高密度電阻率法在粵西南某地區(qū)鈾礦普查找礦中的應(yīng)用

■桂永進(jìn)

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東 廣州510800）

高密度電阻率法在粵西南某地區(qū)鈾礦普查找礦中的應(yīng)用

■桂永進(jìn)

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東 廣州510800）

在鈾礦找礦實(shí)踐中，鈾礦化都是受到構(gòu)造的控制，為了查明工作區(qū)與鈾礦化賦存有關(guān)的構(gòu)造帶的情況，利用高密度電阻率法對(duì)其進(jìn)行探測，運(yùn)用合理的觀測方式，結(jié)合已知的地質(zhì)資料，推斷了區(qū)內(nèi)存在兩組低阻構(gòu)造帶，為下一步勘探設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。結(jié)果顯示，高密度電阻率法具有有效、快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，是構(gòu)造破碎帶勘查的有效方法之一。

高密度電法“交點(diǎn)”型鈾礦化反演

高密度電阻率法是以巖、土導(dǎo)電性的差異為基礎(chǔ)，研究人工施加穩(wěn)定電流場的作用下地層中傳導(dǎo)電流分布規(guī)律的一種電法方法。野外測量時(shí)只需將全部電極置于觀測剖面的各測點(diǎn)上，然后利用程控電極轉(zhuǎn)換和微機(jī)工程電測儀便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速和自動(dòng)采集，當(dāng)將測量結(jié)果送入微機(jī)后，還可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并給出關(guān)于地電斷面分布的各種圖示結(jié)果。

近年來該方法先后在重大場地的工程地質(zhì)調(diào)查、壩址及橋墩選址、采空區(qū)、巖溶區(qū)及地裂縫探測等眾多工程勘察領(lǐng)域取得了明顯的效果。利用高密度電法并結(jié)合已知地質(zhì)資料，可推斷出斷裂構(gòu)造帶的寬度、深度、傾向等情況。在鈾礦找礦實(shí)踐中，鈾礦化都是受到構(gòu)造控制，故查明與鈾礦化賦存有關(guān)的構(gòu)造帶的情況，就能為進(jìn)一步的鈾礦勘探的施工設(shè)計(jì)提供依據(jù)和建議。

1 原理及工作方法

1.1 高密度電阻率法基本原理

高密度電法的基本工作原理與常規(guī)電阻率法大體相同。它是以巖土體的電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場作用下地層傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況。通過A、B電極向地下供電流，然后在M、N極間測量電位差△v，從而求得該記錄點(diǎn)的視電阻率ρ=K△v/I，K為裝置系數(shù)。根據(jù)實(shí)測的視電阻率剖面，進(jìn)行計(jì)算、處理、分析，便可獲得地層中的視電阻率分布情況，從而可以劃分地層、確定地層電阻率異常的位置等。

1.2 高密度電阻率法特點(diǎn)

高密度電法是為了適應(yīng)山地物探的需要而提出的一種電法勘探新技術(shù)，其基本原理與常規(guī)的電阻率法完全相同，所不同的是高密度電阻率法在觀測中設(shè)置了較高密度的測點(diǎn)?，F(xiàn)場測量時(shí)，只需將全部電極布置在一定間隔的測點(diǎn)上，然后進(jìn)行觀測。在設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)施上，高密度電測系統(tǒng)采用先進(jìn)的自動(dòng)控制理論和大規(guī)模集成電路，使用的電極數(shù)量多，而且電極間可自由組合，這樣就可以提取更多的地電信息，使電法勘探能像地震勘探一樣使用覆蓋式的測量方式。與常規(guī)電法相比，高密度電法具有以下特點(diǎn)：

（1）電極布設(shè)一次性完成，減少了因電極設(shè)置引起的干擾和由此帶來的測量誤差；

（2）能有效地進(jìn)行多種電極排列方式的測量，從而可以獲得較豐富的關(guān)于地電結(jié)構(gòu)狀態(tài)的地質(zhì)信息；

（3）數(shù)據(jù)的采集和收錄全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化（或半自動(dòng)化），不僅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出現(xiàn)的誤差和錯(cuò)誤；

