矿山地质详查工作中高密度电法测量应用效果研究

宝宏岩

一、高密度电法勘探的优势

目前有色金属地质勘查找矿在普查阶段多利用大功率电法设备进行电阻率和极化率中间梯度测量进行成矿靶区的选定，该方法虽然工作效率高，但在矿山详查工作阶段应用存在局限性：成果资料精度不能满足详查要求、人工采集测量数据随机误差大、产状判定不准确等等弊端难以避免。

而高密度电法勘探是通过采用阵列勘探方法实施一次性测点布设，从而实现测深剖面电阻率数据的一体化自动采集获取高精度物探资料的物探方法。该方法极大程度地避免了手动测量的随机误差，提高了勘查成果的直观性和准确度，即使存在误差亦为系统性误差，容易进行后期的判别和校正，同时也减少了野外施工人员配备，并可在一定程度上降低勘查成本。高密度电法大多应用于岩土工程地质勘查，但用于找矿地质勘查工作的实例并不多见。

为了验证找矿勘查工作中应用高密度电法可行性，笔者尝试在地质情况相对简单的内蒙古兴安盟孟恩套力盖银铅锌矿区及其外围部分详查区开展了一系列找矿勘查实践。

二、实验矿区概况

孟恩套力盖银铅锌矿区位于大兴安岭中段南麓，有五十多年的探采历史，是国内知名的有色金属矿区之一，地质研究程度较高。矿区分属兴蒙地槽兴安小区，区内先后发现了孟恩套力盖大型银铅锌矿、毛呼都格小型银铅锌矿、孟恩套力盖外围牧场小型银铅锌矿等。矿区为低山丘陵地形，第四纪风成砂覆盖广泛，物探工作是圈定找矿工作靶区的首选手段。

矿区位于以岩基状出露的华力西期孟恩花岗杂岩体中，主要岩性为华力西期白云母斜长花岗岩和二云母花岗闪长岩。花岗岩中偶见二迭系下统大石寨组的砂岩捕掳体。捕掳体多呈灰色，主要成份为石英、长石和辉石等。

矿区内断裂构造比较发育。其中近东西向构造和北东向构造是区内的主要容矿构造。近东西向矿体呈复脉状平行产出，产状均为南倾，倾角35°～80°；北东向矿体雁列状平行产出，均为南东倾，倾角22°～65°。成矿期后断裂构造以北东向和北西向为主，断距数米至数十米，多被脉岩填充，对矿体连续性造成一定程度的破坏。

区内矿体皆为中低温热液裂隙充填成因，工业矿物以闪锌矿、方铅矿、自然银、深红银矿、黑硫银锡矿为主，共生矿物有可供综合利用的黄铜矿、黝锡矿、锡石以及黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等。区内矿体有明显的分带规律：向东部、浅部银铅含量增高，锌、铟含量降低，向西部、深部银、铅含量降低，锌铟含量增高。

