冼詩盛,林景道

（1.桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，廣西桂林541004；2.吉林省有色地勘局605隊，吉林延吉133000）

瞬變電磁法和激電法在巖層分層探測中的應(yīng)用
——以貴州都勻某鋅礦已知剖面為例

冼詩盛1,林景道2

（1.桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，廣西桂林541004；2.吉林省有色地勘局605隊，吉林延吉133000）

瞬變電磁法及激電測深不僅在固態(tài)礦產(chǎn)勘察中發(fā)揮著重要的作用，而且在具備充分地球物理條件的地區(qū)及在地質(zhì)填圖等工作中同樣具有重要作用.通過貴州某鋅礦區(qū)的一條已知勘探剖面，選用瞬變電磁法和激電測深的組合，成功地對該剖面巖層進行了劃分，從而說明了瞬變電磁法和激電測深不僅在找礦中發(fā)揮著不可替代的作用，而且在巖層劃分方面也能取得較好的效果.

瞬變電磁法；激電法；巖層分層

0 前言

由于瞬變電磁所發(fā)射的階躍脈沖實際上是由各種高頻和低頻諧波疊加而成，一次發(fā)射可以同時完成不同深度的信息探測，因此瞬變電磁法（TEM）具有剖面與測深的雙重作用，而且探測效率高.如果巖層的地球物理性質(zhì)有較大差別，利用TEM的測深作用，就可以作為巖層分層的手段.其資料處理首先是對野外采集的數(shù)據(jù)進行平滑濾波（剔除個別的奇異值），用專用的數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進行變斜率數(shù)據(jù)處理（包括數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)濾波、均滑處理）和抽道，再根據(jù)關(guān)斷時間及供電電流計算視電祖率和勘探深度，由反演計算結(jié)果推斷出巖層的深度、位置、形態(tài)等［1-2］.

激發(fā)極化效應(yīng)是指由于巖礦石的電化學(xué)作用，在人工的電流場撤除后，在極化體表面進行的充放電而產(chǎn)生一個隨時間緩慢變化的附加電場的現(xiàn)象，簡稱激電效應(yīng).對稱四極激電測深主要用來解決層狀巖石的構(gòu)造和尋找地下礦產(chǎn)資源［2-4］.隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，對基礎(chǔ)地質(zhì)的重視及礦產(chǎn)資源的需求量快速增長，激發(fā)極化法（IP）作為一種地球物理勘探手段，和TEM一樣在地質(zhì)勘察、礦產(chǎn)勘探各個方面得到了廣泛的應(yīng)用.

本文以貴州都勻某鋅礦已知剖面為例，探討TEM和IP在巖層分層中探測中的應(yīng)用.

1 TEM 和IP在巖層分層中的探測

1.1 地質(zhì)概況

礦區(qū)出露寒武系下統(tǒng)白云巖（C1q）、中統(tǒng)白云巖（C2s2，C2s1）及頁巖（C2g），巖層傾角3～7°，最大13°.區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造平緩，主要褶皺構(gòu)造走向北東.巖層厚度比較穩(wěn)定，主要含礦巖層為白云巖（C1q），厚度一般數(shù)百米.構(gòu)造有利地段礦化強，礦化及礦體厚度大.該鋅礦為層控礦床，成礦具有多期性.

15線是礦區(qū)的已知剖面，該剖面資料顯示僅有零星的低強度的鋅礦化，沒有礦體.巖層分4層，從上到下分別是：寒武系中統(tǒng)冷水組二段白云巖（C2s2），深度為4～87 m；冷水組一段灰質(zhì)白云巖（C2s1），深度87～157 m；高臺組頁巖（C2g），深度157～173 m；下寒武下統(tǒng)清虛洞組鮞狀白云巖（C1q），深度大于173 m.

1.2 地球物理特征

根據(jù)現(xiàn)場巖石及巖芯測定結(jié)果，礦區(qū)巖、礦石電性總體特征表現(xiàn)為：測區(qū)巖石極化率沒有明顯的差異，電阻率除二、三層較接近外，其余各層都有3倍以上的差異，具備物探工作的地球物理前提.測定結(jié)果見表1.

表1 都勻某鋅礦區(qū)巖、礦石電阻率、激化率測定結(jié)果Table1 Amplitude polarization and elect-resistivity measuring result on the rock or ore in the orefield

1.3 物探結(jié)果推斷

圖1是15勘探線的TEM視電阻率反演斷面及地質(zhì)剖面圖.由反演斷面圖可以看出，剖面巖層大致可分3層：推斷最上一層為寒武系中統(tǒng)冷水組二段白云巖（C2s2），厚度約100 m；中間是近似水平層狀的高阻層，其起伏形態(tài)和地形起伏相一致，高阻層平均厚度約100 m，高阻層與上下巖層的界線比較清晰，在勘探線700 m處被斷開，從TEM多道圖可知，該點是高電壓響應(yīng)，為低阻異常，與隱伏的斷層相對應(yīng)，推斷高阻層為寒武系中統(tǒng)冷水組一段（C2s1）和高臺組頁巖（C2g）；最下一層為下寒武下統(tǒng)清虛洞組鮞狀白云巖（C1q），埋深在200 m以上，本區(qū)的零星鋅礦化即賦存在清虛洞組（C1q）中.

