频谱激电法在铁矿勘探中的应用

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　　提要：磁法测量成果反映磁异常的高低情况，解释推断存在多解性。通过反演能推断出相应的矿体，其精确程度依赖于已知地质资料的掌握程度。因此将频谱激电法运用于铁矿勘探中，根据相关地质资料选定有效参数开展工作，起到很好的效果，将目标体的赋存情况明显地反映出来。通过钻探验证了该法的有效性。
　　关键词：频谱激电法；赋存情况；对比验证
　　测区位于晋冀铁矿成矿区带中，航磁异常明显。区内成矿规律为沉积变质岩型铁矿模式，近矿围岩以角闪斜长片麻岩为主，含磁铁角闪斜长片麻岩次之。上部一般为第四系覆盖，第四系下伏地层为太古界变质岩。
　　根据已知的航磁异常，在异常区内开展了比例尺为1：1万的地面磁测工作。从磁测成果来看，异常形态及分布位置与航磁异常大致吻合，并推断出相应规模的矿体，大致确定了矿体的走向和规模，但矿体赋存情况不好判断。选定磁异常很明显的37剖面开展了短测量段的频谱激电测深工作，推断出矿体的赋存状态，通过与ZK05钻孔的对比，证实了该方法的应用效果。
　　1测区地质概况及地球物理特征
　　测区位于燕山台褶带、马兰峪复背斜、遵化穹褶束的西端。该区地层主要为太古界迁西群马兰峪组二段（Arm2）、中元古界长城系常洲沟组及第四系地层。
　　迁西群马兰峪组二段（Arm2）岩性以角闪斜长片麻岩、含石榴黑云角闪斜长片麻岩、角闪辉石斜长片麻岩为主，夹多层斜长角闪岩、辉石斜长角闪岩、含石榴斜长辉石角闪岩，局部夹有磁铁石英岩透镜体。混合岩化作用普遍，局部发育片麻状混合岩、斑点状混合岩。
　　长城系常洲沟组岩性以石英砂岩、长石砂岩为主。与迁西群呈角度不整合接触。地层产状：走向320°，倾向南西，倾角35°。
　　第四系以洪积、冲积层为主，由粘土、砂质粘土、砂土、砂、砂砾及卵石层组成，山脚一带有第四系坡洪积物带状分布，第四系厚度3～90m。
　　37线电、磁法测量段地表为第四系覆盖，下伏地层为迁西群变质岩，根据该区以往工作物性成果来看，铁矿体的电阻率和极化率相对迁西群片麻岩来说存在明显的电性差异，其地电结构特征为本次频谱激电法的应用提供了有利的物性基础条件。
　　2频谱激电法测试
　　2．1方法技术
　　频谱激电法是一种频率域的激电方法。在超低频段做多频率视复电阻率测量，通过研究复电阻率的频谱特性，解决相应的地质问题。
　　野外工作使用加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法仪，开展了频谱激电法测试。该法在地面采用偶极-偶极装置，扫频观测径向电场，是一种高密度几何测深方法。在所测得的频谱中包含了由导电性引起的近场区电磁谱（EM）和由电极化性引起的激电谱（IP）。两种谱在频带上占据不同的位置，用不同的模型做实测视频谱的拟合反演可以分离它们，进而达到去电磁谱（EM）响应并求取激电谱（IP）参数，激电谱参数反映了地下异常地质体的导电和电极化的性质，可以对异常的物质属性做出较准确的判断。本次频谱激电（SIP）法采用偶极-偶极装置形式，其野外布极图见下图。

　　2.2工作参数
　　测线方位角为137°,前期磁测工作点距为10m，测线长度为1800m，测点范围为3000～4800，选取磁异常段3400～3700号点之间开展频谱激电测试工作，以检验该法在铁矿勘探中的应用效果。本次测试工作投入了一个V8主机和两个RXU-3盒子来采集数据，每次完成一个排列的九道数据的采集，采样频率为2-5～28Hz，接收偶极距为20m，根据工区地质资料，设计探测深度段为70～250m（地表高程为60m，即标高段为-10～-190m的范围）。
　　2.3数据处理
　　每天野外施工结束，立即将仪器自动采集并存储在可移动闪存卡(CF卡)中的数据回放到计算机，进行室内后期处理。室内数据处理使用V8系统SIP法专用处理软件进行。数据预处理时，首先对数据进行预览检查纠错，然后建立D记录文件并按序转换成线记录文件，同时输出可供核对的振幅、相位和坐标的文本文件。数据处理先以排列为单位，然后组成剖面。数据处理主要包括导入测线坐标信息、电极坐标偏差校正、近场校正、静态位移校正和视谱参数反演等，处理好后调用相关参数（视电阻率和极化率）的数据进行绘图。实际处理过程有所选择，最后根据视电阻率和极化率等值线断面图并结合地质情况进行地质解释。
　　3应用效果
　　从磁测结果来看，一般磁异常强度为800nT左右，主异常最大强度值约为1900nT，分布在3490号点处；次级异常最大强度值约为1179nT，分布在3820号点处。通过对37线磁测数据进行反演，推断存在两个矿体，推断矿体产状等要素见插图（某铁矿37线磁测△T剖面图）。
　　
　　由于磁法反演解释推断存在多解性，为进一步了解磁异常下部空间的铁矿赋存情况，所以开展频谱激电测深工作。从37线频谱激电测深视电阻率等值线断面图来看，该断面下存在一封闭低阻体，视电阻率小于150Ω.m，水平方向分布在3400～3530号点之间，垂向上分布在标高-30～-140m之间，产状为55°左右；视充电率(即极化率ma)在该范围内表现出较高的值，ma约为7%左右，结合工区地质情况推断该低阻体为磁铁矿体。因此通过频谱激电测深，清晰地反映了低阻体的赋存位置，为下一步地质工作提供了更详细的依据。

　　结合磁测推断矿体和频谱激电测深成果，在3440点处设计了一个钻孔ZK05，孔深为300m。从钻孔资料来看，在钻孔标高-30m处开始见矿，向下间断产出几层矿，每层矿真厚在10m左右，直到-150m标高处，钻孔地表标高基本上为60m。该孔具体情况见上页插图（测区37线地质剖面图）。[!--empirenews.page--]
　　4结论
　　结合工区地质情况，通过开展频谱激电测深工作，在该断面下推断出一磁铁矿矿体，视电阻率小于150Ω.m，视充电率(ma)约为7%左右，水平方向分布在3400～3530号点之间，垂向上分布在标高-30～-140m之间（深度范围为地下90～200m），产状为55°左右。最后布设钻孔ZK05，结合钻孔资料验证了频谱激电工作成果，取得了很好的找矿效果，为在同类型铁矿找矿中增添了一种新的方法。
　　
　　参考文献：
　　［1］罗延钟.频率域激电法原理.北京：地质出版社，1988
　　［2］管志宁.地磁场与磁力勘探.北京：地质出版社，2005
　　［3］system2000.net操作手册加拿大凤凰地球物理有限公司