①充电激发极化法在金属矿上的应用杨立功(桂林矿产地质研究院,广西桂林541004)摘要:充电激发极化法是矿山物探的一种主要方法,其兼有充电法与激发极化法的特点,可利用已有的工程,最大限度地了解地下三度空间地球物理场的分布情况,解决地质问题。概述了其理论基础和方法技术,并列举了该方法在多个金属矿上的应用实例。关键词:勘探地球物理学;矿山物探;充电激发极化法;面极化体;体极化体中图分类号:P631.324文献标识码:A文章编号:1001-5663(2003)01-0034-03多年来,应用充电法和激发极化法在寻找金属矿上均取得了良好的找矿效果,各自形成了一套完整的理论。充电激发极化法就是使用充电法的野外工作方式,分别在地表、坑道和钻井内观测激发极化法参数,结合二者对不同构造矿石具有不同反应的特点,研究其充电场(一次场)和极化率的变化规律,而达到追索和发现隐伏矿体的一种主动源电法勘探,是金属矿矿区物探的主要方法之一。由于该方法的激发场(一次场)电源直接作用于矿体(或附近),可获得强度较大的各电场信息,加之该方法测量方式多样,可获得已使用上述工作方法,可以确定浸染状矿体和致密块状矿体存在的空间范围、形态、产状、埋深和矿体的连接性,发现隐伏矿体的存在。2充电激发极化法的数理基础充电激发极化法的理论基础同电阻率法和激发极化法一致,在供电点外,其一次场电位U1符合稳定电流场的基本规律,满足拉普拉斯方程:2AU1=0其总场电位U,在导电介质电流密度j<1uA的激发极化场建立后,也符合稳定电流场的基本规律,满足拉普拉斯方程:2UA=0上述微分方程同时又满足以下三个边界条件,第一类边界条件(电位有限条件):观测点很远时(R→∞),U=0和U1=0,方法技术1充电激发极化法工作,主要为点源场工作系统。采用井中激电测量工作的命名方式,按供电点-测量点顺序,其测量可分为:地面—地面、地面—地下、地下—地面和地下—地下等四类工作方式;按其测量方式,又可将每一类分为梯度测量和电位测量。供电系统以点源场方式供电,按充电法要求布设电极,只有在特殊情况下,才能按一定的方式布极。测量系统一般采用梯度测量,原则上只有在大地噪音干扰小或需要利用近场源二极法解决问题的地观测点很近时(R→0),U1与U近似相等,IΘ1在地下深部,U≈4ΠR,IΘ111),在地下近地表,U≈4Π(R+R′IΘ1.在地表,U≈2ΠR第二类边界条件(观测点地表的电流密度法线分量为零):1aUjn=-=0Θ1an①收稿日期:2002-11-20作者简介:杨立功(1962-),男,河南镇平人,高级工程师,长期从事金属矿物探工作。第三类边界条件(导电介质界面条件)见下表:表1导电介质界面条件Table1Interfaceconditionofelectricconductingmedia总场边界条件一次场面极化体体极化体(1)(2)=kaUU(1)(2)=0U(1)U(1)(2)11-U11-U11-U1=0Θ1an图2幅频率Fs平面等值线图(1)(2)1aU11aU1(1)(2)1-Γ1aU1-Γ2aU(1)(2)1aU1aU2===Θ1anΘ2anΘ1anΘ2anΘ1anΘ2anFig.2ContourplanofamplitudefrequencyFsΑ-安山岩1-含矿构造带2-充电点的地面投影3-等值线及异常编号注:U的上角标代表导电介质(1)、(2)两侧电位;Θ1、Θ2为导电介质电阻率;Γ1、Γ2为导电介质极化率;R为点源至观测点的距离,R′为镜象源至观测点的距离,K为面极化系数;n为法线方向。碳质板岩。工作的目的是寻找富矿体的赋存部位。充电点位于坑道中的块状黄铜矿处,地表测量结果推测:矿带连续性较好,有三处富矿地段,长度分别为40m、30m和60m,但充电点处的矿体不具规模。经工程验证,¦号异常的富矿体长36m,充电点处的富矿规模仅为2×2.5×3(m3),验证与推测相符。图3、图4是西藏“三江”拉龙拉铅锌矿l|I矿带西段充电-地面高频电位差(△UG)和视幅频率(FS)的平面等值线图。该矿带受近EW向构造控制,矿体由致密块状方铅矿和闪锌矿构成,其上盘为碳酸盐岩,下盘为片岩。经地面工作后,得出了该矿带西段矿体长96m和在其上盘35m处的碳酸盐岩中存在一条隐伏矿体的结论。经工程验证l|I矿带矿体长104m,并在满足上述方程和边界条件的情况下,可通过物理模拟、数学解析和计算机数值模拟,获得地下半空间点源场作用下各处规则几何体的一次场和总场,为解释地下各类地质问题提供基础。对于体积化体(浸染状矿体)的一次场和总场,主要以导电介质中的电阻...