摘要：多頻相對相位激電法可以壓制電磁耦合感應，在本區可實現1000m范圍的探測;含鉬礦花崗斑巖能夠產生顯著激電異常，適合用相對相位激電法觀測。自然電位法可用于發現淺部金屬硫化物礦體，可與激電測量結果相互驗證，值得大范圍觀測。大地電流法探測深度大，可以繼續采用大地電流法探測本區火成巖基底起伏，并可以確定火成巖基底的起伏形態。
關鍵詞：礦產資源,工業技術,職稱論文
大地電流法、激電法和自然電位法觀測到的異常具有很好的一致性，表明深部巖漿活動對試驗剖面的地質構造和成礦過程起了決定作用。可能與其下方的火山巖基底隆起有關。-200號點附近存在一個巖漿上升通道，可能存在一個東西向的深大斷裂，值得進一步勘探。
在深度2000 m以內，進行金屬礦產資源的地球物理勘查，通過高精度的重力場、地電場、地磁場[5-6]、人工源地震勘探[7-8]等地球物理場觀測，并進行反演與模擬，從成礦區(帶)的深部構造背景[9]、介質屬性、力學狀態等查明礦體的縱向延伸與儲存空間。
秋樹灣銅鉬礦區位于東秦嶺鉬礦帶上，為一中型鉬礦區，根據目前的勘探開發程度，迫切需要向深部及邊部找礦。因此，利用地球物理勘查方法選擇試驗剖面進行測試，為向深部及邊部探礦提供重要的參考，并為下一步找礦指明方向。
1 礦區地質特征
礦區位于朱夏斷裂與商丹斷裂交匯處北側。區內出露的地層為秦嶺群，包括以碳酸巖為主的雁嶺溝組和以花崗片麻巖為主的郭莊組，有花崗巖及巖脈侵入。區內有加里東期和燕山期花崗巖大范圍出露，礦區附近以燕山期花崗巖為主，呈小巖株狀產出[10]。
根據秋樹灣礦區地質特征推斷，本區的鉬礦具有秋樹灣鉬礦類似地質特征。鉬礦床圍巖主要為大理巖、云母石英片巖、矽線石片巖、矽卡巖和片麻巖等。鉬礦體主要賦存于矽卡巖、花崗巖株和片巖中。主要金屬礦物是輝鉬礦，少量金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等，脈石礦物主要是透輝石、石榴子石、石英、黑云母、長石、方解石和微量的榍石、磷灰石等。礦石構造主要為浸染狀、條帶狀和細脈狀構造。礦石結構主要為自形片狀、它形磷片狀結構[11]。
2 巖、礦石地球物理特征
表1為秋樹灣銅鉬礦區典型巖礦石電性參數。含鉬礦的花崗斑巖有顯著激電相對相位異常，電阻率中低值異常，在900Ω左右;不含礦的花崗巖激電相對相位異常幅度不是很明顯，但其電阻率為相對低值，為-354Ω。然而，由于部分圍巖含有金屬硫化礦物，導致統計結果顯示的激電異常過高。其他巖性，在激電相對相位和電阻率結合的情況下，也有明顯的區別。因此，在本區進行地電法綜合探測，即激電相對相位、大地電流和自然電位法三者相結合的方法，具有良好的地球物理基礎。
3 工作方法
3.1 原理
激電法在勘探侵染狀金屬礦上有獨特優勢，可以探測AMT和電阻率法無法探測的侵染狀礦體。頻譜激電法可以對激電異常的性質進行區分，可以區分炭質地層和金屬礦產生的激電異常。相對相位譜激電法屬于頻譜激電法的一種，可以壓制激電耦合感應，從而增加激電有效探測深度。
表示激電相位譜，k表示頻比，為常數。與其它激電參數測量相比，相對相位譜測量有一系列優點：相對相位譜測量能夠自動消除發送機與接收機之間因時間同步誤差引起的相位差，比普通的激電相位譜測量具有更高精度;它能夠有效壓制耦合感應，抗干擾能力強，工作效率高，比激電相位譜測量具有更寬的工作頻率范圍。
大地電流法利用天然甚低頻電磁信號為場源，通過同時觀測不同測點電位差的相對變化來研究深部基底起伏形態。通過選擇適當的觀測頻帶，探測深度可達1～10km。本次選擇的大地電流帶寬為25Hz，根據本區的電阻率平均值，探測深度為1～3km。
金屬硫化礦體可產生負的自然電位異常。該自然電位的產生與硫化礦體在地下水和氧氣的作用下發生氧化還原反應有關。自然電位法的探測深度一般為200～300m。
