綜合物化探方法在吉林某中型鉬礦勘查中的應(yīng)用

張百超，程 雙，郭 燁，王 榭，李明園，田 蛟，那云龍，李光鐵，張 弘吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所， 吉林 長春 130012

礦區(qū)位于天山—興安地槽褶皺區(qū)，吉黑褶皺系，吉林優(yōu)地槽褶皺帶，吉林向斜的東部；吉黑成礦帶中南部，吉林—延邊銅、鉬成礦帶西端。

區(qū)內(nèi)地層零星分布于蛟河盆地東側(cè)或邊緣，分布面積不大。由老到新為：二疊系、侏羅系、白堊系、第三系、第四系等。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，以華力西晚期和燕山早期侵入活動為主，并伴有不同期次的脈巖侵入。區(qū)內(nèi)鉬礦基本賦存于華力西晚期花崗閃長巖體中，少量賦存于脈巖（石英脈或閃長玢巖脈）之中 ，特別是該區(qū)鉬礦成礦作用與燕山早期的深部侵入體（似斑狀花崗閃長巖）關(guān)系較密切。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層及侵入巖

區(qū)內(nèi)出露地層甚少，僅見第四紀河流沖積、洪積物，但與鉬礦床關(guān)系不大。而區(qū)內(nèi)侵入巖則與鉬礦床關(guān)系較密切，所見侵入巖主要有華力西晚期輝長巖類 、黑云母斜長花崗巖 、花崗閃長巖、燕山早期似斑狀花崗閃長巖、細粒石英閃長巖，少量的石英脈、花崗細晶巖、偉晶巖、閃長玢巖等。

燕山早期似斑狀花崗閃長巖為近礦圍巖，同時也是礦床主要成礦母巖。分布于礦區(qū)中心部位，呈小巖株狀產(chǎn)出，在平面上近于圓狀展布。巖石中具高嶺土化、綠簾石化、綠泥石化、鉀長石化、硅化、絹云母，局部可見黃銅礦化、浸染狀的輝鉬礦化等。

脈巖主要有石英脈、偉晶巖、花崗斑巖、花崗細晶巖、輝石閃長玢巖等。其中石英脈與鉬礦關(guān)系密切。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育。即有褶皺構(gòu)造，也有斷裂構(gòu)造，并以斷裂構(gòu)造為主。

1.2.1 成礦前構(gòu)造

二道河子斷裂構(gòu)造：出露于青背－白石山－黃松甸－大道溝一帶，分布于礦區(qū)的北西，走向北東，傾向北西，傾角50°～75o，具有明顯壓扭性構(gòu)造特征，受其影響巖石多發(fā)生了片理化，同時控制著礦區(qū)內(nèi)侵入巖及脈巖的發(fā)生發(fā)展，是礦區(qū)內(nèi)主要導巖、控礦構(gòu)造。

1.2.2 成礦期構(gòu)造

含礦似斑狀花崗閃長巖沿構(gòu)造上侵就位，因受區(qū)域構(gòu)造活動影響，使該侵入體內(nèi)發(fā)生破裂，形成了一些小型斷裂構(gòu)造及網(wǎng)脈狀裂隙。為礦液中有用組分析出提供了必要空間，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育北東及近東西向斷裂構(gòu)造，其構(gòu)造規(guī)模不大，多被含鉬石英脈充填。

（1）北東向斷裂構(gòu)造分布于礦區(qū)的中部，傾向南東，傾角73°，控制長度50m左右，寬度＜5m，具有壓扭性斷裂構(gòu)造特征。

（2）近東西向斷裂構(gòu)造，分布區(qū)內(nèi)的中心，傾向190°，傾角50°，控制的長度近150m，寬度2～5m，寬度變化較大。另外區(qū)內(nèi)發(fā)育有網(wǎng)脈裂隙帶、節(jié)理、劈理等構(gòu)造。

礦床品位變化規(guī)律顯示：高品位地段多分布于近東西向斷裂構(gòu)造發(fā)育部位，說明其構(gòu)造與鉬礦化密切相關(guān)是區(qū)內(nèi)主要容礦構(gòu)造。

