青海忠陽銅礦床的激電異常特征及解釋

邵昌盛 馮永來 李大虎

（1.四川省核工業(yè)地質(zhì)局 二八二大隊，四川 德陽618000；2.四川省地震局 工程地震研究院，成都610041）

從20世紀60年代開始有地質(zhì)工作者陸陸續(xù)續(xù)在礦區(qū)開展過激電工作，包括激電掃面和激電測深，但都未取得突破。作者在前人的基礎(chǔ)上，通過在礦區(qū)開展中間梯度面積性測量［1］，圈定激電異常的分布范圍及形態(tài)特征，對獲得的激電異常特征進行分析，探討銅礦（化）體與控礦構(gòu)造的空間分布關(guān)系，為后續(xù)工程提供依據(jù)，同時為同類型的礦床地球物理勘探提供可借鑒的經(jīng)驗。

1 礦區(qū)地質(zhì)與地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

工作區(qū)位于昆侖山主脊以北的東大灘北側(cè)，隸屬青海省海西州格爾木市管轄，位于1∶20萬I－46－［5］（納赤臺幅）或1∶5萬I46E002019（忠陽山幅）圖幅中。

1.1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層有古元古代苦海巖群（Pt1K）、中－新元古代萬保溝群（PtW）、奧陶－志留紀納赤臺群哈拉巴依組（OSh）以及第四紀洪沖積層。中－新元古代萬保溝群為區(qū)內(nèi)出露的主要地層，也是區(qū)域內(nèi)的主要賦礦地層。

a.苦海巖群分布于礦區(qū)南部，主要為一套灰色、灰黑色條帶狀、眼球狀二云斜長片麻巖、灰黑色絹云母白云石英片巖，局部夾灰白色含白云母白云石，及灰色黑云方解石英千枚巖。

b.萬保溝群在區(qū)內(nèi)大面積出露，自下而上為碎屑巖夾火山巖巖組（PtW1）和碳酸鹽巖巖組（PtW2）。

碎屑巖夾火山巖巖組：巖石組合為青灰色鈣質(zhì)千枚巖、深灰色絹云母石英片巖、灰綠色方解絹云石英千枚巖、灰綠色絹云母千枚巖、灰綠色絹云石英片巖、灰色條帶狀鈣質(zhì)片巖，中部夾變形礫巖。為礦區(qū)內(nèi)主要賦礦地層。

碳酸鹽巖組：巖石組合為灰白色（糜棱巖化）白云石大理巖、淺灰色中厚層狀粉晶白云巖、淺灰色中厚層狀粉晶－細晶白云巖、灰白色片理化微晶白云巖夾少量灰白色微晶－粉晶白云巖和灰色條帶狀結(jié)晶灰?guī)r。控制厚度＞300m。

c.哈拉巴依溝組僅在區(qū)內(nèi)東北部有少量出露，為鈣質(zhì)千枚巖段（OSh1），主要為灰黑色片理化鈣質(zhì)千枚巖、絹云母千枚巖，次為灰色石英片巖。本段巖石以泥鈣質(zhì)成分為特征，夾有少量細粒巖石，顏色以灰黑色為主。

d.第四系出露于礦區(qū)的南部邊緣，主要為河床沖積、洪積物，靠近山腳以及半山坡有第四紀黃土。

1.1.2 巖漿巖與變質(zhì)巖

巖漿巖分布于測區(qū)西北部，主要巖性為二長花崗巖（ηδ52）和花崗閃長巖（γδ52），為燕山期磨石溝花崗閃長巖體（γδ52）的一部分，是該區(qū)成礦物質(zhì)的主要礦源巖體。圍巖為納赤臺群的變砂巖、千枚巖、片巖等，因受熱力烘烤及熱液蝕變，已多呈角巖化、硅化、綠簾石化等蝕變。脈巖以花崗斑巖、二長花崗巖類為主。

區(qū)內(nèi)巖石受區(qū)域變質(zhì)作用的影響，以粉砂質(zhì)、黏土質(zhì)及鈣質(zhì)碎屑沉積物夾碳酸鹽巖為主的原巖，基本呈中深變質(zhì)巖系產(chǎn)出，加上加里東期、晚海西－印支期造山作用的影響，巖石形變較為普遍。

