激电温纳在石墨矿勘察的应用

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摘要 石墨物性特征较为突出，属于典型的低阻高极化矿物，因此电法在石墨勘察中有显著作用。在实际工作中通过激电温纳工作圈定矿体地面投影范围，通过CSAMT工作，了解地面激电异常纵向剖面视电阻率变化特征，为钻孔施工提供依据，具有良好的效果。

关键词 激电；温纳；CSAMT；石墨矿

中图分类号P62 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）85-0107-02

0 引言

萝北云山石墨矿处于云山复向斜次一级的四方山背斜的北东翼，地层由下元古界麻山群柳毛组和第四系组成。混合岩和混合花岗岩发育，地质构造复杂，石墨矿体层数少，规模大，固定碳含量变化比较稳定。

从区域资料和矿区来看，石墨矿都有稳定的具体层位，例如七马架，候家沟、大马河等石墨矿（点）以及矿区石墨矿带都和矿区一样，赋存在下元古界麻山群的柳毛组中。

地层的岩石组合，从矿区看比较简单。以石墨片岩、片状石墨岩、石墨石英片岩为主的矿石外，常见有黑云斜长片岩、大理岩、变粒岩。片麻岩、石英岩和混合岩等，并不同程度地含有石墨。这些岩石的原始沉积物，为一套碎屑—碳酸盐沉积建造。经区域变质作用，得到炭质集中或富化，形成石墨工业矿床。

在区域变质过程中的混合岩化作用，对矿体的影响表现出两个方面，它既有促使矿化富集一面，又有破坏其完整性的一面。在地表工程和钻孔中均可见到混合花岗岩两侧矿体的边部，品位较之内部有所提高，其本身也有程度不同的石墨化，有的可达到工业要求。至于对矿体完好程度的影响，不论是沿走向，还是横向方向矿体的完整性受到程度不同的破坏。

区内石墨矿体分布在倒转倾伏背斜的两其岩层中，矿体严格受背斜构造控制。而断裂构造破坏了矿体的完整性。

矿区处于云山复向斜次一级的四方山背斜的北东翼，地层由下元古界麻山群柳毛组和第四系组成。混合岩和混合花岗岩发育，地质构造复杂，石墨矿体层数少，规模大，固定碳含量变化比较稳定。

对云山石墨矿区钻孔中的8l块石墨矿心、6块探槽中的石墨矿石和35块探槽中的岩石，测定电阻率，确定石墨矿电阻率或然值。其岩矿石电阻率特征如下：

l）石墨矿石、石墨石英片岩和石墨石英岩都是具有较低的电阻率值，属于良导的矿体或岩石；

2）混合花岗岩与上述岩矿石比较具有相对比较高的电阻率；

3）同属一种岩矿石由于所含物质成分的不同，电阻率变化比较大；

4）一般石墨矿心测得的电阻率要比地表矿石测得的电阻率低几个级次，这一方面是由于测定方法不同，另一方面矿心都是石墨含量较高的矿石，自然电阻率要低。

本次物探工作的目的是，通过面积性激电工作，与普查阶段资料对比，初步查明石墨矿体的数量、分布、产状。通过CSAMT工作，了解地面激电异常纵向剖面视电阻率变化特征，研究构造形态、产状及断裂展布；为钻孔施工提供依据。

1 激电

自然电场法是进行石墨矿快速普查的优选方法。自然电场法的观测方式有电位和梯度两种，最常用的是电位观测法，当工作区游散电流严重时，可采用电位梯度观测法。勘查区环境较为复杂，邻近有正在施工采区，区内布设有高压电网，干扰较为严重。原计划采用自然电场法圈定矿体范围，由于游散电流严重。按照常规方法在工区先做了自然电场法电位观测，未取得良好效果；后改用电位梯度观测法，数据依然跳动较大，不易提取有效。

后经多次试验，选定采用近场源激电装置，近场装置的特点是供电和测量电极间的距离很小，因而可供较小的电流而获得较大的观测信号。本次工作选用温纳测量方式，装置参数为AB=MN=BM=40米，四极联动向前观测，点距40m。

激电温纳装置、自然电场电位法和自然电场梯度法的结果对比如图1所示。从总体上看采用激电温纳装置的曲线较为圆滑，高低阻及高低极化分界明显，低阻高极化对应地表浅部石墨矿体；自然电场电位法和自然电场梯度法的结果受干扰影响较重，数据跳动大，与矿体对应不好，所以资料以温纳装置的结果为准。分析采用温纳装置的结果，206点以西电阻率在2.8Ω·m～32Ω·m，极化率在10%～20%左右 ，石墨矿体低阻高极化异常表现明显，206点以东电阻率在200Ω·m ～700Ω·m，极化率小于5%，高阻低极化特征与矿体的低阻高极化特征形成明显的差别，通过曲线图可以很清晰的看到石墨矿体的边界，该方法能很好的区分矿体与围岩。

以上第一个式子满足了远区（或S区）的条件，第二个式子满足了观测精度的要求。 在布置工作之前，大致地估计探测目标的深度H，大致的了解测区的电阻率值，就可以根据以上两式合理估算收发距r的大小。

先期对CSAMT进行了方法试验，首先将收发距设r为12km，AB为1.6km，试验发现将收发距设r选的过大，信号弱数据质量较差；后将收发距调整为7-8km，AB为2km进行采集，信号质量有较大改善。

本次工作CSAMT数据采集使用加拿大凤凰公司的V8电法工作站，数据处理使用V8自带软件CMT-pro进行简单编辑、剔点等预处理；反演采用CSAMT-SW 软件进行二维反演，从CSAMT反演结果来看矿区南侧地表到深部电阻率普遍偏低，结合地质资料分析测区地表普遍见矿，较低的电阻率使得电磁波吸收衰减较快，无法达到较大的探深。可控源二维反演的低阻和前期的温纳装置扫面结果有很好的对应，矿区的西侧高极化的区域对应着很好的低阻异常，结合已有的钻探资料认为和矿体有较好的反应。

3 结论

1）自然电场法对工区环境要求较高，存在工业游散电流等影响时严重干扰数据质量，不易提取有用信息；

2）根据物性测量分析，石墨较围岩表现为低阻高极化的特征，激电温纳的低阻高极化异常，基本圈出了矿体顶部的分布范围。激电温纳装置在环境复杂矿区，抗干扰能力较强，能较真实反应矿区地电分布情况；

3）可控源音频大地电测深法具有横向分辨率高、抗干扰能力强、勘探深度大等优点，在矿产预测和发现隐伏矿床有重要作用。本次物探工作利用地面直流电法圈定浅部矿体地表投影范围，利用可控源音频大地电测深法了解矿体深部展布延伸情况，预测深部盲矿体，指导打钻验证，取得了良好效果。

电法作为物探找矿的重要方法，利用矿（化）体与围岩之间的电性差异，具有明显的方法优势，合理的选择方法及装置，结合其他物探方法，综合化探、地质成果，将能取得较好的找矿效果。

参考文献

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