（4）可以實(shí)現(xiàn)資料的現(xiàn)場實(shí)時(shí)處理和脫機(jī)處理，根據(jù)需要自動(dòng)繪制和打印各種成果圖件，大大提高了電阻率法的智能化程度。

2 應(yīng)用實(shí)例

圖2-1 北界斷裂帶實(shí)測—反演電阻率斷面圖

2.1 工作區(qū)地質(zhì)概況

工作區(qū)位于廣東省西南部，信宜市北界鎮(zhèn)紫沖地區(qū)，同時(shí)位于北界花崗巖體的南部。北界花崗巖體是受新華夏系重接復(fù)構(gòu)造帶和粵桂隆起構(gòu)造控制的復(fù)式巖體，由加里東、印支、燕山期巖漿巖構(gòu)成，總體呈北北東向展布。由加里東期的黑色眼球狀混合黑云母二長片麻巖和花崗片麻巖；印支期中粗粒、粗粒片麻狀黑云母花崗巖，中細(xì)粒、中粒片麻狀黑云母花崗巖和細(xì)粒片麻狀黑云母花崗巖；燕山早期中粒、中粗粒二云母花崗巖和燕山晚期細(xì)粒二云母花崗巖組成。加里東期花崗巖分布于巖體西部，印支期花崗巖分布于南部，燕山期花崗巖則分布于巖體的中部和北部。巖體中發(fā)現(xiàn)大量的鈾異常（礦化）點(diǎn)帶，具有較好的鈾找礦前景。

其次，在工作區(qū)南部紫沖-通丈-新田-上俗村一線，出露一組北北東向的中基性巖脈，新鮮巖石呈灰綠色，輝綠結(jié)構(gòu)或呈致密結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)。風(fēng)化后呈紅棕色或土黃色。圍巖為中粒黑云母花崗巖和片麻狀花崗巖，與圍巖界線明顯。工作區(qū)南部的鈾礦化主要分布在中基性巖脈中。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，熱液活動(dòng)強(qiáng)烈，主構(gòu)造呈北北東向展布，主要有北界硅化斷裂帶、洋魯上硅化斷裂帶、白水硅化斷裂帶。其中洋魯山硅化斷裂帶是區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造，在其北段見到較好的鈾礦化賦存其中。工作區(qū)內(nèi)地層出露簡單，僅在南部、中部見少量的震旦系片巖、云母石英片巖、變質(zhì)砂巖等。

區(qū)內(nèi)鈾礦化嚴(yán)格受構(gòu)造控制，鈾礦化類型主要有硅化帶型、蝕變碎裂巖型、“交點(diǎn)”型三種。以西江河為界，在工作區(qū)北部，鈾礦化類型主要為硅化帶型、蝕變碎裂巖型。鈾礦化主要產(chǎn)于構(gòu)造帶中，嚴(yán)格受硅化帶等構(gòu)造控制；在南部，鈾礦化產(chǎn)于蝕變碎裂巖帶和中基性巖脈中，并在蝕變碎裂巖（硅化）帶與中基性巖脈的交匯部位鈾礦化更好。

2.2 地球物理特征

由于地下構(gòu)造破碎帶含有大量的水以及填充物，因此地下含水構(gòu)造與圍巖（花崗巖）具有明顯的電性差異（據(jù)野外實(shí)驗(yàn)所測，詳見圖2-1），從而具有開展電阻率法的物理前提。根據(jù)與圍巖的關(guān)系，

2.3 工作方法技術(shù)

2.3.1 測線布置

本次測網(wǎng)布設(shè)采用全站儀定位基線、測線，測繩量距定點(diǎn)，點(diǎn)距10m，測線盡可能與構(gòu)造形成較大的夾角。本次高密度電阻率法測量工作主要開展了6條剖面線測量。其中L00-L04號(hào)線分別為600米，電極數(shù)60根（溫納裝置），電極距10米，測線間距100米。地質(zhì)勘探線DZKT-00長500米，電極數(shù)50根（溫納裝置），電極距10米。完成的主要實(shí)物工作量情況詳見表2-1。