经初步分析，矿区不存在除矿体以外的其他极化体的干扰，地质条件对高密度电法勘查工作的开展较为有利。

三、高密度电法装置选择和野外实测程序

本次勘查使用的设备是重庆地质仪器厂生产的DZD-6高密度电法测量系统，该设备可以实现电阻率和极化率数据的自动采集，其主要技术指标如下：

发射机部分：

设备最大供电电压900V，最大供电电流5A；

供电脉冲宽度1～59秒，占空比为1：1。

接收机部分：

测量电压范围±6000mV，测量分辨率0.01mV；

测量电流分辨率0.01mA，输入阻抗≥30MΩ；

对50Hz工频压制80dB。

2、装置选择

为了增加测量结果的可靠性，并使测量数据易于解译，采用α装置，即AM=MN=NB=a的温纳装置。电极点距10米，递增系数1。

3、野外实测程序设计

（1）野外岩矿电性参数实测和矿体电法特征总结

（2）高密度电法找矿勘查实测和数据处理成图

（3）圈定矿致异常并进行工程验证

四、电法勘查工作成果

1、岩矿电性参数测定成果

在勘查区及其外围6处无矿化地段、4处地表矿化地段及5处已知矿体上进行了岩矿电性参数的采集，测量数据成果见下表。

孟恩矿区高密度电法勘探数据统计表

岩矿类别 实验地点 电阻率特性 极化率 备注

测值范围% 平均值%

围岩电性实测 牛窝铺矿点北 -3.08-1.59 0.89 552个测点

义罗花矿点北 -3.18-1.75 1.24 255个测点

查干矿区东 0.33-1.52 1.11 294个测点

查干矿区南 0.42-1.65 1.17 294个测点

牛窝铺矿点西 -1.62-1.88 1.08 552个测点

孟恩矿南林场 0.28-2.10 1.47 194个测点

已知矿体实测 11号矿体1线 低于围岩 1.60-3.44 2.52 闪锌矿为主

11号矿体2线 低于围岩 1.50-2.90 2.20 闪锌矿为主

11号矿体3线 低于围岩 2.20-11.40 6.80 闪锌矿为主含方铅矿较高

11号矿体4线 低于围岩 1.80-43.20 22.50 闪锌矿为主含方铅矿较高

11号矿体5线 高于围岩 1.70-2.77 2.27 浸染状矿体

已知矿化带实测 义罗花 高于围岩 1.60-1.80 1.70 槽探揭露

牛窝铺北 低于围岩 1.40-2.00 1.70 槽探揭露

黄土坑 低于围岩 1.70-2.20 1.95 槽探揭露

查干矿区 与围岩相同 1.80-2.40 2.20 构造解译实验点

（注：以上数值仅供高密度电法设备作为参考）

由于岩石风化程度、裂隙发育及含水程度差异等导致电阻率野外实测数据变化范围大，故选择以极化率测量成果为主电阻率数据为辅进行定性分析。据上表，只凭极化率测量数值上看，实验矿区围岩极化率在2.00%以下，矿化带极化率在1.40%-2.20%之间，矿体的极化率在1.60%以上甚至高达20%。三者之间虽然没有明显数值分界，但满足以下条件的异常可确认为是矿体引起：（1）异常形态清晰，产状符合地质成矿规律（2）异常平均值在2.5%以上或异常衬度达1.3以上。

2、找矿勘查工作实践

勘查工作选择在孟恩矿区外围牧场矿详查区进行。该区以前曾经开展过大功率中间梯度测量和钻探施工，均未见矿。为避免矿区游散电流的干扰，利用夜间井下停产期间在详查区西部布署一条测线（取名西勘探线）并进行测量。数据整理成图后，在剖面5-185米处出现一条近东西向南倾的异常体（见下图）。

极化率分析：如以2.0%做为异常值下限，则异常体共由71个测点组成，最高异常值达30.35%，平均值达3.07%，异常背景平均值1.37%，异常衬度2.24。如果除去两个特高值，其余69个测点的平均值也可达到2.24%，是背景平均值的1.63倍；

电阻率分析：在剖面地表0米测点附近至180米深处60米测点为一高、低阻转换带，该转换带亦显南倾趋势，与极化率异常的底线相一致。

据测量数据和图件成果显示，该异常体走向近东西，南倾，推测倾角65°±，符合矿区成矿规律。故推断在西勘探线可能存在有开采价值的工业矿体，矿体在150米深处被一北倾含水闪长玢岩破碎带错断。建议矿山进行工程验证，并提醒坑探施工时注意坑道涌水。

一年后，经矿山坑道工程验证，确为该电法异常为铅锌矿体引起，为矿山增加银铅锌矿石资源量10余万吨。

2012年笔者又在孟恩矿区外围的格木屯详查区进行了常规大功率激电中间梯度测量和高密度电法剖面测量找矿效果对比，结果用大功率激电中间梯度测量成果指导的四个钻孔均未见矿。用高密度电法剖面测量成果指导了三个钻孔，一孔见工业品位锌矿体，另外两孔均见银铅矿化。

五、结束语

在孟恩矿区的找矿勘查实践成果说明，高密度电法勘探方法在矿体甄别、矿体追索、地质构造解译、指导钻探坑探施工等方面有着常规电法无可比拟的优势，在矿山地质找矿详查工作中有着极为广阔的应用前景。endprint

