,232. [3]雒志锋,贺容华.中条山铜矿某工区激发极化法三极 测深及其三维反演效果[J].地质与勘探,2008,44 (03):70,74. [4]陈开礼.广西金矿地质[M].南宁:广西科学技术出 版社,2002,234,236. 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