3.2 具體實施
本次試驗根據地質情況，在之前認識的斑巖巖基位置選擇一條剖面，與地質勘探的30號勘探線重合，長度為640m，設定點距為40m，總測點數為16個。
本次試驗一次布置17個測量電極，16個并行測量通道，然后從測線中間開始供電。每次供電，16個并行測量通道同時測量。如圖2所示，先在A0B0供電。然后在A1B1供電，之后是A2B2供電。對于測線內部的供電極距，每次增加的距離為點距的2倍。對于上述例子，供電極距每次增加80米。對于測線外側的供電，可以按照常規電測深的極距增加方案，以指數方式增加供電極距。也可以按照線性方式增加供電極距，以提高探測目標的分辨率。
本試驗采用分布式GPS同步型高精度譜激電觀測系統來采集多頻相對相位激電數據。該觀測系統基于24位A/D轉換、FFT和ROBUST疊加技術，抗干擾能力強，對微弱譜激電信號檢測能力處于一流水平，適合強電磁干擾背景下生產礦區的譜激電法勘探。
激電法擁有區分礦體和圍巖產生的激電異常的能力，適合傳統激電法無法區分礦體和干擾異常的礦區。大深度多頻相對相位激電二維測深法的工作原理和傳統激電法基本相同，但它采用多測量電極進行并行觀測，基于全新設計的二維觀測裝置，克服了傳統頻譜激電法工作效率低的弱點。
由于全部譜激電采集站基于GPS同步，可以在多頻相對相位激電法觀測之前和之后利用布置的二維譜激電接收裝置采集大地電流法和自然電位法數據。對于自然電位法數據采集，保證兩次觀測的測量誤差小于1mV。對于大地電流數據采集，保證觀測誤差小于1mV。
4 資料處理結果
4.1 異常特征分析
電法資料處理的目的是通過野外資料的進一步處理和反演計算，獲得供地質解釋用的各種圖件、數據等文件，它是后續解釋工作的基礎，依據電性層與各地層的對應關系，結合其它物探資料和區域地質資料對電性層進行地質推斷解釋。每個環節的處理質量都將對最終成果產生很大的影響。
為觀測的大地電流在地表引起的電位梯度。從圖中可以看出，-180～-20m左右存在基底隆起，往北緩慢下降，在-240m處又有所抬升。這和圖5a顯示的深部視電阻率變化趨勢有可比性。
為自然電位梯度和自然電位測量結果。從-180號點～180號點為負異常，表明淺部有金屬硫化物礦體。-100號點附近的異常最大，此處礦體規模最大。其它位置異常不大，表明礦體規模很小。
基于二維激電反演軟件RES2DINV32，采用ROBUST反演模式，該模式有利于突出巖脈和礦體。 為了避免過度反演導致的振蕩，我們將反演誤差控制在1%左右。對不同頻率的視電阻率和相對相位反演結果表明，反演結果穩定性高。
圖4為試驗段0.5Hz電阻率及0.25 Hz相對相位二維反演成果圖。可發現淺部無明顯激電異常，而中深部激電異常明顯。對比二者，發現-160號點～-310號點下面的相對相位異常的絕對值隨著頻率的降低而增大，可能是含炭質地層所引起。深部異常雖然變弱，但幅度可觀，可能與斑巖有關。
圖4 電阻率和激電相對相位異常解釋對比圖
4.2 綜合分析
對比分析多頻相對相位激電法、大地電流法結果，認為-200～0號點之下的深部(埋深約700-1200米)存在火成巖為基底的隆起，該隆起進一步產生了大量巖株和巖脈。可能導致了淺部背斜的形成。同時，150號點下面的大范圍激電異常也與該隆起有關。在-150號點下面可能存在高品位鉬礦體。
自然電位在-160～-60號點存在明顯的負異常，推斷是金屬硫化物礦體引起。0號點以北也存在微弱的負異常，估計與小規模金屬硫化物礦體有關。
由圖5可知，ZK03在-200～-450m巖性與物探解釋的巖性一致，物探解釋的巖性范圍基本正確的，并且物探對基底起伏狀態的解釋也相對準確。