一、高密度电法勘探的优势

目前有色金属地质勘查找矿在普查阶段多利用大功率电法设备进行电阻率和极化率中间梯度测量进行成矿靶区的选定，该方法虽然工作效率高，但在矿山详查工作阶段应用存在局限性：成果资料精度不能满足详查要求、人工采集测量数据随机误差大、产状判定不准确等等弊端难以避免。

而高密度电法勘探是通过采用阵列勘探方法实施一次性测点布设，从而实现测深剖面电阻率数据的一体化自动采集获取高精度物探资料的物探方法。该方法极大程度地避免了手动测量的随机误差，提高了勘查成果的直观性和准确度，即使存在误差亦为系统性误差，容易进行后期的判别和校正，同时也减少了野外施工人员配备，并可在一定程度上降低勘查成本。高密度电法大多应用于岩土工程地质勘查，但用于找矿地质勘查工作的实例并不多见。

为了验证找矿勘查工作中应用高密度电法可行性，笔者尝试在地质情况相对简单的内蒙古兴安盟孟恩套力盖银铅锌矿区及其外围部分详查区开展了一系列找矿勘查实践。

二、实验矿区概况

孟恩套力盖银铅锌矿区位于大兴安岭中段南麓，有五十多年的探采历史，是国内知名的有色金属矿区之一，地质研究程度较高。矿区分属兴蒙地槽兴安小区，区内先后发现了孟恩套力盖大型银铅锌矿、毛呼都格小型银铅锌矿、孟恩套力盖外围牧场小型银铅锌矿等。矿区为低山丘陵地形，第四纪风成砂覆盖广泛，物探工作是圈定找矿工作靶区的首选手段。

矿区位于以岩基状出露的华力西期孟恩花岗杂岩体中，主要岩性为华力西期白云母斜长花岗岩和二云母花岗闪长岩。花岗岩中偶见二迭系下统大石寨组的砂岩捕掳体。捕掳体多呈灰色，主要成份为石英、长石和辉石等。

矿区内断裂构造比较发育。其中近东西向构造和北东向构造是区内的主要容矿构造。近东西向矿体呈复脉状平行产出，产状均为南倾，倾角35°～80°；北东向矿体雁列状平行产出，均为南东倾，倾角22°～65°。成矿期后断裂构造以北东向和北西向为主，断距数米至数十米，多被脉岩填充，对矿体连续性造成一定程度的破坏。

区内矿体皆为中低温热液裂隙充填成因，工业矿物以闪锌矿、方铅矿、自然银、深红银矿、黑硫银锡矿为主，共生矿物有可供综合利用的黄铜矿、黝锡矿、锡石以及黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等。区内矿体有明显的分带规律：向东部、浅部银铅含量增高，锌、铟含量降低，向西部、深部银、铅含量降低，锌铟含量增高。

