激发极化法在深部金矿勘查中的应用
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110地质勘探G
eological 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。
其中直流激电法具体技术方法是：建立地下人工直流电场，
依次加大供电电极与测量点电极之间的距离，测量得到不同深
度下的地层电阻率数据，分析其变化规律，进而探明有矿产资源
及类型。在铜矿床、铁矿床、和金矿等金属矿床均取得了―定的
效果。图1 激发极化法原理图
1.2 激电法极化率和视电阻率计算
激电法勘查矿脉的逻辑思路是得到对应深度上目标介质的
视电阻率和极化率，其中就包含了视电阻率的求取以及极化率
的计算两个方面。视电阻率计算公式为：
IU
K
s=ρ
式中，
sρ
是所计算的视电阻率K
为装置系数；U
为测量
电极M
、N
之间的电压；I
为供电电极A
、B
向地下供入的
电流接；为供电电极之间的距离、为测量电极
之间的距离。
时间域激发极化法电流供入介质是以时间推移的，直至达
到饱和，然后切断电源，观测其二次场瞬时电位差
2U∆随时间衰
减的特点和规律，计算出视极化率
sη
。
%100
2
×
∆∆
=
UU
sη
式中U∆
表示总场，
1U∆
为一次场（激发电位差），
2U∆
为二次场。地质勘探Geological prospecting
图2 充放电时间特性示意图
2 应用实例
贵州省某勘查区要进一步研究区内地层岩性的矿化蚀变特
征和断裂构造特征，探索深部构造及蚀变矿化信息。在区内开展
物探方法的试验性工作，研究适合该类型金矿床勘查的物探方
法；最终确定使用激发极化法开展勘查工作，圈定找矿靶区。
2.1 测量装置和施工方法
根据现场施工条件在区内选用两种装置进行测量：①激电
中梯全区勘探（测网密度100m×20m，勘探面积5.8km2
）；②激
电测深（布设勘探线两条，共计31个测点）。同时在勘探区内进
行了物性测定工作，包括对勘探区内采集的24块样本岩石的电
性测定和在矿体附近及岩石出露较好地段选择各类岩性露头共
计23处进行小四极测定。
激电中梯采用短导线工作方式。根据前期物探方法试验
结果选择能突出异常又有较高施工效率的装置：供电极距为
AB=1600m，接收极距为MN=40m。采集参数为：供电电流I、
一次场电位、视极化率，计算视电阻率。接收采用主
剖面加旁侧线观测，观测范围为装置的中部不得大于AB距的三
分之二的范围内，旁侧范围为AB极距的1/5
范围内。图4 激电测深装置试验曲线对比示意图
图3 勘探线布置图
激电测深的目的是对激电中梯面积性测量发现的视极化率、
视电阻率异常进行查证，并进一步了解硫化物富集体的空间赋
存状态。物探方法试验时对激电测深的装置类型进行了等比和
不等比两种试验，实验结束后对两种装置的数据进行了整理，得
到如图3所示的对比曲线图，由对比曲线图可以看出，两种装置
所得的曲线对异常都有较好的体现，并无明显区别，因此本次工
作选择施工更为高效的等比装置。
2.2 成果解释
激电中梯法施工结束后根据极化率计算公式计算出测点极
化率得到全区极化率等值线图，圈定异常区两个，两个异常区极
化率异常值大多在1.0%～3.0%左右，最高可达7%。DJH-1异
常区对应的视电阻率场表现为沿近东西向展布的条带状的中低
阻特征，视电阻率值大多为300Ω·m左右。该异常区总体表现
为“低阻高极化”的电场特征。DJH-2异常区对应的视电阻率场
表现为沿近东西向展布的跳跃的条带状的高、低阻特征，视电阻
率值大多在100Ω·m～2000Ω·m之间。该异常区中大多小型
激电异常均表现为“低阻高极化”的电性特征，部分表现为“高
阻低极化”的电性特征。因此，推测DJH-1、DJH-2由该区部分
地层中发育的黄铁矿化及深部构造破碎蚀变带中富集的硫化物
所致。同时根据平面异常表现为沿一定走向分布的异常带，或者
在背景场中表现为狭窄的低异常带或串珠状低异常现象以及异
常区的电性特征，结合地质资料推测断层两条分别为F
W1、F
W2。
随后在两异常区分别布设一条激电测深勘探线，并在测线上布地质勘探G
eological prospecting
设探槽和钻探施工进行验证取得里良好的效果。
4 结论
通过在勘查区综合应用激电中梯法和激电测深法，证明了
时间域激发极化法探查技术可以直观地显示勘查区岩层的极性
特征和电性分布，能够有效地圈定找矿靶区，为矿产资源开发提
供科学的依据。另一方面通过本次激电工作，根据测区电场分布
特征结合地质资料，推断断裂构造2条，表明了激电法在断裂构造的探查中有良好的效果。参考文献
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（上接109页）
2.3 Zn-ZrO
2生物相容性实验
图5的细胞形貌图显示，在与细胞共培养24h后的0%Zn-
ZrO
2和1%Zn-ZrO
2样品表面上，细胞数量居多且大都铺展
开来，而在1.5%Zn-ZrO
2组样品中，大量细胞还尚未铺展。在
2%Zn-ZrO
2组样品中，细胞出现数量明显减少的现象。表明当锌
掺杂量过高时，对HGFs的生长具有一定的抑制作用。
图5 250µg/ml样品浸提液分别与HGFs共培养24h之后的细胞生长图。3 小结
（1）以六水合硝酸锌为锌源，采用简单的化学沉淀法将其
加入到氧化锆的制备过程中，合成了纳米级锌掺杂氧化锆粉体，
XRD数据显示锌掺杂氧化锆仍然是以四方相为主题的材料，且
粒径均分布在50nm左右。
（2）通过改变锌的掺杂量，得到了锌掺杂氧化锆对大肠杆菌
和金黄色葡萄球菌不同程度的抗菌效。
（3）将所合成的锌掺杂氧化锆粉体应用于对HGFs的生物相
容性实验中，从样品表面的细胞生长情况来看，当锌的掺杂量达
到1.5%时，对HGFs具有明显的抑制作用，当掺杂量为2%时，细胞数量明显减少。
参考文献
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