上述變質(zhì)和變形作用對礦床具有明顯的改造作用，不僅使礦體發(fā)育變形組構(gòu)、受傾伏褶皺控制的礦體在空間上向特定方向傾斜延伸，也表現(xiàn)在礦體被擠壓變形成透鏡體、被斷裂破壞的礦體在走向上或傾向上不連續(xù)、礦化層因褶皺而重復(fù)出現(xiàn)等。

變質(zhì)巖石主要有古元古代苦海巖群 （Pt1K）的二云斜長片麻巖、絹云母白云石英片巖；中－新元古代萬保溝群（Pt2－3W）的鈣質(zhì)千枚巖、絹云母石英片巖、方解絹云石英千枚巖、絹云母千枚巖、絹云母石英片巖、帶狀鈣質(zhì)片巖夾變形礫巖、白云石大理巖、白云巖，為區(qū)內(nèi)主要賦礦地層；哈拉巴依溝組（OSh）的鈣質(zhì)千枚巖、絹云母千枚巖，次為灰色石英片巖。

1.1.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)除局部有小褶曲外，基本上呈一向南傾斜的單斜構(gòu)造，走向呈近東西方向。

斷裂構(gòu)造較發(fā)育，按走向劃分主要有：近東西向（昆南活動斷裂）斷裂、北西向斷裂組和北東向斷裂組，其中昆南活動斷裂、東大灘活動性斷裂具有規(guī)模大、多期次活動的特點，對該區(qū)影響最大。

a.近東西走向斷裂，有昆南活動斷裂、東大灘北斷裂、忠陽山南斷裂。

b.北東向斷裂組，構(gòu)成本區(qū)的主要斷裂，各斷裂近乎平行，以上沖斷層為主，斷面向南東傾斜，傾角70°左右，個別傾向北西，傾角50°左右。

c.北西向斷裂，該組斷裂不甚發(fā)育，多以同方向的溝谷形式產(chǎn)出，斷裂性質(zhì)多不明，向南西傾斜，傾角60°～80°。

1.1.4 含礦層位

區(qū)內(nèi)東部含銅礦地層有2個層位：第一層為中新元古代萬保溝群下巖組的碎屑巖夾火山巖組（Pt2－3W1），第二層為中新元古代萬保溝群上巖組的碳酸鹽巖組（Pt2－3W2）

區(qū)內(nèi)西部含鐵銅礦地層：含鐵礦地層為中新元古代萬保溝群下巖組的碎屑巖夾火山巖組、燕山期磨石溝花崗閃長巖體外接觸帶；萬保溝群下巖組的云母片巖及上巖組的碳酸鹽巖組中的大理巖都有銅礦化，尤其大理巖內(nèi)及兩側(cè)相接觸的片巖中見有銅礦化現(xiàn)象。礦區(qū)南鄰昆南斷裂，派生的節(jié)理、裂隙為銅礦化賦存的場所。

1.2 地球物理特征

巖（礦）石的激發(fā)極化效應(yīng)的產(chǎn)生是在人工電場作用一定時間后，斷去人工電場，再測量電極間觀測到隨時間衰減的附加電場［2－6］。激發(fā)極化法不僅能根據(jù)巖、礦石導(dǎo)電性，而且還根據(jù)巖、礦石的物理和電化學(xué)活動差異來尋找金屬礦，而常見的黃鐵礦化、石墨化、磁鐵礦化、地下水或其他分散的金屬礦化同樣可以產(chǎn)生激電異常［7－10］；因此，只有在勘查對象與圍巖和其他地質(zhì)體之間具有較為明顯的激發(fā)極化效應(yīng)差異的地區(qū)，才會有較好的勘探效果。

為了達到一個好的勘探效果，對區(qū)內(nèi)的不同巖（礦）石類型和礦化與非礦（化）體的視極化率特性作一個全面細致的了解，在野外采集有代表性的巖（礦）石標本，由成都理工大學(xué)地球探測與信息技術(shù)教育部重點實驗室測定巖（礦）石標本的視極化率。表1為巖（礦）石標本視極化率的測定結(jié)果。

