激发极化四极测深在工程中的应用

激发极化法在找矿中的应用摘要：激发极化法是以地下不同岩、矿石激电效应的差异为基础，通过观测和研究大地激发极化效应来勘查地下地质情况的一种电法勘探方法，近年来，该方法在寻找深部隐伏矿体的找矿中发挥了重要作用，取得了良好的效果。

通过野外实地踏勘，区内矿产伴生有较强黄铁矿化，因而采用激发极化法进行对区内成矿远景进行评价。

本文就借此对找矿中激发极化法的应用进行简要的分析研究。

关键词：找矿；激发极化法；应用引言近些年以来，近地表矿产资源近乎被开发殆尽，寻找深部隐伏矿产已经成为近年来矿产勘探中的重点方向。

利用激发极化法能够较准确的预测深部隐伏矿体的存在。

特别是矿产大多数与金属硫化物伴生，硫化物通常是黄铁矿或毒砂，偶尔也有磁黄铁矿，使用激发极化法测量这些伴生矿的物理场特征，结合地学理论就可以间接找出矿产。

一、激发极化法的工作原理及方法1、激发极化效应。

电阻率法测量时，在向地下供入稳定电流的情况下，仍可观测到测量电极间的电位差随时间而变化，并经相当长时间后趋于某一稳定的饱和值；断开供电电流后，测量电极间的电位差在最初一瞬间很快下降，而后便随时间相对缓慢地下降，并在相当长时间后衰减接近于零。

这种在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场的现象称为激发极化效应。

2、激发极化法。

激发极化法是以不同岩、矿石激电效应的差异为基础，通过观测和研究大地激电效应来探查地下地质情况的一种分支电法。

激电法的应用范围很广，无论在金属与非金属固体矿产的勘查方面，还是在寻找地下水资源、油气藏和地热田方面，都取得了良好的地质效果。

3、激电测量装置。

矿区激电测量工作分为：中间梯度装置扫面（图1），对称四极装置测深（图2）。

图2对称四极装置示意图二、矿区地质概况本文以我国华北地区某矿产为例，分析了激电中梯、激电测深和联合剖面等方法在勘查中的应用效果。

通过在该区开展勘探工作，发现了区内的极化体范围，查明了区内成矿的有利位置，并利用激电测深和联合剖面对极化体进行解剖，为矿山下一步的找矿工作提供地球物理依据。

110地质勘探Geological prospecting激发极化法在深部金矿勘查中的应用李邦勇（贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵州 贵阳 550018）摘 要：激发极化法在深部金属矿脉勘探中应用广泛。

本文系统介绍了时间域激发极化法的基本原理和基于极化效应的视电阻率和极化率的计算；在贵州某金矿勘查区通过激电中梯法和激电测深法圈定了找矿靶区，同时结合异常区的分布走向推断了两条断裂构造，后通过钻孔和探槽验证取得了较好的探测效果。

关键词：激电中梯；激电测深；金矿勘查中图分类号：P31 文献标识码：B 文章编号：11-5004（2020）13-0110-3收稿日期：2020-07作者简介：李邦勇，男，生于1983年，汉族，贵州兴义人，本科，物探中级工程师，研究方向：地球物理勘查。

黔西南地区广泛发育有赋存于沉积岩中的微细浸染型金矿床-卡林型金矿床，该类矿床多数沿断裂构造分布，受构造控制明显。

但是卡林型金矿的成矿物质来源、成矿作用以及与岩浆活动的关系复杂，加上该区植被茂盛、少有基岩出露、地表找矿信息少、给该类矿床的勘探带来很大难度，特别是对构造深部延伸的推断依据不充分。

导致黔西南地区的金矿开发、利用进展缓慢。

因此完善勘查理论、发展相关勘查技术手段对卡林型金矿床的生产具有重要意义[1，2]。

目前用于金矿勘查的方法主要有重力勘探、磁法勘探、电法和放射性勘探等[3，4]。

其中电法中的激发极化法是最早应用于金矿床勘查的方法之一，当浸染状矿体与其围岩电性差异较小时，体极化作用下矿体的激发极化效应非常明显，且该方法受地形起伏影响较小、抗干扰能力强等优点，是铁矿勘查的首选方法。

1 激发极化法基本理论1.1 基本原理激发极化法是通过激电效应即矿脉因电化学作用产生的随时间缓慢变化的附加场现象来寻找金属矿的电法勘探方法[5]。

对于呈层状的岩体，激发极化效应表现为面极化，对于浸染状矿体表现为体极化。

激发极化法分为时间域激发极化法 （直流激电法）和频率域激发极化法（交流激电法）；与常规电法相似，按照工作性质目的不同又分为测深法和剖面法，其应用装置有对称四极、中间梯度、偶极—偶极等不同的排列形式。

第一章 激发极化法对称四极测深装置原理一、等效电阻率原理激发极化法是利用岩石、矿石的导电性、激发极化特性差异，观测研究人工形成的激发极化场的变化规律，进行找矿和解决其他地质问题的一组人工场源形式的勘察方法。