表2-1 完成主要實(shí)物工作量表

2.3.2 裝置選擇

本次勘查采用的測量儀器與設(shè)備為重慶地質(zhì)儀器廠的

WGMD-9超級(jí)高密度電法系統(tǒng)。其主要性能指標(biāo)滿足《電阻率剖面法技術(shù)規(guī)程》（DZ/T0073-1993），對(duì)所使用的儀器設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到要求后才投入野外施測工作。野外每條測線在觀測當(dāng)天均進(jìn)行一次重復(fù)觀測，兩次觀測數(shù)據(jù)均方差均小于m

（m=2.0%）。

2.3.3 數(shù)據(jù)采集

本次工作采用高密度電法勘探中的溫納（α）裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用瑞典版高密度數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。由于溫納裝置對(duì)于電性的垂向變化比水平變化反映靈敏，所獲得的電阻率圖像是地下地質(zhì)體對(duì)發(fā)電電場的綜合反映，它能有效地劃分巖層的層狀構(gòu)造分布，達(dá)到工作目的，所以測量裝置采用溫納裝置，裝置為固定斷面掃描測量，測量斷面為倒梯形。

溫納排列（α）電極排列如下：

測量時(shí)，AM=MN=NB為一個(gè)電極間距，A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動(dòng)，得到第一條剖面線；接著AM、MN、NB增大一個(gè)電極間距，A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動(dòng)，得到另一條剖面線；這樣不斷掃描測量下去，得到倒梯形斷面。

2.4 數(shù)據(jù)處理

高密度電法中測點(diǎn)密度高，另外在資料處理方面，它采取的獨(dú)特方法起到了抑制隨機(jī)干擾和消除人為誤差的作用，對(duì)旁側(cè)影響也給予了一定的抑制，所以更能突出異常，準(zhǔn)確性和有效性有了很大的提高。

野外采集的數(shù)據(jù)需先進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行反演，這些工作都可以在二維電阻率反演軟件下實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理工作主要是剔除一些由接地不好電極影響的壞數(shù)據(jù)和采集系統(tǒng)自帶的隨機(jī)高斯干擾數(shù)據(jù)即剔除了那些電阻率值明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)通常是比相鄰點(diǎn)奇高或奇低的視電阻率值，使之不影響反演獲得的模型，然后把分段數(shù)據(jù)拼接起來，帶上高程文件，形成反演數(shù)據(jù)。

2.5 資料解釋

由廣東省信宜市北界鎮(zhèn)紫沖地區(qū)物探高密度電阻率反演圖的顯示，結(jié)合地質(zhì)資料綜合分析測區(qū)共有兩組方向上的構(gòu)造帶，分別為近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4構(gòu)造帶，北東向的F2-1、F2-2、F2-3構(gòu)造帶。具體分析如下：

F1-1號(hào)帶：在該測區(qū)內(nèi)L00號(hào)線地表105米11號(hào)點(diǎn)、L02號(hào)線地表75米8號(hào)點(diǎn)、L04號(hào)線地表158米16號(hào)點(diǎn)，均出現(xiàn)相似的低阻異常形態(tài)，結(jié)合工作區(qū)已有的地質(zhì)資料及地表出露情況綜合分析，這些低阻異常為F1-1號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

F1-2號(hào)帶：在該測區(qū)L00號(hào)線地表135米14點(diǎn)、L02號(hào)線地表195米20號(hào)點(diǎn)、DZKT-00號(hào)線地表370米37號(hào)點(diǎn)、L04號(hào)線地表325米33號(hào)點(diǎn)內(nèi)均出現(xiàn)相似的低阻異常形態(tài)，這些低阻異常為F1-2號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

F1-3號(hào)帶：在該區(qū)內(nèi)L03號(hào)線地表180米18號(hào)點(diǎn)、L01號(hào)線地表290米29號(hào)點(diǎn)、L00號(hào)線地表365米37號(hào)點(diǎn)、L02號(hào)線地表358米36號(hào)點(diǎn)、L04號(hào)線地表425米43號(hào)點(diǎn)，均出現(xiàn)低阻異常形態(tài)，推斷為F1-3號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

