0 引言

激发极化法是电法勘探的一个重要分支，通过研究金属硫化物分布规律进行找矿和解决地质问题。目前在盲矿体的寻找以及指导钻孔布设发挥着重要作用（李士祥等，2011；周伟等，2012；蔡运胜等，2012；梁芳敏等，2013；雒凌飞，2015；焦彦杰等， 2015；周多等，2016；熊远鹏等，2016；候俊富等， 2017；张文雨和胡浩，2021）。九龙山矿区位于河北省昌黎县西部，东距昌黎花岗岩杂岩体仅 8 km，区域内岩浆活动频繁，以中生代岩浆侵入活动最为强烈。由于受到燕山期北东向造山运动的巨大影响，该区发育强烈的褶皱、断裂等构造活动和多期次的岩浆、热液活动，为形成铜银钼及多金属矿床提供了热液物质来源（王吉珺和卓肇琨，1989；崔丽男等，2019；张文雨和胡浩，2021），从而有形成矿产资源的巨大潜力。在以往的物探工作中，通过激发电中梯与化探工作的结合，初步判定了主要矿化富集地段，受限于当时实际情况并未开展相关工作了解矿化蚀变的垂向分带特征。为进一步了解深部岩体及接触带附近矿化情况，推测下伏矿体空间展布形态，开展激电测深工作。本文主要在以往激电中梯和化探查证成果的基础上，在已圈定的综合异常带布设剖面进行激电测深工作，结合激电测深剖面断面图和不同深度的Fs平面等值线图，确定矿体的空间分布范围，指导钻孔位置布设。

1 矿区地质特征

研究区位于中朝准地台（Ⅰ¹ ₂）燕山台褶带（Ⅱ² ₂） 山海关台拱（Ⅲ⁸ ₂）西端（崔丽男等，2019）。

研究区大部分被第四系覆盖，仅西北侧有太古宇单塔子群白庙子组小面积出露。通过遥感和磁异常推测出 3条较大断裂构造，北西向断裂 F1从东侧通过，北东向断裂 F2 从西侧通过，近东西向断裂 F3从南部通过，3条断裂呈三角形交汇（图1）。其中北东向为张性断层，其宽度0.5~2. 0 m，断层中碎裂岩原岩为二长花岗岩，条带状褐铁矿化普遍发育其中，局部可见孔雀石化。

研究区内岩浆岩主要为燕山期九龙山花岗闪长岩体，侵入到花岗片麻岩、斜长角闪片麻岩中。通过野外地质调查以及对岩石露头、钻孔岩心进行岩矿分析发现花岗闪长岩体普遍发育绢云母化、绿泥石化和绿帘石化，金属矿化主要发育在北东、北西两组断层及裂隙面中，主要有黄铁矿化、黄铜矿化、黝铜矿化、辉钼矿化，风化面可见孔雀石化、蓝铜矿化、褐铁矿化等。岩矿鉴定标本中也发现有自然金，并在钻孔深部岩心中发现黄铜矿化、辉钼矿化、钾化蚀变。本区围岩蚀变具有规律的水平和垂直分带现象，地表由北向南可见青磐岩化带、石英绢云母化带，垂向深部钻孔可见二长花岗岩中含有大量钾长石，推测为石英绢云母化向钾化的过渡带，是属于比较典型的斑岩铜矿蚀变组合及其分带 （杨日红等，2012）。根据已有的斑岩型矿床的成矿模式和前期勘查成果，推测深部可能有斑岩体侵入，而斑岩体顶部及四周存在有利的成矿部位。区内物、化探异常强度高，异常范围大、异常套合好，根据以往勘查报告和近期地表踏查结果，认为本区自南向北可分为 3 个成矿预测区，分别为预测区Ⅰ （0 线及以南区域）、预测区Ⅱ（4 线附近）、预测区Ⅲ （6线附近）。

2 地球物理特征

前期通过对普查区激电中梯扫面测量工作（图2），共圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四处视极化率异常，其中Ⅰ 号、Ⅲ号视极化率值最高，极值可达11. 0%。

Ⅰ号异常：长约 800 m，宽 100～200 m，走向约 20°，视极化率异常值最高达 11%；Ⅱ号异常：长约 240 m，宽约 80 m，走向约 30°，视极化率异常值最高达 6.5%。Ⅲ号异常：形状不规则，视极化率异常值最高达 11. 0%。Ⅳ号异常：长约 340 m，宽约 60 m，走向近南北，视极化率异常值最高达8.4%。

1—第四系；2—太古宇单塔子群白庙子组；3—花岗闪长岩；4—细晶闪长岩脉；5—地质界线；6—Ⅱ级构造单元分界线；7—Ⅲ级构造单元分界线；8—逆断层；9—正断层；10—推断断层；11—实测及推测矿化蚀变带；12—Ⅰ成矿预测区；13—Ⅱ成矿预测区；14—Ⅲ成矿预测区；15—激电测深点位及编号；16—激电测深检查点位置及编号；17—已施工钻孔及编号；18—省界；19—海岸线