激电法可以沿用电阻率法的各种电极装置，其中用得比较广泛的有中间梯度(中梯)、联合剖 面(联剖)、近场源二极(二极)、对称四极测深(测深)和偶极—偶极(偶极)等装置。

在本次程序设计中以对称四极测深装置为基础进行正演程序设计工作。

在计算激发极化场时我们使用的是等效电阻率法。

在电法勘探中，我们将发生体极化效应时，极化体对极化总场的 电阻率称为“等效电阻率”。

一般说来，等效电阻率随频率或充电时间而变。

在 T →０或 ｆ→∞的极限情况下，总场电位U(T)|Ｔ→０ 或U(f)|ｆ→∞趋于无激电效应的一次场电位U １，等效电阻率ρ（Ｔ）｜Ｔ→０或ρ（ｉω）｜ω→∞ 就等于介质真电阻率。

对于电阻率为ρ的均匀介质，当不存在激电效应时，在地面上采用任何装置进行观测，按照下列公式计算电阻率：ρ=K ×ΔU 1/I （1-1) 若介质存在激电效应，此时按上式计算的电阻率为：ρ1=K ×ΔU/I （1-2） 公式中ΔU 为总场电位差。

由于ΔU 1>ΔU ，故ρ1>。

可见介质的激发极化效应等效于介质电阻率的增大，故称ρ1为等效电阻率。

在长时间供电情况下，极化二次场达到饱和时，有：η=ΔU 2/ΔU=（ΔU-ΔU 1）/ΔU所以有等效电阻率和真电阻率关系：ρ1=ρ/（1-η）（1-3）二、程序正演原理对于水平地层模型，给定模型的相关参数 ρ1，h 1,η1,ρ2,h 2,η2，...,ρn,ηn 。

首先根据以下公式计算利用对称四极测深装置测量的视电阻率。

已知用和函数表示的视电阻率积分表达式为⎰∞=0112)()(λλλλρd r J T r s （1） 利用汉克尔变换，将式（1）变换为 ⎰∞=011)()(T dr rr J r s λρ （2） 令 r x ln = λ1ln=y 得 ⎰∞∞--=dx x y J x y T s )()()(1ρ （3）该公式可以将s ρ转换成核函数；如同正演数学模型推导过程，同样利用采样定理，将s ρ离散化，则有 ∑∞-∞=∆∆-∆∆-∆=i s x x i x x x i x x i /)()]/)(sin[)(s ππρρ （4） 将（4）代入（3）得 ⎰∑∞∞-∞-∞=-∆∆-∆∆-∆=dx x y J x x i x x x i x x i y T i s )(/)()]/)(sin[)()(1ππρ =∑⎰∞-∞=∞∞--∆-∆∆-∆i x y s dx e J x ix x x x i x x i )1(/)(]/)(sin[)(1ππρ （5） 另采样间隔x i x y x ∆-=∆=∆=∆μ,，当y=j ∆(第j 个采样点时)有 ∑⎰∞-∞=∞∞-∆-∆∆∆=∆i i j s du e J x i j T )1(/]/sin[)()(]- [(1））μπμπμρ （6） 令 ⎰∞∞-∆-∆∆=∆-du e J i j b i j )1(/]/sin[])[(]- [(1））μπμπμ 得 ：∑∞-∞=-∆=∆i s i j b x i j T )][()()(ρ由以上公式我们可以构造出水平地层电阻率的滤波算法。

[收稿日期]　2006203212;[修订日期]　2006207231[作者简介]　王慧明(19622),男,吉林通化人,通化地质矿产勘查开发院高级工程师.激电测深法在吉东南某金矿上的应用王慧明,刘慧香,崔秀利(通化地质矿产勘查开发院,吉林通化　134001)[摘　要]阐述了激电测深法在吉东南某金矿上的应用。

总结了该矿区地电场特征,论证了激电测深法的有效性。

[关键词]激电测深法;地电场特征;应用效果[中图分类号]P 63113[文献标识码]A [文章编号]100122427(2006)042026206激电测深法是一种常规物探方法,对于寻找与高极化体有关的矿产具有很好的指导意义。

在吉东南某金矿上采用激电测深法,结果显示靠近钓鱼台组底部为高阻、高极化异常,经验证见矿效果很好,为该区扩大远景储量起到了重要作用。

该金矿是地质踏勘工作中发现的,地表矿体较厚。

曾试探性打过一钻,并未见到理想矿体。

于是在矿带北东段布置了激电中梯扫面,见到了很具规模的异常带,在异常带上布置了3条激电测深剖面(见图1,2A 、3A 、4A 线),线距200m 。

通过激电测深得到了很好的深部异常,根据异常布置了钻探工程,见矿效果很好,为该区扩大远景储量、加大投资力度、增强投资信心起到了重要的作用。

建立了由激电测深确定钻探的勘探模式。

1　地质特征及电性特征111　地质概况矿区出露地层:早元古宙老岭群珍珠门组,其岩性主要为硅化白云质大理岩及角砾状白云质大理岩,为一套浅海—滨海相富镁质碳酸盐岩沉积建造。

