綜合物探方法在江西大面嶺鎢礦勘查中的應(yīng)用

胡鵬興，張延凱，魏 浩

(1.北京通拓工程科技有限責(zé)任公司，北京 100044；2.北京科技大學(xué)金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京 100083)

贛南是我國乃至于世界上石英脈型黑鎢礦最密集產(chǎn)出的地區(qū)之一，新一輪的找礦工作再度興起[1-2]，礦權(quán)集中在崇義-大余-上猶、贛縣-于都、龍南-全南-定南和會昌-安遠-尋烏四個鎢多金屬礦遠景區(qū)[3]。本次勘查區(qū)位于江西省安遠縣北端和于都縣南端兩縣交界處，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°20′30″～115°23′30″；北緯25°35′00″～25°38′00″，面積約27.87km2。

前期在礦區(qū)及外圍進行了小比例尺物探和地質(zhì)填圖，區(qū)內(nèi)有小規(guī)模民間開采活動，但在礦區(qū)內(nèi)尚未進行規(guī)律性總結(jié)：沒有對石英脈分布規(guī)律的研究，也沒有對礦區(qū)深部成礦性的評價，現(xiàn)有工程僅是對地表石英脈的初步揭露，若要進行中型山地工程，缺少依據(jù)與具體目標(biāo)。

在金屬礦勘探的發(fā)展過程中，地球物理的重要作用逐漸嶄露頭角，隨著地球物理認識的不斷深化，特別是地球物理勘探方法、儀器設(shè)備以及資料處理的長足進步，使得其勘探能力迅速提高[4]。本區(qū)域鎢礦類型主要為石英脈型，地表顯示眾多定向排列的細石英脈組成的脈群，其成礦特點類似于盤古山鎢礦的地表顯示，因此，可以借助高精度磁法和EH4手段對石英脈、巖體、少量硫化物進行探索，借助于鎢礦成礦模型，對深部成礦性進行判斷。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

勘查區(qū)位于贛中南褶隆之信豐—于都拗褶斷束中段，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動頻繁，震旦系構(gòu)成軸向南北的連續(xù)緊密褶皺基底，泥盆系不整合其上，以軸向北西的舒緩蓋層褶皺產(chǎn)出，至燕山早期，北東、北北東向斷裂活動達到高潮，導(dǎo)致花崗巖漿多旋廻的侵入活動?？辈閰^(qū)成礦條件優(yōu)越，為贛南多金屬成礦遠景區(qū)之一。

區(qū)內(nèi)地層較簡單(圖1)，主要為震旦系上統(tǒng)老堡組(Z2l)、泥盆系中統(tǒng)云山組(D2y)、上統(tǒng)中棚組(D3z)、三門灘組(D3sn)及少量第四系(Q4)。

巖漿巖主要出露于勘查區(qū)西部，主要為加里東中期馬嶺巖體，次為燕山早期第二階段之小巖株、巖脈。

青山背礦區(qū)勘查工作分成1152、上黃沙、大面嶺三個成礦區(qū)帶(圖1)展開，本次工作選擇大面嶺段作為重點工作區(qū)。大面嶺區(qū)有震旦系長英質(zhì)變粒巖、加里東花崗巖體、石英脈(云英巖脈)三種巖性體系，地勢較平緩，有較多的探槽和小坑道。本區(qū)云英巖脈發(fā)育，石英脈主要近東西向，南傾為主，少量為北傾，產(chǎn)狀多種。

圖1 青山背礦區(qū)地質(zhì)簡圖及工作區(qū)段劃分

2 高精度磁法測量

高精度磁法作為一種經(jīng)典物探手段，是通過觀測和分析巖礦石的磁性差異及磁場特征，來研究地質(zhì)構(gòu)造及其分布形態(tài)和尋找礦產(chǎn)的[5-7]，能夠可靠地反映控礦巖體的磁性變化，確定隱伏的控礦巖體和構(gòu)造的分布[8-9]，在地質(zhì)構(gòu)造和火成巖的研究、蓋層下的找礦以及提供找礦遠景靶區(qū)、建立地質(zhì)礦產(chǎn)的找礦模式方面發(fā)揮了較大作用[10-12]。

2.1 磁法測線布置

本次磁法剖面使用北京京核鑫隆科技中心生產(chǎn)的G856質(zhì)子磁力儀進行野外工作。工作前、后對儀器的性能進行了檢查、測試，儀器工作性能良好。全區(qū)設(shè)立1個日變站，1個基點。日變站和基點是在以往工作基礎(chǔ)上，用小十字剖面建于正常場內(nèi)，附近無磁性干擾物；磁場的水平梯度和垂直梯度變化較小，在半徑2m、高差0.5m范圍內(nèi)變化均不超過2nT，符合規(guī)范要求。