经初步分析，矿区不存在除矿体以外的其他极化体的干扰，地质条件对高密度电法勘查工作的开展较为有利。

三、高密度电法装置选择和野外实测程序

本次勘查使用的设备是重庆地质仪器厂生产的DZD-6高密度电法测量系统，该设备可以实现电阻率和极化率数据的自动采集，其主要技术指标如下：

发射机部分：

设备最大供电电压900V，最大供电电流5A；

供电脉冲宽度1～59秒，占空比为1：1。

接收机部分：

测量电压范围±6000mV，测量分辨率0.01mV；

测量电流分辨率0.01mA，输入阻抗≥30MΩ；

对50Hz工频压制80dB。

2、装置选择

为了增加测量结果的可靠性，并使测量数据易于解译，采用α装置，即AM=MN=NB=a的温纳装置。电极点距10米，递增系数1。

3、野外实测程序设计

（1）野外岩矿电性参数实测和矿体电法特征总结

（2）高密度电法找矿勘查实测和数据处理成图

（3）圈定矿致异常并进行工程验证

四、电法勘查工作成果

1、岩矿电性参数测定成果

在勘查区及其外围6处无矿化地段、4处地表矿化地段及5处已知矿体上进行了岩矿电性参数的采集，测量数据成果见下表。

孟恩矿区高密度电法勘探数据统计表

岩矿类别 实验地点 电阻率特性 极化率 备注

测值范围% 平均值%

围岩电性实测 牛窝铺矿点北 -3.08-1.59 0.89 552个测点

义罗花矿点北 -3.18-1.75 1.24 255个测点

查干矿区东 0.33-1.52 1.11 294个测点

查干矿区南 0.42-1.65 1.17 294个测点

牛窝铺矿点西 -1.62-1.88 1.08 552个测点

孟恩矿南林场 0.28-2.10 1.47 194个测点

已知矿体实测 11号矿体1线 低于围岩 1.60-3.44 2.52 闪锌矿为主

11号矿体2线 低于围岩 1.50-2.90 2.20 闪锌矿为主

11号矿体3线 低于围岩 2.20-11.40 6.80 闪锌矿为主含方铅矿较高

11号矿体4线 低于围岩 1.80-43.20 22.50 闪锌矿为主含方铅矿较高

11号矿体5线 高于围岩 1.70-2.77 2.27 浸染状矿体

已知矿化带实测 义罗花 高于围岩 1.60-1.80 1.70 槽探揭露

牛窝铺北 低于围岩 1.40-2.00 1.70 槽探揭露

黄土坑 低于围岩 1.70-2.20 1.95 槽探揭露

查干矿区 与围岩相同 1.80-2.40 2.20 构造解译实验点

（注：以上数值仅供高密度电法设备作为参考）

由于岩石风化程度、裂隙发育及含水程度差异等导致电阻率野外实测数据变化范围大，故选择以极化率测量成果为主电阻率数据为辅进行定性分析。据上表，只凭极化率测量数值上看，实验矿区围岩极化率在2.00%以下，矿化带极化率在1.40%-2.20%之间，矿体的极化率在1.60%以上甚至高达20%。三者之间虽然没有明显数值分界，但满足以下条件的异常可确认为是矿体引起：（1）异常形态清晰，产状符合地质成矿规律（2）异常平均值在2.5%以上或异常衬度达1.3以上。

2、找矿勘查工作实践

勘查工作选择在孟恩矿区外围牧场矿详查区进行。该区以前曾经开展过大功率中间梯度测量和钻探施工，均未见矿。为避免矿区游散电流的干扰，利用夜间井下停产期间在详查区西部布署一条测线（取名西勘探线）并进行测量。数据整理成图后，在剖面5-185米处出现一条近东西向南倾的异常体（见下图）。

极化率分析：如以2.0%做为异常值下限，则异常体共由71个测点组成，最高异常值达30.35%，平均值达3.07%，异常背景平均值1.37%，异常衬度2.24。如果除去两个特高值，其余69个测点的平均值也可达到2.24%，是背景平均值的1.63倍；

电阻率分析：在剖面地表0米测点附近至180米深处60米测点为一高、低阻转换带，该转换带亦显南倾趋势，与极化率异常的底线相一致。

据测量数据和图件成果显示，该异常体走向近东西，南倾，推测倾角65°±，符合矿区成矿规律。故推断在西勘探线可能存在有开采价值的工业矿体，矿体在150米深处被一北倾含水闪长玢岩破碎带错断。建议矿山进行工程验证，并提醒坑探施工时注意坑道涌水。

一年后，经矿山坑道工程验证，确为该电法异常为铅锌矿体引起，为矿山增加银铅锌矿石资源量10余万吨。

2012年笔者又在孟恩矿区外围的格木屯详查区进行了常规大功率激电中间梯度测量和高密度电法剖面测量找矿效果对比，结果用大功率激电中间梯度测量成果指导的四个钻孔均未见矿。用高密度电法剖面测量成果指导了三个钻孔，一孔见工业品位锌矿体，另外两孔均见银铅矿化。

五、结束语

在孟恩矿区的找矿勘查实践成果说明，高密度电法勘探方法在矿体甄别、矿体追索、地质构造解译、指导钻探坑探施工等方面有着常规电法无可比拟的优势，在矿山地质找矿详查工作中有着极为广阔的应用前景。endprint