Ⅱ₁—燕山台褶带；Ⅱ₂—华北断拗；Ⅲ⁷ ₂—马兰峪复式背斜；Ⅲ⁸ ₂—山海关台拗

本次研究物性参数以常见区域岩石电性统计值作为本次解译工作参考。岩（矿）石物性成果统计如表1。

从岩石物性统计结果看，斑状花岗闪长岩、石英斑岩的电阻率最高，大于2000 Ω·m，频散率（极化率）相对斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩相对较高，Fs 在 1.5% 左右；地质资料显示本区蚀变矿化岩石发育硅化、黄铜矿化、辉钼矿化，风化面可见蓝铜矿化、孔雀石化，由表可知就同一种岩性而言，黄铁矿化的较未矿化的频散率（极化率）相对较高，电阻率相对较低，结合以往勘探经验，金属硫化物会引起频散率（极化率）值升高，相应的电阻率也会相对较低；当斑状花岗闪长岩硅化程度较高、岩石较完整，两种效果叠加时，电阻率反映为高阻，因此总体特征表现出高极化高电阻异常特征。

后续对研究区常见岩石进行采样，采用泥团法对几种岩性进行了物性测定，电性测试结果统计如下（表2）。

由表2可知标本物性测定结果与区域搜集资料基本一致，其中斑状花岗闪长岩电阻率最高，电阻率值在 1865～2632 Ω·m，辉绿岩电阻率相对较低，电阻率值在390～752 Ω·m；其中黄铁矿化斑状花岗闪长岩频散率（极化率）值相对较高，达到 6.5% 左右。因此，本区不同岩性之间存在明显的物性差异，具有开展激电工作的地球物理前提。

3 地球化学特征

区内基岩出露地段取岩石化学样，没有基岩地段出露取土壤化学样。分析了 Cu、Mo、Pb、Zn 四种元素。Cu 元素含量较高，异常面积较大，主要圈定了原生晕异常Cu-1、次生晕异常Cu-2两个异常（图3），浓度分带达到 4 级，Mo、Pb、Zn 元素多为点状异常。

异常Cu-1：为原生晕异常，走向近北北东，异常平均宽约100 m，长1200 m，向南进入平原区并未封闭，异常最高含量为 1500×10^-6；异常 Cu-2：为次生晕异常，异常由数个条带状异常组成，断续延长300 m，走向北东，平均宽约 30 m，向南进入平原区并未封闭，异常最高含量为1200×10^-6。

根据地质和地球化学信息综合分析，Cu异常强度高、成矿信息最强，为本区主要成矿元素，并且发现视极化率Ⅰ号异常与Cu-1化探异常相吻合，表明可通过深部视极化率异常情况了解深部 Cu 金属矿分布和富集情况。

4 工作方法及成果解释

4.1 工作方法

根据前期地球物理、地球化学特征成果，发现视极化率异常与原生晕、次生晕异常套合较好，主要分为走向 20°和近南北向两组综合异常带，具有一定规模，且较规则。对比分析认为Ⅰ、Ⅱ号视极化率异常为一个异常带，长约1000 m，平均宽约100m，极化率异常值最高达 11%，与之套合的是 Cu-1 化探异常，Cu 异常最高含量为 1500×10^-6，浓度分带达到4级，规模较大，是矿化富集的主要地段。为进一步了解激电异常的垂向分布及变化情况，选择以往激电中梯成果中的视极化率异常Ⅰ、Ⅲ地段布置激电测深测量，为布置钻孔提供依据。本次投入生产使用的电法仪器为 SQ-5双频道轻便型数字激电仪，采集参数为供电电流 I、高频电压 Vh、低频电压 VL、视频散率 Fs、视电阻率 ρs。激电测深工作采用装置类型为对称四极装置，本次激电测深剖面测量采用以下测量参数：供电频率为 2 频点，fD = 3 14 Hz、fG = 4 Hz。最小供电电极距 AB/2=3 m，最大供电电极距 AB/2=700 m，测量极距 MN/2=（1/3～1/30）AB/2，本次工作分别取 MN/2=1 m、5 m、20 m、 50 m、100 m，测点距为 100 m，异常区加密到 50 m，完成物理点15个。电极距系列见表3。

4.2 激电测深剖面异常分析解释

本次研究主要是确定区内斑状花岗闪长岩的赋存状态及矿化特征，通过对实测资料的分析，利用不同地质体、不同地质单元、不同岩性间的电阻率、频散率（极化率）差异，结合地质资料推断实测剖面下的地质体特征及其分布情况。本次工作共完成 6 条激电测深测量剖面，视电阻率高值是斑状花岗闪长岩的反映，在斑状花岗闪长岩一定深度范围内激电异常特征呈高阻高频散率（极化率），结合地质资料和钻孔资料推测高阻异常范围可能是一定深度内的硅化蚀变带或细粒闪长岩脉的反映；高频散率（极化率）与多金属矿化有关，如黄铜矿化、黄铁矿化、辉钼矿化等，结合地质资料推测可能是硅化蚀变带或细粒闪长岩脉中金属硫化物较发育。