分布于矿区的北部,呈北东向带状展布,与上覆晚元古宙地层呈断层接触;晚元古宙青白口系钓鱼台组主要岩性:底部为赤铁石英砂岩及角砾岩,是金矿的矿源层及赋存层位。

中部为厚层状灰白色含铁锈斑点石英砂岩。

上部为灰白色含海绿石石英砂岩。

分布于矿区的北西部及中部,与下伏老岭群珍珠门组呈角度不整合接触,局部呈断层接触;南芬组主要岩性为紫色、黄绿色页岩、粉砂岩及泥质灰岩,分布于矿区的中部,与下伏钓鱼台组整合接触,震旦系桥头组主要岩性为灰白色含海绿石石英砂岩夹深灰色粉砂岩,与下伏南芬组呈整合接触。

激发极化法在找矿勘查中的应用目前，在找矿工作开展的过程当中，激发极化法已经获得了较为广泛的推广应用，此种方法主要被应用于高难度矿产资源勘查工作的开展过程当中。

本文就针对激发极化法在找矿勘查中的应用进行了简要的探讨分析，希望可以为强化矿产勘探工作的总体水平贡献一份力量。

标签：激发;极化法;找矿;勘查一、引言在我国，工业的发展离不开矿产资源的支撑。

但由于矿产资源普遍属于不可再生资源，因此随着矿产资源开发力度的逐步增大，找矿工作的开展难度也有所提升。

矿产资源的类型多种多样，只有积极的引用现代化的技术，才能更为精准的识别矿产类型，确保勘探工作的顺利开展。

就当前情况来看，激发极化法已经获得了较为广泛的推广应用，此类方式不仅能够有效提升找矿的效率，同时也能够取得较为优质的找矿成果。

在下文中我们就对于激发极化法在找矿勘查中的应用进行了具体的分析。

二、激发极化法的技术特点分析激发极化法属于一种具备突出代表性的电法勘测方法，目前已经获得了较为广泛的应用。

激发极化法主要是依据岩石以及矿石的激发极化效应来应对矿产资源勘探以及水文地质工程开展过程当中所面临的诸多问题。

早在五十年代初期，许多发达国家就已经开始运用激发极化法来开展矿产普查勘探工作，并取得了突出的成效。

激发极化法的应用范围已日益广泛，除寻找铜矿床外，在找铁、找煤、找铅锌矿，在超基性岩区找镍铬矿和找金矿等都取得了一定的地质效果。

我们可以具体的将激发极化法分为直流激发极化法以及交流激发极化法两大类型。

就当前发展的实际情况来看，激发极化法所涉及的电极排列类型多种多样，主要包括中间梯度排列、联合剖面排列、固定点电源排列以及对称四极测深排列四大类别。

激发极化法能够充分依据电子导电矿体，在人工电场的激发下所体现出来的化学性质和物理性质，运用激发极化效应完成找矿的过程。

之所以会产生电子导体激发极化效应，最主要的原因就在于当外电场产生作用时，电子导体与溶液相互接触就会产生相应的反应，同样的，当矿化岩石与溶液接触时也会产生类似的效应，当效应发生时即可获得相应的反馈，从而帮助工作人员锁定矿产位置。

激发极化法在华东某金矿勘探中的应用摘要：本文根据矿体和围岩之间极化率和电阻率的差异进行地质勘探的原理，充分研究华东某工作区的地质、地球物理特征，针对该工区硫化物矿化带和矿化富集地段间矿体和围岩之间极化率和电阻率差异较大的情况，进行了大功率激发极化法中梯装置和激发极化测深测量，并对扫面和测深的成果进行分析，结合地质资料预测了寻找金矿的理想位置，取得了对该金属矿类勘探的经验、认识和效果，为下一步钻探或深入开展地质找矿工作提供了有利的依据。

Abstract: This paper, based on the principle of geological exploration according to the difference between polarization and resistivity ofore body and surrounding rock, fully studies the geological and geophysical characteristics in the work place of eastern China. In view of thesituation of large difference between polarization and resistivity of ore body and surrounding rocks in the sulfide mineralization zone andmineralization area, the high-power excitation polarization gradient device and induced polarization sounding inspections are carried out.This paper analyzes the sweeping surface and sounding results, and predicts the ideal location of the gold mine area combining with thegeological material, with the metal ore exploration experience, knowledge and results got, which provides a favorable basis for further drillingor deeply developing geological prospecting work.关键词：激电中梯；激电测深；视极化率；视电阻率；激电异常Key words: induced polarization ladder；induced polarization sounding；apparent chargeability；apparent resistivity；induced polarizationanomalies 中图分类号：TD166 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）24-0305-020 引言近几十年我国黄金找矿和生产都取得了显著成效。