一、高密度电法勘探的优势

目前有色金属地质勘查找矿在普查阶段多利用大功率电法设备进行电阻率和极化率中间梯度测量进行成矿靶区的选定，该方法虽然工作效率高，但在矿山详查工作阶段应用存在局限性：成果资料精度不能满足详查要求、人工采集测量数据随机误差大、产状判定不准确等等弊端难以避免。

而高密度电法勘探是通过采用阵列勘探方法实施一次性测点布设，从而实现测深剖面电阻率数据的一体化自动采集获取高精度物探资料的物探方法。该方法极大程度地避免了手动测量的随机误差，提高了勘查成果的直观性和准确度，即使存在误差亦为系统性误差，容易进行后期的判别和校正，同时也减少了野外施工人员配备，并可在一定程度上降低勘查成本。高密度电法大多应用于岩土工程地质勘查，但用于找矿地质勘查工作的实例并不多见。

为了验证找矿勘查工作中应用高密度电法可行性，笔者尝试在地质情况相对简单的内蒙古兴安盟孟恩套力盖银铅锌矿区及其外围部分详查区开展了一系列找矿勘查实践。

二、实验矿区概况

孟恩套力盖银铅锌矿区位于大兴安岭中段南麓，有五十多年的探采历史，是国内知名的有色金属矿区之一，地质研究程度较高。矿区分属兴蒙地槽兴安小区，区内先后发现了孟恩套力盖大型银铅锌矿、毛呼都格小型银铅锌矿、孟恩套力盖外围牧场小型银铅锌矿等。矿区为低山丘陵地形，第四纪风成砂覆盖广泛，物探工作是圈定找矿工作靶区的首选手段。

矿区位于以岩基状出露的华力西期孟恩花岗杂岩体中，主要岩性为华力西期白云母斜长花岗岩和二云母花岗闪长岩。花岗岩中偶见二迭系下统大石寨组的砂岩捕掳体。捕掳体多呈灰色，主要成份为石英、长石和辉石等。

矿区内断裂构造比较发育。其中近东西向构造和北东向构造是区内的主要容矿构造。近东西向矿体呈复脉状平行产出，产状均为南倾，倾角35°～80°；北东向矿体雁列状平行产出，均为南东倾，倾角22°～65°。成矿期后断裂构造以北东向和北西向为主，断距数米至数十米，多被脉岩填充，对矿体连续性造成一定程度的破坏。

区内矿体皆为中低温热液裂隙充填成因，工业矿物以闪锌矿、方铅矿、自然银、深红银矿、黑硫银锡矿为主，共生矿物有可供综合利用的黄铜矿、黝锡矿、锡石以及黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等。区内矿体有明显的分带规律：向东部、浅部银铅含量增高，锌、铟含量降低，向西部、深部银、铅含量降低，锌铟含量增高。