從表1中可見，本區(qū)巖（礦）石標本的視極化率具有以下特征：

a.含礦巖（礦）石標本視極化率較高，非含礦巖（礦）石標本的視極化率一般都較低，所有標本的視極化率在0.78%～19.18%范圍內(nèi)變化，其中變化范圍最大的是含礦（化）片巖和含礦（化）大理巖，變化最小的是變質(zhì)砂巖，其中花崗閃長巖的變化范圍也較大，在含礦（化）片巖、含礦（化）大理巖和花崗閃長巖上都可能觀測到較強的極化率。

表1 巖（礦）石標本視極化率參數(shù)測定結(jié)果統(tǒng)計表Table 1 The statistics for the susceptibility and apparent polarizability results of the samples

b.從平均值來看，所采集的巖（礦）石標本中，含礦（化）大理巖的視極化率最大，為8.16%；含礦（化）片巖的視極化率次之，為7.35%；花崗閃長巖的視極化率為4.63%?；◢忛W長巖的視極化率特征與含銅礦（化）巖體的視極化率差別不是太大，可能導(dǎo)致區(qū)分花崗閃長巖與含銅礦（化）巖體視極化率異常的困難，這一特征決定了利用視極化率異常來圈定礦（化）體時，要充分利用地質(zhì)、構(gòu)造等資料來做出符合實際的解釋。

2 視極化率特征及分布

從圖1視極化率ηs等值線平面圖來看，有部分異常的分布具有條帶性，而部分異常很多都不是連續(xù)性很好。

根據(jù)視極化率ηs異常分布情況，視極化率異常值以＞2.5%圈定，將異常分別編號為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ。

Ⅰ號異常分布在礦區(qū)的東北部，是由若干個串珠狀異常構(gòu)成的條帶狀狹長異常，方向約為北東45°，從116線向東一直延伸到136線，異常體長軸長約1.6km，短軸長50～100m，異常強度在2.5%以上，走向為北東－南西向。

Ⅱ號異常分布在礦區(qū)的東北部，也是條帶狀分布的狹長異常，方向約為北東80°，從122線向東一直延伸到132線，異常體軸長約1km，寬為50～100m。異常強度在2.5%以上，走向近東西向。

Ⅲ號異常分布在礦區(qū)的西南部，也是條帶狀分布的狹長異常，方向約為東西向，從94線向東一直延伸到102線，異常體長約800m，寬約100 m。異常強度在2.5%以上，走向為東西向。

Ⅳ號異常分布在礦區(qū)的西南部，也是條帶狀分布的狹長異常，方向約為東西向，從94線向東一直延伸到100線，異常體長約600m，寬約100 m。異常強度在2.5%以上，走向近東西向。

圖1 視極化率等值線圖Fig.1 The contour map of apparent polarizability

Ⅴ號異常分布在礦區(qū)的西北部，也是條帶狀分布的狹長異常，方向約為東西向，從86線向一直延伸到90線，異常體長約500m，寬約150～200m。異常強度在2.5%以上，走向近東西向。

Ⅵ號異常分布在礦區(qū)的西北部，呈不連續(xù)的間斷分布，方向約為東西向，視極化率值要偏小些。

在以上這些區(qū)域以外的地方都是大面積的視極化率低值區(qū)。

3 視極化率異常的解釋

從視極化率特征及其分布情況來看，部分異常很多都不是連續(xù)性很好，其原因可能是該區(qū)域構(gòu)造活動較為發(fā)育，巖石變質(zhì)和地層變形作用嚴重。而變質(zhì)和變形作用對礦床具有明顯的改造作用，不僅使礦（化）體發(fā)育變形組構(gòu)、受傾伏褶皺控制的礦體在空間上向特定方向傾斜延伸，也表現(xiàn)在礦體被擠壓變形成透鏡體，被斷裂破壞的礦體在走向上或傾向上不連續(xù)、礦化層被褶皺重復(fù)出現(xiàn)等（圖2、圖3）。