本次工作選取了0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20線共21條剖面實施高精度磁法(圖2)，布置的勘探線方位為350°，間距50m，在大面嶺區(qū)采用50×20網(wǎng)度。選擇花崗巖體、變粒巖、石英脈三種巖石為典型標(biāo)本，測點定位采用手持GPS結(jié)合羅盤、測繩進行。

圖2 大面嶺鎢礦磁法工程方案布置圖

2.2 磁異常解釋

在地面所測定的總量磁異常△T是地下不同埋深、不同種類磁源體的綜合反映[13],通過磁異常分析，可推斷出不同磁性率巖體的分布情況。此次工作日變站選在區(qū)內(nèi)比較開闊地方，日變校正值為46000nT，ΔT計算時取正常場T0=46090nT。將處理后的758個點位的ΔT值采用surfer軟件成圖[13]，各點位的異常下限值為起始線，并根據(jù)實際情況適當(dāng)取整上下浮動進行圈圖。數(shù)據(jù)處理采用克立格法，等值線含量間隔按其疏密程度調(diào)整，自動成圖。得到ΔT等值線圖(圖3)。

圖3 大面嶺ΔT磁異常等值線圖

2.2.1 大面嶺ΔT磁異常等值線平面異常特征

本次工作區(qū)約1km2。從異常等值線平面圖可以看出：

1) 該區(qū)域磁異常并不明顯，ΔT總體不高。

2) 2號異常長700m，寬200m，近南北走向，總體呈長條狀線性展布，該異常顯著特點是異常寬，且穩(wěn)定，總體異常值相對較高，異常沿走向面積逐漸減小，此異常區(qū)域包括3、1、0、2線。此異常反映了走向近南北方向的斷裂[13]。

3) 1號異常長300m,寬80m，走向近東西，反映了近東西向的構(gòu)造帶。

4) 3號異常位于礦區(qū)東北部，為14及16線北部所在區(qū)域，位于礦區(qū)邊界，其中右邊異常未封閉。

5) 4號異常位于礦區(qū)東南部，為14及16線南部所在區(qū)域，呈環(huán)狀展布，總體異常值較高，異常梯度較陡，推測由于復(fù)雜的構(gòu)造作用形成的與巖漿活動有關(guān)的斷裂帶或破碎帶。

6) 0線、1線中南部異常強度較高，異常梯度較陡。

將0、1、2、4、6線通過EXCEL統(tǒng)計軟件做出剖面總磁異常折線圖(圖4)，可以看出：0、1、2、4線剖面中部多為鋸齒狀跳躍的負磁異常，兩側(cè)為負磁背景場，6線剖面為鋸齒狀正異常。從剖面上可見，對應(yīng)礦體磁異常梯度變化較大。

2.2.2 磁異常的解釋

1) 該區(qū)磁性異?？傮w不高，可能與該區(qū)主要地質(zhì)體均為中酸性侵入體或其蝕變地質(zhì)體(云英巖化)有關(guān)[14]。

2) 根據(jù)異常曲線反演，異常體頂部埋藏深度為20～90m，需依據(jù)具體情況而定。

圖4 典型剖面線磁異常折線圖

3) 在3、1、0、2線下可能存在近南北向磁性地質(zhì)體。根據(jù)磁場強度等值線圖可看出異常區(qū)比較明顯，因為本區(qū)出露有加里東期花崗巖，根據(jù)早期硅化被后期云英巖化疊加的情況，推測存在隱伏的燕山期花崗巖，根據(jù)鎢礦“五層樓”的成礦模型[14-17]和磁法所測的磁異常推測異常區(qū)為燕山期花崗巖及含鎢的云英巖化帶所致。

4) 在異常梯度較大區(qū)域可能與斷裂作用或巖體接觸帶陡立產(chǎn)狀的地段有關(guān)，環(huán)形及放射狀異常帶往往是由于復(fù)雜的構(gòu)造作用形成的與巖漿活動有關(guān)的斷裂帶或破碎帶。

3 EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量

EH4電磁成像系統(tǒng)是一套將天然場源和人工場源相結(jié)合的電磁測深系統(tǒng)，以不同巖石在導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性上的差異作為測深的物性基礎(chǔ)，通過連續(xù)點陣上的測量得到地下二維剖面的視電阻率圖像[18]，以此推測地下斷裂，地層的展布狀態(tài)，勘探深度可從地表幾十米至地下1km[19-23]。