2.2.3 成礦期后構(gòu)造

雖然對礦體也有一定的破壞作用，對礦體形態(tài)影響甚微。

1.3 圍巖蝕變與礦化特征

1.3.1 圍巖蝕變及分帶

圍巖蝕變有黝簾石化、高嶺土化、綠泥石化、絹云母化、云英巖化、綠簾石化、硅化、鉀長石化，黃鐵礦化、孔雀石化、鉬華、褐鐵礦化等。并見黃銅礦化、輝鉬礦化（輝鉬礦多呈浸染狀，偶見斷續(xù)的細脈狀）等。

似斑狀花崗閃長巖為含礦圍巖，即是成礦母巖也是容礦巖石。區(qū)內(nèi)礦化蝕變較發(fā)育，呈現(xiàn)出全巖蝕變特征，在平面上近于圓形展布，在剖面呈厚板，具面型分帶現(xiàn)象，在平面上由中心向外逐漸減弱。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較為發(fā)育，具有明顯的分帶現(xiàn)象，由內(nèi)向外主要為鉀化帶和泥化帶。

（1）強鉀化帶：位于斑巖體中部，主要分布于24-51線之間，具強鉀化，強鉀化主要在20-11線之間（即位于弱鉀化帶東部）呈橢圓狀東西向展布，長軸長750m，短軸為400m，厚度大于500m，主要由鉀長石化、硅化、高嶺土化、黃鐵礦化、黃銅礦化和輝鉬礦化，地表僅在硅石礦采石場可見，一般未出露地表，在平面上由內(nèi)向外逐漸漸弱，過渡到弱鉀化帶，在剖面上由地表向深部鉀化、高嶺土化位于平穩(wěn)、強度變化不大逐漸減弱。

礦體主要賦存于此帶之中（780～500m標高，Mo品位0.03%～2.447%），與蝕變強度呈正相關(guān)系。該帶與弱鉀化帶呈漸變過度關(guān)系。

弱鉀化帶：主要分布于強鉀化帶外側(cè)，平面上近于圓型展布，直徑為1 500m，在剖面厚100～300m，主要有鉀化、弱高嶺土化、黃鐵礦化及輝鉬礦化所組成。該帶與泥化帶呈漸變關(guān)系。

（2）泥化帶：該帶主要環(huán)繞鉀化帶分布，在平面上呈北西南東方向環(huán)帶狀展布，帶寬400～1 400m，主要綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化及碳酸鹽化所組成。局部偶見褐鐵礦化。向外逐漸過渡為正?；◢忛W長巖。

1.4 礦化富集及礦體特征

1.4.1 礦化富集規(guī)律

鉬礦化賦存于燕山早期似斑狀花崗閃長巖中，礦化蝕變分帶明顯，分布不均，礦體主要富集于鉀化帶內(nèi)。礦體形態(tài)呈條帶狀、透鏡狀，礦體中心厚度較大，一般浸染型鉬礦化大于網(wǎng)脈型鉬礦化，礦體下部比上部礦化強，礦體的中心比外圍明顯。

1.4.2 礦體特征

無頂斗笠形狀的礦體展布受蝕變帶所控制。在平面上呈不規(guī)則多邊形，在剖面上呈不規(guī)則多邊形和條帶狀，傾向南、北和北東三個方向，以南傾為主，傾角5°～23°。長100～985m，寬67～780m，厚2～16m，平均厚5.67m，礦體賦存標高為333.97～824.28m，主要賦存于500m標高以上。

目前已發(fā)現(xiàn)礦體51條，其中工業(yè)礦體23條，資源儲量為9 833 t，占全區(qū)資源儲量82.05%（金屬量），礦床平均品位：0.073%。

2 礦區(qū)物化探異常特征

2.1 地球化學異常特征

區(qū)內(nèi)鉬元素背景值為2.02×10-6，以2.8×10-6圈出6處鉬異常區(qū)，其面積都不大(圖1)。但濃集中心明顯，一般異常的豐值高于地殼克拉克值（維氏值）近10倍，最高豐值可達100倍，而且與W、Bi、Cu等元素相套合，圈出6處Mo元素異常區(qū)。