根據(jù)區(qū)內(nèi)巖礦石標本視極化率參數(shù)測定結(jié)果和視極化率特征及分布情況，結(jié)合地質(zhì)資料對以上劃分的異常分別作出定性的地質(zhì)解釋。

Ⅰ號異常位于中新元古代萬保溝群下巖組的碎屑巖夾火山巖組，是由若干串珠狀構(gòu)成的狹長異常構(gòu)成，推測是由大理巖脈中的銅礦（化）體所引起。該銅礦（化）體成透鏡體產(chǎn)出，對應(yīng)的異常值相對要大一點，可能是在該處的銅礦化（體）的埋深要淺一些的緣故。Ⅱ號異常位于中新元古代萬保溝群上巖組的碳酸鹽巖組，可能是東礦區(qū)含礦大理巖脈中的銅礦（化）體引起的，該異常的值相對要小一些。Ⅴ和Ⅵ號異常處于斷層破碎帶，這幾處的異?？赡苁菙鄬印⑽g變破碎帶內(nèi)有能產(chǎn)生激發(fā)激電效應(yīng)的地質(zhì)體引起的。此區(qū)域可能是巖漿活動特別強烈的部位，同時也是成礦物源的重要通道；但同時也有不利的一面，那就是也是地下水的重要通道和儲積地。由于覆蓋層較厚，因此，在這些區(qū)域的異常究竟是礦化（體）還是其他因素引起的暫不清楚，有待于進一步的工作。Ⅲ和Ⅳ號異常處于萬保溝群下巖組的碎屑巖夾火山巖組，該處的異常可能是西礦區(qū)的鐵礦（化）體和銅礦（化）體引起。

圖2 西礦區(qū)地質(zhì)物探綜合平面圖Fig.2 Comprehensive plane of geologic exploration and geophysical exploration at the west mine

圖3 東礦區(qū)地質(zhì)物探綜合平面圖Fig.3 Comprehensive plane of geologic exploration and geophysical exploration at the east mine

4 結(jié)論

a.青海忠陽銅礦床東礦區(qū)內(nèi)的Ⅰ號和Ⅱ號異常是由2個含銅礦地層引起，第一層是中新元古代萬保溝群下巖組的碎屑巖夾火山巖組，地層走向近EW－NE，傾向S－SE，巖層傾角稍大，一般60°～70°，局部地層受擠壓扭曲偏轉(zhuǎn)，是主要賦礦地層。第二層是中新元古代萬保溝群上巖組的碳酸鹽巖組，礦化較常見于片巖與大理巖接觸部位和大理巖中，地層走向近EW－NE，傾向S－SE，巖層傾角局部大于70°，多呈似層狀、扁豆狀、透鏡體狀分布。其中Ⅰ號異常已有工程驗證和控制。

b.西礦區(qū)內(nèi)的Ⅲ號和Ⅳ號異常是由含銅鐵礦（化）層引起的，含鐵礦地層為中新元古代萬保溝群下巖組的碎屑巖夾火山巖組與燕山期磨石溝花崗閃長巖體外接觸帶，礦區(qū)內(nèi)見有大量的黑云母花崗閃長巖脈，多沿構(gòu)造裂隙、節(jié)理侵入，片麻狀構(gòu)造很發(fā)育，片麻理與圍巖片理平行斜交界面，顯示構(gòu)造片麻理，以二云斜長片麻巖為含鐵層。萬保溝群下巖組的云母片巖及上巖組的碳酸鹽巖組大理巖都有銅礦化，尤其大理巖內(nèi)及兩側(cè)相接觸的片巖中見有銅礦化現(xiàn)象。斷裂派生的節(jié)理、裂隙為銅礦化賦存的場所。

c.青海忠陽銅礦床銅礦（化）體的賦存與構(gòu)造密切相關(guān)；銅礦（化）體埋深、規(guī)模等條件是影響激電異常大小的部分因素；地表觀測的最強激電異常不一定是工業(yè)礦體，工業(yè)礦體往往在中等激電異常的部位。

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