選取1180號點（該點距ZK101孔6.5 m）進行對稱四極激電測深，測深曲線見圖2.根據(jù)各地層埋深的資料取最小AB/2=5 m，最大AB/2=500 m，采用等比裝置，MN/AB=1/4，當MN=40 m時AB不再增大.由圖2可看出，測深曲線是兩層低阻夾一層高阻的近似水平板狀的典型K型曲線，在實測的測深曲線上這3組巖層對應(yīng)的AB/2分別是100 m、200 m和大于200 m.這個結(jié)果和TEM電阻率反演斷面是一致的.

對稱四極激電測深和TEM一樣都沒能將冷水組一段（C2s1）和高臺組（C2g）分辨出來，原因主要有2個：一個是高臺組（C2g）層厚太薄，只有16 m，物探的采樣間隔不可能做得這么密，在該薄層中無法進行采樣.另一個是與相鄰巖層的電性差異太小.但對有電磁性明顯差異且有較大厚度的，TEM和IP的都能夠分辯出來，取得了很好的分層效果.

2 物探分層與鉆探結(jié)果對比

根據(jù)已知的鉆孔ZK101資料，0～4 m為第四系覆蓋砂土，4～87 m為寒武系中統(tǒng)冷水組二段白云巖（C2s1），87～157 m為寒武系中統(tǒng)冷水組一段灰質(zhì)白云巖（C2s1），157～173 m是寒武系中統(tǒng)高臺組頁巖（C2g），173 m以下為寒武下統(tǒng)清虛洞組鮞狀白云巖（C1q）；TEM和IP推斷0～100 m為冷水組二段白云巖（C2s1），100～200 m為冷水組一段灰質(zhì)白云巖（C2s1）和高臺組頁巖（C2g），200 m以下為清虛洞組鮞狀白云巖（C1q）.物探推斷的深度乘以一個修正系數(shù)0.87就是鉆孔揭示的深度.TEM和IP對剖面的巖層進行了準確的劃分，取得了很好的分層效果.

3 結(jié)論

（1）貴州都勻某鋅礦區(qū)TEM法反演的地電斷面是兩層低阻夾一層高阻的巖層組合，巖層產(chǎn)狀近似水平，反演結(jié)果和已知地質(zhì)剖面相一致，反演深度與激電測深相吻合.結(jié)合鉆孔結(jié)果進行修正即得到校正的實際深度.

（2）對稱四極激電測深能很好地反映出測區(qū)的地層構(gòu)造，結(jié)合TEM的測深作用，聯(lián)合應(yīng)用，是高效的物探技術(shù)方法組合.

［1］牛之鏈.時間域電磁法原理［M］.長沙：中南大學(xué)出版社，2007.

［2］付良魁.電法勘探教程［M］.北京：地質(zhì)出版社，1985.

［3］李金銘.激發(fā)極化法方法技術(shù)指南［M］.北京：地質(zhì)出版社，2004.

［4］陳長敬，等.激發(fā)極化法在西藏某地銅礦區(qū)的應(yīng)用效果［J］.工程地球物理學(xué)報，2007（4）.

［5］薛國強.論瞬變電磁測深法的探測深度［J］.石油地球物理勘探，2004，39（5）:575—578.

Abstract：The transient electromagnetic method（TEM）and induced polarization（IP）sounding play important roles not only in mineral investigations but also in geological surveying.For a known exploring section in a certain zinc deposit in Guizhou Province,the combination of TEM and IP is adopted to distinguish geophysically different rock layers.The successful result proves that the methods are practicable in stratum division.

Key words：TEM;IP;stratum division

APPLICATION OF TEM AND IP METHOD IN GEOLOGICAL SURVEY FOR STRATUM DIVISION:A case study on a known section in a certain zinc ore deposit in Guizhou Province

XIAN Shi-sheng
（Guilin Research Institute of Geology and Mineral Resources,Guilin 541004,Guangxi Autonomous Region,China）

1671-1947（2010）03-0259-03

P631.2；P631.3

A

2009－12－14；

2010-01-13.李蘭英編輯.

冼詩盛（1963—），男，高級工程師，1986年畢業(yè)于武漢地質(zhì)學(xué)院物探專業(yè)，長期從事地球物理勘探技術(shù)工作，通信地址廣西桂林桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，郵政編碼541004，E-mail//xianabc@sina.com