F1-4號(hào)帶：測區(qū)內(nèi)L03號(hào)線地表220米22號(hào)點(diǎn)、L01線地表385米39號(hào)點(diǎn)、L00線地表475米48號(hào)點(diǎn)、L02線地表420米42號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F1-4號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

F2-1號(hào)帶：測區(qū)內(nèi)L00號(hào)線地表150米15點(diǎn)、L01號(hào)線地表225米23號(hào)點(diǎn)、L03號(hào)線地表195米20號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F2-1號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

F2-2號(hào)帶：測區(qū)內(nèi)L04號(hào)線地表45米5號(hào)點(diǎn)、L02號(hào)線地表105米11號(hào)點(diǎn)、L00號(hào)線地表285米29號(hào)點(diǎn)、L01號(hào)線地表335米34號(hào)點(diǎn)、L03號(hào)線地表265米27號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F2-2號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

F2-3號(hào)帶：測區(qū)內(nèi)L04號(hào)線地表240米25號(hào)點(diǎn)、L02號(hào)線地表285米29號(hào)點(diǎn)、L00號(hào)線地表405米41號(hào)點(diǎn)、L01號(hào)線地表455米46號(hào)點(diǎn)、L03號(hào)線地表370米37號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)的低阻異常形態(tài)，推斷為F2-3號(hào)破碎帶低阻地質(zhì)體引起。

2.6 成果分析

本次高密度電阻率法資料及已有的地質(zhì)資料綜合分析，在電阻率反演成果圖中其電阻率分布形態(tài)相對(duì)復(fù)雜，測區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造也相對(duì)復(fù)雜。

其中L03號(hào)線地表180米-225米范圍內(nèi)F1-3、F1-4、F2-1號(hào)帶分別在此交匯，所以出現(xiàn)約45米寬的低阻異常，230米以后由于觀測過程中自然場較為復(fù)雜，這給資料的解釋帶來很大的困難，所以反演精度相對(duì)較低。L04號(hào)線總體地表比較干旱，尤其260米-320米范圍內(nèi)，且接地電阻較大，這給數(shù)據(jù)采集中帶來了很大的干擾，且精度相對(duì)較低。在地質(zhì)勘探線DZKT-00線中地表150米位置下方、320米

圖2-2 L00線反演電阻率斷面圖

-370米下方出現(xiàn)較為明顯的低阻異常，其中F2-2號(hào)帶在L01、

L00、L02、L04號(hào)線中的異常反應(yīng)都比較明顯。

圖2-3 L01線反演電阻率斷面圖

圖2-4 L02線反演電阻率斷面圖

圖2-5 L03線反演電阻率斷面圖

圖2-6 L04線反演電阻率剖面圖

圖2-7 DZKT-00線反演電阻率剖面圖

綜述，經(jīng)過推測共有兩組方向上的構(gòu)造帶，分別為近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4構(gòu)造帶，北東向的F2-1、F2-2、F2-3構(gòu)造帶，由于這些帶錯(cuò)綜復(fù)雜，使得在構(gòu)造帶的產(chǎn)狀判斷上帶來了一定的困難。但總體效果較為明顯，達(dá)到了預(yù)期效果。

3 結(jié)論

通過對(duì)工作區(qū)進(jìn)行高密度電阻率法地面物探工作，初步查明了工區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造的情況，存在近南北向的F1-1、F1-2、F1-3、F1-4低阻構(gòu)造帶和北東向的F2-1、F2-2、F2-3低阻構(gòu)造帶。依據(jù)已有的資料分析，低阻構(gòu)造破碎帶往往與鈾礦化有密切的關(guān)系，有必要在該地區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步的工作，查明構(gòu)造帶的分布與礦化

的關(guān)系，尋找成礦有利地段。

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P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-154-3

桂永進(jìn)（1970～），男，本科，工程師，研究方向?yàn)殁櫟V地質(zhì)找礦。在含水巖體上通常大多以低視電阻率的形式出現(xiàn)，通過低阻帶來劃分構(gòu)造破碎帶，因而具備開展電阻率法的前提及必要性。