3.1 EH4測線布置

根據(jù)大面嶺礦區(qū)的具體地質(zhì)地形條件，在大面嶺礦區(qū)完成了6條測線(圖5)。各條測線基本平行分布，測線與礦體的走向基本垂直，測線之間距離如下：1、2號線間距50m；2、3號線間距100m；3、4號線間距100m，中間加密一條線34號線；4、5號線間距100m。6條測線共有測點114個，其中質(zhì)量檢查點5個。

圖5 EH4探測剖線布置圖

3.2 成果解釋

現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理、儀器自帶軟件處理后生成*.dat文件導(dǎo)入到surfer軟件中，利用軟件的繪圖功能得到EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量二維反演剖面圖(圖6、圖7、圖8)。圖中縱坐標(biāo)為高程，所標(biāo)注的數(shù)值為絕對海拔高度。

1) 海拔在300～600m之間電阻率相對較小，為2500Ω·m以下，其中地表電阻率大都在500Ω·m以下，表明是因為地表大氣降水和風(fēng)化表層強烈的破碎，影響導(dǎo)致電阻率變小，另外地表容易受到各種干擾導(dǎo)致電阻率出現(xiàn)異常。

2) 淺部電阻率變化梯度變化較小，可能是由于淺部巖層產(chǎn)狀較平緩。但深部電阻率變化梯度較大，說明深部可能存在巖體接觸帶，而且接觸帶的產(chǎn)狀較陡。由2、3、4、5、34號線異常等值線圖可以看出，在海拔300m以下，可能存在一個巖性變化帶(或巖體接觸帶)，其產(chǎn)狀向南傾。

圖6 EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量剖面圖

圖7 EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量剖面圖

圖8 EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量剖面圖

3) 從圖中還可以看出，6條剖面從海拔200m到地表以下200之間各線均存在一個高阻異常，而且異常沿測線方向延伸較遠，向下也有延伸的趨勢，異常中心有對應(yīng)關(guān)系，高阻異常中心分布在距測線起點100m到距測線起點300m處。這些高阻異常區(qū)可能對應(yīng)隱伏的燕山期花崗巖，這與磁異常分析的結(jié)果一致。

4) 在海拔500～600m接近地表處，6條剖面也均出現(xiàn)了一些斷續(xù)的高阻異常，可能是淺部石英脈或云英巖化帶所致。

5) 1、2線異常等值線圖大致形成鏡像關(guān)系，可能是巖體產(chǎn)狀發(fā)生變化所致，也說明1、2號線中部巖體產(chǎn)狀變化較劇烈，接觸帶構(gòu)造特征比較明顯，或蝕變強度變化較大，對成礦比較有利，其深部高阻異常廣泛也說明了這點。

6) 高阻區(qū)內(nèi)巖石蝕變程度要低，低阻范圍內(nèi)的巖石受構(gòu)造影響表現(xiàn)為更強烈的破碎和蝕變，且賦存裂隙水，電阻率最低的地方應(yīng)該是構(gòu)造破碎帶最發(fā)育的地方，有可能是大構(gòu)造通過的地方。圖8中5號測線的NW深部(右下部)存在一個高角度的相對較低的低阻帶，電阻率在2500Ω·m以下，是否在礦區(qū)內(nèi)存在斷裂構(gòu)造帶，值得注意。

4 結(jié)論與建議

1) 高精度磁測和EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量均表明，在大面嶺地區(qū)存在近東西向和近南北向的構(gòu)造帶，構(gòu)造的部分位置侵入燕山期花崗巖，隱伏巖體位于自地表300m以下位置。

2) 巖體上部存在總體走向東西向的蝕變破碎帶(礦化帶)，其傾向總體向南；花崗巖體接觸帶總體亦南傾，各接觸帶構(gòu)造產(chǎn)狀較陡。

3) EH4測深反映的中淺部高阻體(推測為石英脈或云英巖蝕變帶)和巖體接觸帶陡立產(chǎn)狀的地段，可能是鎢礦化富集的有利位置。

4) 在國內(nèi)外應(yīng)用高精度磁法及EH4找礦的案例很多[24-27]，前人也取得了一些成果，證明這兩種勘探方法是行之有效的，高精度磁法主要確定隱伏的控礦巖體和構(gòu)造的分布，EH4大地電磁測深清晰的反映地層和低阻體的展布狀態(tài)，結(jié)合地質(zhì)資料，綜合兩種地球物理方法能更準確地分析礦體的形態(tài)，增加推斷解釋異常的準確性，減少投資風(fēng)險，據(jù)本次高精度磁測和EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量成果，認為本礦區(qū)存在進一步開展詳查和地質(zhì)勘探的潛力。

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