经初步分析，矿区不存在除矿体以外的其他极化体的干扰，地质条件对高密度电法勘查工作的开展较为有利。

三、高密度电法装置选择和野外实测程序

本次勘查使用的设备是重庆地质仪器厂生产的DZD-6高密度电法测量系统，该设备可以实现电阻率和极化率数据的自动采集，其主要技术指标如下：

发射机部分：

设备最大供电电压900V，最大供电电流5A；

供电脉冲宽度1～59秒，占空比为1：1。

接收机部分：

测量电压范围±6000mV，测量分辨率0.01mV；

测量电流分辨率0.01mA，输入阻抗≥30MΩ；

对50Hz工频压制80dB。

2、装置选择

为了增加测量结果的可靠性，并使测量数据易于解译，采用α装置，即AM=MN=NB=a的温纳装置。电极点距10米，递增系数1。

3、野外实测程序设计

（1）野外岩矿电性参数实测和矿体电法特征总结

（2）高密度电法找矿勘查实测和数据处理成图

（3）圈定矿致异常并进行工程验证

四、电法勘查工作成果

1、岩矿电性参数测定成果

在勘查区及其外围6处无矿化地段、4处地表矿化地段及5处已知矿体上进行了岩矿电性参数的采集，测量数据成果见下表。

孟恩矿区高密度电法勘探数据统计表

岩矿类别 实验地点 电阻率特性 极化率 备注

测值范围% 平均值%

围岩电性实测 牛窝铺矿点北 -3.08-1.59 0.89 552个测点

义罗花矿点北 -3.18-1.75 1.24 255个测点

查干矿区东 0.33-1.52 1.11 294个测点

查干矿区南 0.42-1.65 1.17 294个测点

牛窝铺矿点西 -1.62-1.88 1.08 552个测点

孟恩矿南林场 0.28-2.10 1.47 194个测点

已知矿体实测 11号矿体1线 低于围岩 1.60-3.44 2.52 闪锌矿为主

11号矿体2线 低于围岩 1.50-2.90 2.20 闪锌矿为主

11号矿体3线 低于围岩 2.20-11.40 6.80 闪锌矿为主含方铅矿较高

11号矿体4线 低于围岩 1.80-43.20 22.50 闪锌矿为主含方铅矿较高

11号矿体5线 高于围岩 1.70-2.77 2.27 浸染状矿体

已知矿化带实测 义罗花 高于围岩 1.60-1.80 1.70 槽探揭露

牛窝铺北 低于围岩 1.40-2.00 1.70 槽探揭露

黄土坑 低于围岩 1.70-2.20 1.95 槽探揭露

查干矿区 与围岩相同 1.80-2.40 2.20 构造解译实验点

（注：以上数值仅供高密度电法设备作为参考）

由于岩石风化程度、裂隙发育及含水程度差异等导致电阻率野外实测数据变化范围大，故选择以极化率测量成果为主电阻率数据为辅进行定性分析。据上表，只凭极化率测量数值上看，实验矿区围岩极化率在2.00%以下，矿化带极化率在1.40%-2.20%之间，矿体的极化率在1.60%以上甚至高达20%。三者之间虽然没有明显数值分界，但满足以下条件的异常可确认为是矿体引起：（1）异常形态清晰，产状符合地质成矿规律（2）异常平均值在2.5%以上或异常衬度达1.3以上。

2、找矿勘查工作实践

勘查工作选择在孟恩矿区外围牧场矿详查区进行。该区以前曾经开展过大功率中间梯度测量和钻探施工，均未见矿。为避免矿区游散电流的干扰，利用夜间井下停产期间在详查区西部布署一条测线（取名西勘探线）并进行测量。数据整理成图后，在剖面5-185米处出现一条近东西向南倾的异常体（见下图）。

极化率分析：如以2.0%做为异常值下限，则异常体共由71个测点组成，最高异常值达30.35%，平均值达3.07%，异常背景平均值1.37%，异常衬度2.24。如果除去两个特高值，其余69个测点的平均值也可达到2.24%，是背景平均值的1.63倍；

电阻率分析：在剖面地表0米测点附近至180米深处60米测点为一高、低阻转换带，该转换带亦显南倾趋势，与极化率异常的底线相一致。

据测量数据和图件成果显示，该异常体走向近东西，南倾，推测倾角65°±，符合矿区成矿规律。故推断在西勘探线可能存在有开采价值的工业矿体，矿体在150米深处被一北倾含水闪长玢岩破碎带错断。建议矿山进行工程验证，并提醒坑探施工时注意坑道涌水。

一年后，经矿山坑道工程验证，确为该电法异常为铅锌矿体引起，为矿山增加银铅锌矿石资源量10余万吨。

2012年笔者又在孟恩矿区外围的格木屯详查区进行了常规大功率激电中间梯度测量和高密度电法剖面测量找矿效果对比，结果用大功率激电中间梯度测量成果指导的四个钻孔均未见矿。用高密度电法剖面测量成果指导了三个钻孔，一孔见工业品位锌矿体，另外两孔均见银铅矿化。

五、结束语

在孟恩矿区的找矿勘查实践成果说明，高密度电法勘探方法在矿体甄别、矿体追索、地质构造解译、指导钻探坑探施工等方面有着常规电法无可比拟的优势，在矿山地质找矿详查工作中有着极为广阔的应用前景。endprint