2.2 礦區(qū)地球物理特征

2.2.1 礦區(qū)地層地球物理特征

區(qū)內(nèi)沉積地層宏觀上為面積性較平穩(wěn)的負磁場；當有后期中酸性脈巖存在時，可引起一定規(guī)模的尖峰狀或鋸齒狀正值磁力異常。

依據(jù)電參數(shù)特征，區(qū)內(nèi)沉積地層僅引起面積性低阻低極化激電場。當有含鉬石英脈等后期脈巖存在時，可引起局部低阻中極化激電異常。

2.2.2 礦區(qū)侵入巖地球物理特征

按磁性特征，礦區(qū)中心分布的華力西晚期的似斑狀花崗閃長巖表現(xiàn)為面積性較平穩(wěn)的負磁場；而其周邊分布的花崗閃長巖則引起面積性較平靜的正值磁場；二者相互襯托，環(huán)形宏觀低值重磁場特征明顯。當后期攜帶成礦元素貫入中酸性脈巖侵入體裂隙時，則分別引起高磁、低—中阻、中（高）極化突變異常場。

2.2.3 礦區(qū)斷裂或破碎帶的地球物理特征

礦區(qū)內(nèi)斷裂切割一種或兩種地質(zhì)體時，可引起巖石物性（磁性或電性）的明顯的變化，沿一定方向明顯表現(xiàn)出線性或串珠狀異常帶或不同磁場的梯級帶。此時當后期酸性脈巖攜帶金屬硫化物的沿構(gòu)造破碎帶貫入時，可引起低磁低阻中極化異常。

圖1 礦區(qū) 鉬元素（土壤）等值線平面圖Fig.1 Contour plan of Mo element of themining area

3 綜合物探方法對深部礦體預(yù)測與定位

3.1 重磁

1∶10 000高精磁成果表明，礦區(qū)內(nèi)以高值正磁場為主，場值變化范圍為-300～1 500 nT，該場以局部低緩負場為中心，近似于環(huán)狀分布。且有近環(huán)狀負值重力異常場與其對應(yīng)，異常幅值 - 42×10-5/ms2。

3.2 激電中梯

從 （圖2、圖3）上可以看出， 礦區(qū)視極化率背景場為2%左右，視電阻率背景值一般為1 000 Ω.m,場態(tài)近于平穩(wěn)，基本反映了區(qū)內(nèi)斑巖型鉬礦的激電場特征。 大致以R3線為中心，清晰表現(xiàn)出一似環(huán)形激電場之場態(tài)特征。若以3% 為下限，可圈出18處視極化率異常；由于后期構(gòu)造的破壞作用，異常出現(xiàn)錯斷多為呈孤島狀。DHJ-2、DHJ-5、DHJ-6、DHJ-7、DHJ-8、DHJ-9、DHJ-10、DHJ-12、DHJ-14、DHJ-15、DHJ-16 、DHJ-17、DHJ-18異常∶ 為東西向小脈狀、囊狀或透鏡狀異常，強度3%～6%，與低阻（800～1 600 Ω.m）區(qū)或部分中阻(1 600～2 400 Ω.m）區(qū)對應(yīng)，對該低（中)阻中極化特征的激電異常，推斷為含鉬石英（網(wǎng)）脈引起。

圖2 礦區(qū) 視極化率等值線平面圖Fig.2 Contour plan of apparent polarization of themining area

圖3 礦區(qū)視電阻率等值線平面圖Fig.3 Contour plan of apparent resistivity in themining area

以1 500 Ω.m為下限，可圈出14處中阻及高阻視電阻率異常， 宏觀上異常同樣具有環(huán)狀特征。內(nèi)環(huán)以中阻異常為主﹙強度1 600～2 400 Ω.m﹚，外環(huán)以高阻異常為特征﹙強度2 400 Ω.m以上﹚。

區(qū)內(nèi)視極化率異常，沿南北方向多展現(xiàn)出于東西方向的斷續(xù)分布。視極化率異常， 一般強度7.0%～8.0%，局部高達10.0%～18.0%；視電阻率強度多在2 000 Ω.m 左右；總體表現(xiàn)出以燕山晚期似斑狀花崗閃長巖為主及外圍花崗閃長巖 的激電場特征。

3.3 激電測深

為驗證激電中梯異常，在R0、R3線分別布置了兩條激電測深實測剖面。

在DHJ-2激電異常位置布置的R0線激電測深剖面（圖4）清晰可見，在 30號測深點附近定性深度約50～100m、10號測深點位置地下約100m定性深度處和130號測深點地下100～200m等不同定性深度上，分別有極化體存在；前者宏觀產(chǎn)狀北傾，位于陡立的高阻石英柱兩側(cè)，目前工程驗證已見鉬礦體；后者宏觀產(chǎn)狀陡傾。