各等值线断面图异常特征基本类似，选择有代表性的 0 线叙述。从 0 线 ρs 等值线断面图上看（图4a），视电阻率值横向上在 100～400 m，纵向上 AB/2 在0~750 m范围内数值均大于1000 Ω·m，结合勘探线上 CK1、CK2 钻孔资料和物性资料推测是斑状花岗闪长岩引起。在水平200～300 m，纵向上AB/2为 15～120 m 范围内视电阻率出现椭圆形局部高阻，异常宽度约 100 m，垂向延伸约 100 m，视电阻率值大于 2300 Ω·m，结合 CK1钻孔资料可知在 51.25～65.98 m 深度范围内局部存在细粒闪长岩脉，推测高阻可能由细粒闪长岩脉引起，但在 ρs等值线断面图高阻异常范围较大，结合地质资料分析认为当斑状花岗闪长岩硅化程度较高，岩石较完整，两种效果叠加时，电阻率反映为高阻，综合分析推测高阻异常也可能由斑状花岗闪长岩内部硅化蚀变引起。在剖面左端0 m附近视电阻率值从上至下表现为相对低阻，视电阻率值在 800～1000 Ω·m 范围内，推测为岩性变化引起，结合地质资料推测为太古界单塔子群白庙子组。

从 Fs 等值线断面图上看（图4b），视频散率（视极化率）等值线同视电阻率变化趋势大体一致，视频散率（视极化率）值在水平方向 100～400 m Fs形成一个相对高频散异常，视频散率（视极化率）异常值一般大于 2. 0%。水平向在 200～300 m 之间，纵向AB/2为15～120 m范围内视频散率（视极化率）值一般都大于 3. 0%，最高异常中心 Fs 幅值可达 3.6%，区域内对应的视电阻率较高，激电特征呈高阻高频散（极化）异常，异常宽度（频散率＞3.2%）约 100 m，高频散率一般与多金属矿化有关，如黄铜、黄铁矿化、辉钼矿化等，结合地质资料推测可能是斑状花岗闪长岩硅化蚀变带中金属硫化物较发育，分析认为高阻高频散地段为成矿有利地段，极化体较发育。综合物探成果和地质资料分析认为在水平 200～300 m，纵向 AB/2 为 15～120 m 范围内是成矿的有利位置。

4.3 平面异常分析解释

对剖面数据进行综合分析处理，分别提取各剖面 AB/2 极距为 60 m、150 m、220 m 深度数值绘制了全区不同深度视电阻率、视频散率平面等值线成果图（图5），从平面角度对研究区电性特征异常进行进一步解译。

从 60 m、150 m、220 m 深度 ρs 平面等值线图上看，研究区视电阻率整体表现为近北东的高阻异常，视电阻率值大于 1000 Ω·m，结合地质资料推测高阻异常为燕山期九龙山斑状花岗闪长岩体。在 60 m深ρs等值线平面图上看高阻异常近北东40°呈大的扁豆状，在东北方向异常宽度逐渐减小，在 150 m深时，东北方向的高阻异常宽度逐渐增大，在 220 m时，几乎全部为高阻异常，结合地质资料综合分析推测 220 m 以下均为斑状花岗闪长岩。在 60 m、150 m深时视电阻率值相对220 m时局部出现高阻异常，推测斑状花岗闪长岩内部发育硅化。

a—60 m深视频散率等值线图；b—60 m深视电阻率等值线图；c—150 m深视频散率等值线图；d—150 m深视电阻率等值线图； e—220 m深视频散率等值线图；f—220 m深视电阻率等值线图

从 60 m、150 m、220 m 深度 Fs 平面等值线图上看，斑状花岗闪长岩对应的视频散率值相对太古宇单塔子群白庙子组表现为相对高频散异常，在60 m、 150 m 深时，研究区西南部视频散率（视极化率）值均大于2.5%，异常中心可达4.2%，高频散与多金属矿化有关，如黄铜矿化、黄铁矿化、辉钼矿化等，结合地质资料推测可能是斑状花岗闪长岩中金属硫化物较发育，激电特征整体呈高阻高频散异常，综合分析推测认为西南侧是成矿的有利位置。随着深度加深，220 m深时视频散率（视极化率）值在 2% 左右，推测深部矿化程度相对较低。

结合测深断面图成果和平面等值线成果图可知本区激电异常特征主要为高阻高极化异常，尤其在0线300 m处深度220 m以浅存在高阻高极化，后在此位置施工钻孔验证发现：高阻异常是斑状花岗闪长岩引起，其中发育多条铜银细矿脉，造成高极化异常。

5 结论

（1）通过不同深度视电阻率、视频散率（视极化率）平面等值线成果图得到激电异常的垂向分布及变化情况，推测出昌黎县九龙山多金属矿区成矿有利位置为高阻高频散率异常区。

（2）经生产实际表明，深部见矿较好区域与高极化异常区吻合良好。综合分析认为，激发极化法对寻找铜银钼多金属矿是行之有效的，为今后在该区域寻找多金属矿提供了技术参考，也为下一步推进该区域地质找矿工作有着积极的指导意义。

参考文献