在DHJ-10激電異常位置布置了R3 線激電測深剖面。由圖5可以看出，在120號測深點位置地下 100m及150m 的定性深度上，分別有極化體存在。

通過該區(qū)找礦實踐，我們認為高阻、高極化異常多與石英脈、硅化有關(guān)；而中阻、中極化異常多與礦化蝕變關(guān)系密切。

區(qū)內(nèi)已知含鉬硅石礦點 ，位于上述環(huán)形視極化率場的內(nèi)環(huán)與中環(huán)。目前經(jīng)鉆探驗證，見礦率可達 60%左右。

圖4 礦區(qū)R0線激電測深（ηs、ρs）斷面圖Fig.4 Cross-section of induced polarization sounding of Line R0

3.4 EH-4電磁測深

為驗證激電測深異常的存在與深部場源性質(zhì)，我們在R0、R3線同位置，布置了EH-4電磁測深剖面 （圖6、圖7）， 討論如下。

圖5 礦區(qū)R3線激電測深（ηs、ρs）斷面圖Fig.5 Cross-section of induced polarization sounding of Line R3

圖6 礦區(qū)R0線EH-4二維反演示意圖Fig.6 EH-4 two-dimensional inversion of Line R0

圖7 礦區(qū)R3線EH-4二維反演示意圖Fig.7 EH-4 two-dimensional inversion of Line R3

由圖6可見，宏觀電性特征在剖面上表現(xiàn)為上低下高，淺部與深部有明顯的電性差異，淺部（0～400m）是低阻特征，深部（大于埋深400m）是高阻，淺部低阻特性有可能是地表風化引起的，但是更有可能是細?；◢弾r；而深部高阻是粗?；◢弾r。在該演剖面中發(fā)現(xiàn)4個相對低阻異常區(qū)，分別編號為R0-Ⅰ、R0-Ⅱ、R0-Ⅲ和R0-Ⅳ。R0-Ⅰ號異常位于剖面的南端0～120號點之間，700～840m高程范圍內(nèi)，異常向北傾伏，未有鉆孔穿過此異常；R0-Ⅱ號異常位于剖面的中部200～320號點之間，570～720m高程范圍內(nèi)，鉆孔ZK005穿過此異常，鉆孔揭示在此異常范圍內(nèi)有三條工業(yè)礦體和三條未達到工業(yè)礦體品位的貧礦體，由此說明EH-4在此處的低阻異常是由礦體引起。同時，ZK005孔整個孔礦化比較好，而低阻等值線向深部凹陷，可見貧礦化能夠降低地質(zhì)體的電阻率。但是只有富礦體，而且多組礦脈集中，才能引起相對低阻異常。R0-Ⅲ號異常位于剖面的北端480～535號點之間，630～675m高程范圍內(nèi)，鉆孔ZK006穿過此異常，鉆孔揭示在此異常范圍內(nèi)有一條工業(yè)礦體和兩條未達到工業(yè)礦體品位的貧礦體，但深度上略有誤差，由此說明EH-4在此處的低阻異常是由礦體引起，但是在反演剖面的邊部誤差增大；R0-Ⅳ號異常位于剖面的北端500～600號點之間，490～580m高程范圍內(nèi)，鉆孔ZK006穿過此異常的邊部，未見到好的礦體。

該剖面共布置5個鉆孔，ZK001、ZK002、ZK004、ZK005和ZK006。除ZK004無化驗結(jié)果外，其它4個鉆孔資料較齊全，其中ZK001和ZK002鉆孔深度較淺，現(xiàn)就ZK005和ZK006來分析總結(jié)EH-4對礦體的反映特征：ZK005鉆孔整體礦化較好，EH-4的反映為鉆孔剛好位于電阻率等值線變低的凹陷帶上，而在鉆孔孔深的175～240m范圍內(nèi)見到三條達工業(yè)品位的礦體，EH-4在該處的反映為局部低阻；ZK006 鉆孔礦化現(xiàn)象整體來說沒有ZK005鉆孔的好，特別是在深部，EH-4的反映為深部電阻率較為平緩，在鉆孔孔深的142～176m范圍內(nèi)見到1條達工業(yè)品位的礦體和2條貧礦體。R3線平行R0線布置，位于R0線東側(cè)100m。該線的深部發(fā)現(xiàn)一范圍較大的低阻異常，編號為R3-Ⅰ（見圖7）。異常位于100～220號點之間，50～350m高程范圍內(nèi)，異常呈長條狀，向南傾伏。EH-4電磁測深二維反演剖面圖 顯示：電阻率異常賦存標高為500～700m，電阻率800～1 000 Ω.m之間變化。通過鉆孔驗證鉬礦體與低阻異常關(guān)系密切。

4 三種不同場源的電（磁）探測方法和成果整合

激電中梯、激電測深、EH-4測深，屬于時間域三種不同場源的電（磁）探測方法，其成果整合，尚屬首次。通過分析研究，三者測量成果基本吻合。鉬礦（化）體，賦存于低阻（800～2 000Ω.m）中極化（3%左右）異常部位。

5 綜合物化探找礦標志

5.1 綜合物探標志

高精度磁測的低緩負異常區(qū)（-50～100 nT）、激電中梯的中阻中極化異常區(qū)（強度1 600～2 400Ω.m；3%左右）、EH-4電磁測深的低阻異常區(qū)（800～1 000Ω.m）均為間接標志。

5.2 化探標志

鉬異常濃集中心明顯，一般異常的豐值高于地殼克拉克值（維氏值）近10倍，而且與W、Bi、Cu等元素相套合。

6 礦區(qū)遠景及找礦方向

區(qū)內(nèi)鉀化帶出露面積1.5 km2，本次僅對中心部位的0.24 km2做了系統(tǒng)勘查工作，其它物、化探異常區(qū)未進行全面系統(tǒng)勘查工作。因此，擴大礦區(qū)內(nèi)的勘查范圍，重點放在斑巖體及其邊部接觸帶上進行系統(tǒng)勘查評價工作,力爭探明已發(fā)現(xiàn)的礦體和發(fā)現(xiàn)新的礦體。

7 幾點認識

（1）本次采用地質(zhì)、化探、激電、EH-4的最佳方法組合尋找鉬（化）礦體，通過深部工程驗證，找礦效果較佳。

（2）通過測量工作，共圈定激電異常18個，異常走向呈近東西向。宏觀激電場呈向北西開口的環(huán)形， 所獲得大面積異常與礦化蝕變范圍相吻合?；疆惓７秶鷥?nèi)均見有明顯的激電異常，為本區(qū)重要的找礦標志。

（3）工作成果表明，屬于石英網(wǎng)脈型鉬礦體（礦化體），橫向上視極化率多在 3%～6%間變化，視電阻率一般在8 000 ～2 000 Ω.m之間變化。縱向上視電阻率一般在 1 500 Ω.m左右，視極化率一般在2%～4%間變化，極大值為5%。由此可知，極化體在橫向和垂向上均具有低阻—中極化率特點，反映出本礦區(qū)極化體的蝕變礦化特征，符合我所在吉林省內(nèi)多個鉬礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)工作結(jié)果的物理場統(tǒng)計規(guī)律。本區(qū)可根據(jù)“一高一中三低 ”（即鉬多金屬元素含量高、中極化率、低電阻率、低磁、低密度 ）的物化探找礦模型（標志），結(jié)合地質(zhì)因素，尋找該成因類型的礦體或盲礦體。

（4）時間域三種不同場源的電（磁）探測方法和成果整合，尚屬首次。激電中梯、激電測深、EH-4三者的有機關(guān)聯(lián)，通過研究分析目標物（礦化蝕變帶）的物理參數(shù)（即重、磁、電）特征，可確定礦（化）體在三維空間內(nèi)賦存的幾何形態(tài)及性質(zhì)。通過深部工程驗證，找礦效果較好。

（5）發(fā)現(xiàn)的18處激電異常，皆位于鉬土壤化探異常區(qū)內(nèi)?？傮w上沿東西方向分布，呈小脈狀或透鏡狀或囊狀展布，構(gòu)造控礦作用明顯。大冰湖溝鉬礦區(qū)北側(cè)與西側(cè)，應(yīng)是下一步找礦的重點地段。

（6）通過兩年的勘探評價，該鉬礦共探獲鉬礦石量1 711.25萬噸，鉬金屬量11 984 t?？刂频慕?jīng)濟基礎(chǔ)儲量（122b）：礦石量802.28萬噸,鉬金屬量5 618t；推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(333)∶礦石量908.97萬噸,鉬金屬6 366 t； 122b鉬金屬量占總資源儲量的46.88%。

撰文過程中，得到殷長建教授、王景德副總工程師、姚廷才、陳剛高級工程師的指導和幫助,在此深表謝意。